[發明專利]一種低成本電池級四氧化三錳制備方法

在審

• 申請號: 202110789416.6
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113479935A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 羅文宗;李小軍;康凱;胡波;牛春光;葉顯君;任瑩;葉繁
• 申請（專利權）人: 貴州金瑞新材料有限責任公司
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02
• 代理公司: 武漢智新達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42272
• 代理人: 張中寶

本發明涉及一種低成本電池級四氧化三錳制備方法。該低成本電池級四氧化三錳制備方法，通過將低成本關鍵石灰等低廉堿替代液堿及液氨等昂貴堿，電池用氧化錳制備時，堿及錳源是主要原料，占成本70％以上，而用低廉便宜的石灰作為堿勢必會導致體系鈣高，故在使用液堿或氨水系統得到的濾液含有硫酸鈉與硫酸銨的體系中，加入石灰，通過硫酸根與鈣沉淀的過程，從而將石灰中氫氧根離子帶入系統，用碳酸鈉將液堿及氨水或是二者的混合物中少量鈣去除，生石灰在與水生成熟石灰的過程也很好的將濾液水充分回用，如此，可大大降低硫酸錳制備電池級四氧化三錳的生產成本，解決了現有的硫酸錳溶液生產電池級四氧化三錳原料成本高和廢水處理量大的問題。

技術領域

本發明涉及電池級四氧化三錳生產技術領域，具體為一種低成本電池級四氧化三錳制備方法。

背景技術

錳酸鋰作為鋰電正極材料之一，主要原料有EMD及電池級四氧化三錳，電池級四氧化三錳相比雜質含量更低，結合高振實密度及尖晶石結構等特點，以其制備的錳酸鋰具有更好的高溫循環性能，更多用于動力型錳酸鋰制備。

目前行業內生產電池級四氧化三錳主要有溶液法及錳片法兩種生產工藝，溶液法成本主要集中在錳鹽及堿兩種主原料上，而錳片法成本主要來自電解錳片，兩種成本差異對比主要受錳價及堿的價格波動影響，而電解錳價波動影響最大，錳價高時，溶液法相比有一定優勢，但相比EMD價格仍然過高，電池級四氧化三錳競爭優勢不突出；本專利旨在對硫酸錳溶液制備電池級四氧化三錳生產工藝進行優化，重點解決該工藝原料成本高、廢水處理量大且成本高等發展瓶頸點，從而為動力型錳酸鋰市場提高一種高性價比四氧化三錳原料，助推動力型錳酸鋰市場的發展。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種低成本電池級四氧化三錳制備方法，具備成本低且環保性強等優點，解決了現有的硫酸錳溶液生產電池級四氧化三錳原料成本高和廢水處理量大的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種低成本電池級四氧化三錳制備方法，包括以下步驟：

1)以液堿或氨水或是二者的混合物和硫酸錳為原料，采用化學沉淀法制備電池級四氧化三錳，通過壓濾得到相應濾液；

2)往液堿或液氨亦或是二者的混合物制備電池級四氧化三錳濾液中加入過量石灰；

3)采用離心式分離將步驟2混合液進行固液分離；

4)往分離處理的液堿或氨水或是二者的混合物投入過量碳酸氫，直至無沉淀生成，繼而對所生成的沉淀物進行固液分離；

5)上述得到的液堿及氨水或是二者的混合物回用至儲罐，靜置一定時間后，作為生產原料回用至電池用四氧化三錳生產中。

進一步，所述步驟1的具體制備流程為：

A)取凈化后100g/L硫酸錳溶液14.2L，加入一定量絡合劑，充分攪拌后備用，標記為A劑，取32％液堿4L，標記為B劑，備用；

B)往30L合成釜加入一定量底液，加熱至一定溫度后，在攪拌的作用下，通過蠕動泵將A與B劑同時泵入合成槽內，過程中通入一定量空氣，并控制好PH值；

C)合成結束后，將反應混合液進行固液分離，固體渣洗滌烘干后，標記為樣C，檢測相關指標。

進一步，所述步驟2)和3)的具體制備流程為：

取濾液10L，加入600g生石灰(石灰過量)，攪拌一定時間進行充分反應，隨后用離心機對該混合物進行固液分離。

進一步，所述步驟1的具體制備流程為：

D)取凈化后100g/L硫酸錳溶液14.2L，加入一定量絡合劑，充分攪拌后備用，標記為A劑，取50％氨8L，標記為B劑，備用；