[發明專利]一種利用高鐵氧化錳礦制備草酸鐵錳的方法

有效

• 申請號: 202210246992.0
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114621080B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 孫維義;蘇仕軍;丁桑嵐
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C07C55/07
• 分類號: C07C55/07;C07C55/06;C07C51/41;C07C51/00;C22B3/16;C22B3/44;C22B47/00
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 劉方正

本發明公開了一種利用高鐵氧化錳礦制備草酸鐵錳的方法，包括以下步驟：礦石浸錳：利用草酸/草酸鐵混合溶液作為浸出劑與高鐵氧化錳配漿，浸出后固液分離，得到含鐵礦渣和分離液一；還原沉鐵錳：將分離液一進行還原，固液分離后得草酸鐵錳沉淀和分離液二；草酸鐵錳回收：將草酸鐵錳沉淀經洗滌、干燥后得純凈草酸鐵錳；浸出劑配置：向分離液二中補加草酸得混合溶液，然后將其與含鐵礦渣配漿，浸出后固液分離，得浸出廢渣和含有草酸/草酸鐵混合溶液，將含有草酸/草酸鐵混合溶液返回重復使用，形成循環工藝。該制備方法可有效解決現有的方法存在的成本高、污染物排放量大的問題，同時可以實現高鐵氧化錳礦的資源化利用。

技術領域

本發明涉及高鐵錳礦資源化利用技術領域，具體涉及一種利用高鐵氧化錳礦制備草酸鐵錳的方法。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、對環境污染小和無記憶效應等諸多優點，成為支持當前電動汽車用電源發展的重要基礎。磷酸鐵鋰磷作為當前電動車市場的主流電池之一，在安全性和循環壽命等方面表現優異，但電導率低和堆積密度低，成為限制其發展的短板。磷酸鐵錳鋰是在磷酸鐵鋰電池中加入錳元素后獲得的新型電池材料，具有較高的電壓平臺，相當條件下其理論能量密度比磷酸鐵鋰高15-20%，被認為是磷酸鐵鋰升級版。

錳、鐵是生產磷酸鐵錳鋰電池的重要原料。我國鐵、錳礦石雖然儲量比較豐富，但主要以貧礦為主，其中鐵礦的平均品位為32%，比世界平均品位低11個百分點，全國錳礦平均品位在20%左右，富錳礦（氧化錳礦含錳大于30%、碳酸錳礦含錳大于25%）儲量只占6.4%。由于鐵和錳的地球化學行為相似，在地質過程中經常密切共生，在我國已查明的主要錳礦中，高鐵錳礦（Mn/Fe≤3）的占比為35.18%，另有鐵錳礦（Mn/Fe≤1）數千萬噸。該類鐵錳礦石中錳、鐵分離困難，提取利用難度大，且難以實現錳鐵的同步資源化利用。

草酸鐵錳是制備磷酸鐵錳鋰的優質前驅體，目前主要是利用商品化的錳鹽、鐵鹽和草酸鹽通過混合沉淀的方式獲得。該類技術首先需要將鐵錳礦石經過復雜的冶金過程獲得商品化的錳鹽和鐵鹽，工藝流程長，成本高、污染物排放量大。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種利用高鐵氧化錳礦制備草酸鐵錳的方法，該制備方法可有效解決現有的方法存在的成本高、污染物排放量大的問題，同時可以實現高鐵錳礦的資源化利用。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種利用高鐵氧化錳礦制備草酸鐵錳的方法，包括以下步驟：

（1）礦石浸錳：利用草酸/草酸鐵混合溶液作為浸出劑與高鐵氧化錳配漿，浸出后固液分離，得到含鐵礦渣和分離液一；

（2）還原沉鐵錳：將步驟（1）所得分離液一進行還原，固液分離后得草酸鐵錳沉淀和分離液二；

（3）草酸鐵錳回收：將步驟（2）所得草酸鐵錳沉淀經洗滌、干燥后得純凈草酸鐵錳；

（4）浸出劑配置：向步驟（2）中的分離液二中補加草酸得混合溶液，然后將其與步驟（1）中的含鐵礦渣配漿，浸出后固液分離，得浸出廢渣和含有草酸/草酸鐵混合溶液，將含有草酸/草酸鐵混合溶液返回步驟（1）中重復使用，形成循環工藝。

進一步地，步驟（1）中高鐵氧化錳礦的粒度≥100目。

進一步地，步驟（1）中草酸/草酸鐵混合溶液與高鐵氧化錳礦的液固比為1-10:1。

進一步地，步驟（1）中浸出溫度≥30℃，浸出時間≥0.5h。

進一步地，步驟（2）中所述分離液一的還原方法為：對分離液一進行紫外線照射實現還原。

上述方案中，紫外線照射強度大，則照射時間可相對縮短，紫外線照射強度小，則照射時間需相應延長。