一种高纯硫酸锰的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯硫酸锰的制备方法，具体包括以下步骤：首先将待处理的杂质含量高的初级硫酸锰溶液加入二氧化锰(矿粉)，用碱液调节pH到5‑6，再加入重金属离子的硫化物，搅拌加温反应，然后进行固液分离，得到净化初液，将净化后液体部分浓缩结晶，得到高纯硫酸锰产品和含杂的硫酸锰母液，在密闭反应釜内将得到的硫酸锰母液通入氮气，再加入氨水，固液分离，最后将得到的氢氧化锰固体加酸重溶，制得高纯硫酸锰产品。

A preparation method of high purity manganese sulfate

The invention discloses a preparation method of high-purity manganese sulfate, which comprises the following steps: firstly, adding manganese dioxide (ore powder) into the primary manganese sulfate solution with high impurity content to be treated, adjusting pH to 5_6 with alkali solution, adding sulfide of heavy metal ions, stirring heating reaction, and then carrying out solid-liquid separation to obtain purity. The purified liquid was partially concentrated and crystallized to obtain high-purity manganese sulfate products and impurity manganese sulfate mother liquor. The mother liquor of manganese sulfate was injected into nitrogen in an airtight reactor, and then ammonia was added to separate the solid from the liquid. Finally, the obtained manganese hydroxide solid was dissolved with acid to produce high-purity manganese sulfate products.

【技术实现步骤摘要】
一种高纯硫酸锰的制备方法
本专利技术属于无机精细化工制备
，涉及一种高纯硫酸锰的制备方法。
技术介绍
由于石油、煤等传统资源的日益枯竭，新能源技术已经成为人类可持续发展的关键，锂离子电池可望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的，高纯硫酸锰是锂电池三元正极材料的重要组成部分。因此高纯硫酸锰的前景被广泛看好。高纯硫酸锰主要应用于三元正极材料以及锰酸锂、富锂锰基正极材料的合成，是近几年国内锰行业研究的热点。高纯硫酸锰的制备方法很多，但是K、Na、Ca、Mg、重金属离子等杂质含量要求严格，其中钙镁离子的去除是整个工艺的核心难点所在。在一般情况下,钙、镁可通过浓缩、静置、结晶分离部分除去，但此方法产量低、成本高、产品质量很难满足电池要求；此外，传统的氟化物法除钙镁，对于沉淀剂氟化物的选择不仅难把控，还容易给体系带入其他杂志。而且氟化物对设备腐蚀严重，使产品含氟，无法做到优等级产品；因此，急需发展出一种成本低、收率高、节能环保的工艺路线。
技术实现思路
为了改善上述现有技术的不足，本专利技术提供一种高纯硫酸锰的制备方法。本专利技术工艺简单，易于操作，能耗、成本低。本专利技术首先将待处理的杂质含量高的初级硫酸锰溶液加入二氧化锰(矿粉)，用碱液调节pH到5-6，再加入重金属离子的硫化物，搅拌加温反应，然后进行固液分离，得到净化初液，将净化后液体部分浓缩结晶，得到高纯硫酸锰产品和含杂的硫酸锰母液，在密闭反应釜内将得到的硫酸锰母液通入氮气，再加入氨水，固液分离，最后将得到的氢氧化锰固体加酸重溶，制得高纯硫酸锰产品。本专利技术涉及到的基本化学反应为：M+MnS→MS+Mn2+(M代表重金属离子)2Fe2++MnO2+2H2O+2OH-→2Fe(OH)3+Mn2+MnSO4+2NH3·H20→Mn(OH)2+(NH4)2SO4本专利技术所述的一种高纯硫酸锰的制备方法，具体包括以下步骤：1)除铁：向初级硫酸锰溶液中加入二氧化锰(矿粉)，并加碱调节pH至5-6；2)除杂：向上步骤得到的液体，加入除重金属离子的硫化物，加热，反应结束后进行固液分离，得到净化粗液；3)蒸发结晶：将上步骤得到的液体蒸发结晶，固液分离，得到高纯硫酸锰产品与含杂硫酸锰母液；4)向上步骤得到的含杂硫酸锰母液在密闭釜内通入氮气，再加入氨水，固液分离，热水洗涤分离得到的氢氧化锰固体；5)向上步骤得到的氢氧化锰固体，加水与硫酸，反溶为硫酸锰液体，全部浓缩结晶，得到高纯硫酸锰干品。本专利技术步骤1)所述的初级硫酸锰溶液，优选用锰矿制备得到、或者是含杂量高的硫酸锰废液、或者是锰盐副产物；所述的初级硫酸锰溶液为10-200g/L，优选60-100g/L。步骤1)是溶液除铁的过程，所述的加入二氧化锰(矿粉)为理论量的110％-200％，反应时间为0.5-3h，保持温度30-80℃，优选温度范围为70-80℃，最后得到液体铁含量≤2ppm。步骤2)所述的除重金属离子的硫化物，为硫化铵、硫化钠、硫化锰等，优选硫化锰；所述的加热，温度为50-80℃，优选60-80℃，反应时间1-2h；所述的固液分离，是指液体中铅、锌、铜、含量≤2ppm。步骤3)所述的蒸发结晶，根据溶液钙镁等离子的含量高低，蒸发结晶得到10-30％的高纯硫酸锰。步骤4)所述的含杂硫酸锰母液，锰浓度为10-200g/L，优选50-100g/L；加入氨水溶液的浓度为5-30％，优选10％-20％，加入氨水的量为理论量的90％-150％，优选100％-120％，反应温度为30-70℃，搅拌时间为0.5-1h；所述的热水，优选25-40℃。步骤5)所述的加水与硫酸，优选加水到固液比为1:1.5-3，加硫酸到溶液pH为5-7。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术结合传统重结晶工艺，在尽量减少药剂用量的基础上，通过氨化沉淀直接除去钙镁钾钠离子，工艺简单，效果显著。2、本专利技术工艺流程简单，设备耗材少，对设备没有严格要求，成本低。。3、本专利技术反应条件温和，使用的药剂常见且价格便宜，具有能耗低、高效率、易操作等优点。4、本专利技术水处理简单，生产节能环保，水的利用做到体系完全内循环使用。2、本专利技术制备的高纯硫酸锰品质高于国内行业标准。附图说明图1是本方法的流程示意图。具体实施方式下面以实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1：取1kg锰含量为38％的还原锰矿，液固比2:1，加入375ml浓硫酸，搅拌反应2h，固液分离，得到液体，加入3g二氧化锰(矿粉)，调液体ph为5-6，在60℃的水浴锅里，搅拌保温1h，过滤，取液体，加入1g硫化锰粉末，继续搅拌保温1h，过滤，取液体，加热浓缩30％，得到①号高纯硫酸锰干品与硫酸锰母液。母液通入氮气，加入15％氨水1500ml，搅拌保温0.5h，过滤，热水洗涤滤渣，得到滤渣加入稀硫酸溶液反溶为硫酸锰液体，全部浓缩结晶得到②号高纯硫酸锰干品。实施例所得的高纯硫酸锰产品的各参数见下表所示。实施例2：取某硫酸锰工厂两矿法生产的硫酸锰初级溶液10L，锰含量为120g/L，加入0.5g二氧化锰(矿粉)，调液体ph为5-6，在80℃的水浴锅里，搅拌保温0.5h，过滤，取液体，加入1.5g硫化锰粉末，继续搅拌保温1h，过滤，取液体，加热浓缩20％，得到①号高纯硫酸锰干品与硫酸锰母液。母液通入氮气，加入20％氨水6000ml，搅拌保温1h，过滤，热水洗涤滤渣，得到滤渣加入稀硫酸溶液反溶为硫酸锰液体，全部浓缩结晶得到②号高纯硫酸锰干品。实施例所得的高纯硫酸锰产品的各参数见下表所示。高纯硫酸锰的行业要求：Mn≥32.0％、Fe≤10ppm、Pb≤10ppm、Zn≤10ppm、Cu≤10ppm、Ca、Mg≤50ppm。实施例的①②均优于高纯硫酸锰行业要求。以上所述，仅为本专利技术专利较佳的具体实施方法，但本专利的保护范围并不局限于此，对于本领域普通技术人员来讲，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本专利技术的保护范围之内，因此本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯硫酸锰的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)除铁：向初级硫酸锰溶液中加入二氧化锰，并加碱调节pH至5‑6；2)除杂：向上步骤得到的液体，加入除重金属离子的硫化物，加热，反应结束后进行固液分离，得到净化粗液；3)蒸发结晶：将上步骤得到的液体蒸发结晶，固液分离，得到高纯硫酸锰产品与含杂硫酸锰母液；4)向上步骤得到的含杂硫酸锰母液在密闭釜内通入氮气，再加入氨水，固液分离，热水洗涤分离得到的氢氧化锰固体；5)向上步骤得到的氢氧化锰固体，加水与硫酸，反溶为硫酸锰液体，全部浓缩结晶，得到高纯硫酸锰干品。

【技术特征摘要】
1.一种高纯硫酸锰的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)除铁：向初级硫酸锰溶液中加入二氧化锰，并加碱调节pH至5-6；2)除杂：向上步骤得到的液体，加入除重金属离子的硫化物，加热，反应结束后进行固液分离，得到净化粗液；3)蒸发结晶：将上步骤得到的液体蒸发结晶，固液分离，得到高纯硫酸锰产品与含杂硫酸锰母液；4)向上步骤得到的含杂硫酸锰母液在密闭釜内通入氮气，再加入氨水，固液分离，热水洗涤分离得到的氢氧化锰固体；5)向上步骤得到的氢氧化锰固体，加水与硫酸，反溶为硫酸锰液体，全部浓缩结晶，得到高纯硫酸锰干品。2.根据权利要求1所述的一种高纯硫酸锰的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的初级硫酸锰溶液，是用锰矿制备得到、或者是含杂量高的硫酸锰废液、或者是锰盐副产物，所述的初级硫酸锰溶液为10-200g/。3.根据权利要求1所述的一种高纯硫酸锰的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的加入二氧化锰为理论量的110％-200％，反应时间为0.5-3h，保持温度30-80℃，最后得到液体铁含量≤2ppm。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦庆锰，杨雄强，莫燕姣，张帆，甘永兰，
申请(专利权)人：广西锰华新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45