一种电解二氧化锰湿法除铁设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种电解二氧化锰湿法除铁设备和方法，具体地说是一种对电解二氧化锰进行深度湿法除铁方法。湿法除铁器由除铁器本体及除铁辅助机构组成。其中除铁器本体由安装法兰1、磁棒安装座2、磁棒和磁棒护套3、脱铁板4、磁棒定位器5和吊攀6构成；除铁辅助机构由起吊装置7和除铁器导轨8构成。

A wet iron removal equipment and method for electrolytic manganese dioxide

The invention relates to an electrolytic manganese dioxide wet iron removal device and method, in particular to a deep wet iron removal method for electrolytic manganese dioxide. The wet iron remover consists of the main body of the iron remover and the auxiliary mechanism of the iron remover. The main body of the iron remover consists of installation flange 1, magnetic rod mounting seat 2, magnetic rod and magnetic rod sheath 3, iron removing plate 4, magnetic rod locator 5 and lifting climbing 6, and the auxiliary mechanism of iron removing consists of lifting device 7 and iron remover guide rail 8.

【技术实现步骤摘要】
一种电解二氧化锰湿法除铁设备和方法本申请是分案申请，原申请的申请日为2015年5月27日，申请号为2015102782421，专利技术创造名称为“一种电解二氧化锰湿法除铁设备和方法”。
本专利技术属于二氧化锰改性
，具体地说是一种对电解二氧化锰(以下简称EMD)进行深度湿法除铁方法。
技术介绍
由于其价格低廉，产能充足，并具有卓越的放电和长期储存性能，电解二氧化锰常被用做干电池的活性材料。例如，它可被用作碱性原电池或锂电池的阴极活性材料，亦或用作锂离子电池正极活性材料的前驱体。通常，将直流电通过含硫酸锰和硫酸的酸性溶液来制备电解二氧化锰。电解过程用钛板做阳极。反应生成的电解二氧化锰会沉积在钛板上。阴极则由石墨、铜或相似材料组成。沉积的电解二氧化锰厚度达到1毫米～75毫米时，用外力将其从钛板上剥离下来。通过研磨剥离下来的电解二氧化锰碎片，使其粒度细化以满足电池生产厂商的要求。电解二氧化锰碎片的粉体化过程通常是在磨机中进行的。由于电解二氧化锰硬度较大，磨机通常采用钢制部件对其进行研磨，使其达到特定粒度。在研磨过程中，钢制部件可能会磨损，导致金属杂质掺杂到电解二氧化锰中。有时候，杂质可能是钢粒，或者是含锈或其它污染物(以下简称含金属杂质的微粒)。通常，这些微粒是有磁性的。由于电解二氧化锰的制备过程是在酸性电解槽中进行的，因此通常需要进行洗涤和(或)碱处理以中和电解过程带进的酸。这个处理过程可以在EMD研磨之前或之后进行。包装前，EMD也可以按一定规格进行干燥。例如，如果用于碱性原电池，干燥过程通常较为温和，需要保留化学结晶水和物理结晶水，结晶水的含量可占产品重量的1％～4％。通过该过程制作出的材料被用做碱性原电池的活性材料。如果用于锂电池，为了避免活性材料与电池中的有机电解液和(或)金属锂发生任何反应，需要去除电解二氧化锰中的化学结晶水以及物理结晶水。当EMD用于锂离子电池正极活性材料的前驱体时，EMD粉末会在600℃至900℃条件下与锂盐(比如碳酸锂)和添加剂进行反应。所有的这些制备EMD的步骤，(可能发生在粉碎过程之后)，都不会去除含金属杂质的微粒。电池正极材料中的含金属杂质微粒，在电解液条件下，可能会反应转变成可溶性的金属离子。这些离子可能会迁移到负极后，又被还原成金属。在一次碱性电池中，含锌负极需先进行处理以防止电解液产生氢气。然而，当铁在锌表面被还原时，就会产生氢气。这可能会引起内部压力增加，导致排气阀破裂发生电解液泄漏。在一次锂电池或锂离子电池中，铁不断沉积在负极表面上，将会形成金属链。金属链通过隔膜纸气孔造成电池内部短路。即使是在最乐观的情况下，电池内部短路也会使电池缓慢放电直至电池失效。在更坏的情况下，内部短路会使电池快速放电并产生大量的热量，可能导致电池中的有机电解液泄漏，发生火灾甚至爆炸。美国专利8,790,613已经描述了使用化学方法处理电解二氧化锰以降低其含金属杂质的微粒。为了降低电解二氧化锰中的铁含量，现有技术采用的是干法除铁工艺，干法除铁的除铁效果有一定的局限性，因为铁与电解二氧化锰相互结合成团，均匀性相对较差；干法除铁器设备体积较大，操作空间小，操作繁琐，除铁时粉尘泄漏大，容易造成堵料、漏料等问题；干法除铁器除铁容量有限，吸取铁粉小于4kg，应对突发介质中高铁的情况应对能力差；干法除铁器清除除铁器铁粉时造成粉尘泄漏较多，扬尘较大，造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术主要是利用物料的物理特性实现移除磁性金属杂质微粒的方法。将除铁器安装在含有电解二氧化锰浆液的搅拌罐中，除铁器由永磁体和能够脱铁的机械装置组成。本专利技术的一个技术方案是提供一种湿法除铁设备，其由除铁器本体及除铁辅助机构两部分组成。所述湿法除铁设备，除铁器本体由安装法兰(1)、磁棒安装座(2)、磁棒和磁棒护套(3)、脱铁板(4)、磁棒定位器(5)和吊攀(6)构成；除铁辅助机构由起吊装置(7)和除铁器导轨(8)构成；安装法兰(1)用于将除铁器本体安装在中和浆液罐上；磁棒安装座(2)用以固定及支撑磁棒和磁棒护套(3)；磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒用于吸附浆液中的铁，磁棒和磁棒护套(3)外设置磁棒护套；脱铁板(4)用于在除铁时将附在磁棒上的铁刮除；磁棒定位器(5)在除铁时将磁棒限制在脱铁板与磁棒安装座内；吊攀(6)在除铁器安装及除铁时用于吊挂除铁器本体；起吊装置(7)用于起吊除铁器本体；除铁器导轨(8)用于引导和提升除铁器本体。进一步地，磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒的磁性材料为钕铁硼。进一步地，磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒由多层钕铁硼组成，钕铁硼的直径为Φ25～35mm，并且在每层钕铁硼之间加装0.2～2mm铁片作为导磁材料并加强磁场强度，用0.4～5mm厚度的304、316不锈钢或PVC包裹紧固，磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒磁场强度为2000～15000高斯。进一步地，磁棒和磁棒护套(3)的护套材质采用304、316不锈钢或PVC，磁棒的护套内径比磁棒外径大1～6mm，厚度为0.4～5mm，磁棒底部为圆锥或圆台形，顶部根据护套尺寸加装Φ30～40mm的安装固定档边。进一步地，磁棒分布均匀，每根磁棒中心之间距离为50～200mm。进一步地，除铁板3的孔径比磁棒的护套大0.10mm～1.00mm。进一步地，除铁设备安装在中和浆液罐中。进一步地，除铁器本体高度应不触碰搅拌浆叶及中和浆液罐体。本专利技术的另一个技术方案是提供所述的除铁设备的湿法除铁方法，通过起吊装置(7)将除铁器本体提升，使磁棒和磁棒护套(3)中的铁被脱铁板(4)逐渐往下推动，在磁棒定位器(5)及除铁器导轨(8)的配合下，最终与磁棒和磁棒护套(3)的磁场完全分离脱落到铁收集器中。除铁器本体由安装法兰1、磁棒安装座2、磁棒和磁棒护套3、脱铁板4、磁棒定位器5和吊攀6构成；除铁辅助机构由起吊装置7和除铁器导轨8构成。安装法兰1用于将除铁器本体安装在中和浆液罐上。磁棒安装座2用以固定及支撑磁棒。磁棒和磁棒护套3用于吸附浆液中的铁。脱铁板4在除铁时将附在磁棒上的铁刮除。磁棒定位器5在除铁时将磁棒限制在脱铁板与磁棒安装座内。吊攀6在除铁器安装及除铁时用于吊挂除铁器本体。起吊装置7用于起吊除铁器本体。除铁器导轨8用于引导和提升除铁器本体。在一个优选的实施例中，除铁器本体设计高度1800mm，磁棒长度1700mm，脱铁操作高度1000～1500mm。在另一个优选的实施例中，磁棒护套的外径为25mm～35mm，除铁板3的孔径比磁棒护套大0.10mm～1.00mm。在另一个优选的实施例中，除铁器安装在电解二氧化锰的洗涤和(或)碱处理搅拌罐中。除铁设备安装在中和浆液罐中以确保溶液中的介质能充分与除铁器接触，使罐体中的含铁物质最大限度的被除铁器吸取，达到最佳的除铁效果。在另一个优选的实施例中，除铁设备安装在距离反应罐壁250mm，距离搅拌轴550mm的检查口位置。既保证了罐体的结构及强度不会因为除铁器的安装而受到影响，同时也确保除铁器的磁棒不会因为生产过程中由于反应罐的搅拌晃动而与罐壁或搅拌轴因磁场吸力而粘结，确保生产设备的正常运行。在另一个优选的实施例中，除铁设备的磁棒的磁场强度为2000～15000高斯。除铁方法还包含将除铁器放置在搅拌罐中。其中的悬浮颗粒能够在永磁体周围自由移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法除铁设备，其特征在于，其由除铁器本体及除铁辅助机构两部分组成，以及，将所述除铁器本体安装在含有电解二氧化锰浆液的搅拌罐中，所述搅拌罐中的悬浮颗粒能够在所述除铁器本体周围自由移动，所述的自由移动被强力机械搅拌而强化。

【技术特征摘要】
1.一种湿法除铁设备，其特征在于，其由除铁器本体及除铁辅助机构两部分组成，以及，将所述除铁器本体安装在含有电解二氧化锰浆液的搅拌罐中，所述搅拌罐中的悬浮颗粒能够在所述除铁器本体周围自由移动，所述的自由移动被强力机械搅拌而强化。2.根据权利要求1所述湿法除铁设备，其特征在于，除铁器本体由安装法兰(1)、磁棒安装座(2)、磁棒和磁棒护套(3)、脱铁板(4)、磁棒定位器(5)和吊攀(6)构成；除铁辅助机构由起吊装置(7)和除铁器导轨(8)构成；安装法兰(1)用于将除铁器本体安装在中和浆液罐上；磁棒安装座(2)用以固定及支撑磁棒和磁棒护套(3)；磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒用于吸附浆液中的铁，磁棒和磁棒护套(3)外设置磁棒护套；脱铁板(4)用于在除铁时将附在磁棒上的铁刮除；磁棒定位器(5)在除铁时将磁棒限制在脱铁板与磁棒安装座内；吊攀(6)在除铁器安装及除铁时用于吊挂除铁器本体；起吊装置(7)用于起吊除铁器本体；除铁器导轨(8)用于引导和提升除铁器本体。3.根据权利要求2所述的湿法除铁设备，其特征在于，磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒的磁性材料为钕铁硼。4.根据概念3所述的湿法除铁设备，其特征在于，磁棒和磁棒护套(3)中的磁棒由多层钕铁硼组成，钕铁硼的直径为Φ25～35mm，并且在每层钕铁硼之间加装0.2～2mm铁片作为导磁材料并加强磁场强度，用0.4～5mm厚度的304、316不锈钢或PVC包裹紧固，磁棒和磁棒护套(3)中磁棒的的磁场强度为2000～15000高斯。5.根据权利要求2所述的湿法除铁设备，其特征在于，磁棒和磁棒护套(3)的磁棒护套材质采用304、316不锈钢或PVC，磁棒的护套内径比磁棒外径大1～6mm，厚度为0.4～5mm，磁棒底部为圆锥或圆台形，顶部根据护套尺寸加装Φ30～40mm的安装固定档边。6.一种利用权利要求1-5所述的除铁设备的湿法除...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟倡，张学英，陈昌，
申请(专利权)人：普瑞斯伊诺康有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45