一种提升天然放电锰粉开路电压性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提升天然放电锰粉开路电压性能的方法，属于冶金领域。本发明专利技术的具体步骤为：在天然放电锰粉中加入10~60 g/L的稀硫酸，液固比为3~4:1，反应温度为40~70℃，搅拌2~4 h后过滤，用清水将滤渣洗涤至中性，烘干。天然放电锰粉经一定浓度的稀硫酸在加热条件下处理，能有效地将其中部分有害杂质溶解分离，引进较多的结合水及有用基团，提高MnO2的含量及活性，使处理后的天然放电锰粉具有较高的开路电压。该处理方法简单，经济可行，既提高了天然放电锰粉的资源利用率，又能为企业创造经济效益。

Method for improving open circuit voltage performance of natural discharge manganese powder

The invention discloses a method for increasing the open circuit voltage performance of natural discharge manganese powder. The specific steps of the invention are: adding 10~60 g/L in dilute sulfuric acid natural discharge manganese powder, liquid-solid ratio 3~4:1, reaction temperature of 40~70, 2~4 h after mixing with water filtering, the filter residue is washed to neutral, drying. Natural discharge manganese powder treated by dilute sulfuric acid concentration under the condition of heating, can effectively be part of harmful impurities dissolved with water separation, and the introduction of more useful groups, improve the content and activity of MnO2, the natural discharge manganese powder treated with high open circuit voltage. The method is simple, economical and feasible. It can not only improve the resource utilization ratio of natural manganese powder, but also create economic benefits for enterprises.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金领域，特别涉及一种提升天然放电锰粉开路电压性能的方法。
技术介绍
干电池电压是干电池性能的重要性能指标之一，它表示干电池在一定状态下电池两端的电势差，可根据电池电压判断电池的电容量。开路电压是指电池无电流通过时正负极之间的电位差，在实际的电池体系中，电池两极建立的电位多为稳定电位，所以，开路电压实际上是两级的稳定电位之差。干电池充满电后的开路电压为1.65～1.75 V。影响电位的主要因素有：电极体系的本性，电极材料的本质、电液组成、温度、电极的界面状态等。李绪福的硫酸处理锰粉及其电性能的研究论文表示，硫酸处理锰主要经过三个阶段。第一阶段，天然锰粉经硫酸作用后晶格发生膨胀及部分裂解并还原，变为低价锰。第二阶段，低价锰及杂质（包括形成气体的杂质及颗粒内部杂质）被溶出，有氧化部分的生成物将部分锰粉氧化，晶格开始重排，有用基团及元素被引进。第三阶段，晶格重排，锰粉被歧化氧化，形成强活性的MnO2，再经过水洗烘干。处理后的天然放电锰粉经过晶格重排及引进较多的结合水，整个结构较杂乱无序且不稳定，存在着剩余力（如位错形成能），造成其强活性。此结构特性比电解锰、化学锰、活化锰等显著，且能加强。因此造成处理后的天然放电锰粉在整个放电过程中能形成较高的电压，有较强的回升电压能力，具有放分长且容量高的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能提高天然放电锰粉开路电压的处理方法，适用于开路电压不合格的天然放电锰粉，特别适用于腐蚀点合格、连续放分合格、开路电压不合格的天然放电锰粉，该方法能在一定程度上提高天然放电锰粉的开路电压，使天然放电锰粉的开路电压达到标准要求。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种提升天然放电锰粉开路电压性能的方法，具体包括如下步骤：在开路电压不合格的天然放电锰粉中加入10~60 g/L的稀硫酸，液固比为3~4 : 1，反应温度为40~70℃，搅拌2~4 h后过滤，用清水将滤渣洗涤至中性，烘干。上述技术方案中，作为优选方式，所述反应条件中，稀硫酸浓度为35g/L，固液比为4:1，反应温度为60℃，搅拌时间为3h。上述技术方案中，所述天然放电锰粉的粒度≤0.125mm。上述技术方案中，所述天然放电锰粉的开路电压不合格，开路电压 < 1.65 V。上述技术方案中，所述天然放电锰粉腐蚀点合格，腐蚀性检测锌片不发黑，无点蚀，失重率<5 %。上述技术方案中，所述天然放电锰粉连续放分擦边合格，制成电池从3.9Ω连续放电，终止电压为0.9 V，连续放分时间在270-280min。以上天然放电锰粉的性能指标中，开路电压、连续放分按QB 2106-1995《电池用电解二氧化锰》附录B检测，腐蚀点按以下方法检测：腐蚀性检测方法：称取75克（精确至0.01克）锰粉于250毫升烧杯中，加入75毫升20%氯化铵溶液，盖上表面皿，用玻璃棒搅拌，放入90℃左右的水浴锅中60分钟，取出冷却，用滤纸过滤（保证滤液约有50毫升）。把表面用砂纸擦净的锌片剪成40mm×8mm，下端成45°的斜角，放入试验溶液中，盖上表面皿，在60℃恒温中保持15h，观察锌片表面腐蚀程度和锌片减少重量。 结果判定：锌片检测前后的质量变化的百分比不超过5%的为合格产品，反之，则视为不合格。锌片表面有严重腐蚀，严重发黑为不合格产品，表面光滑不发黑，无点蚀为一级产品。影响天然放电锰粉开路电压的原因是正极材料中MnO2晶型包裹的杂质元素过多。将原矿天然放电锰粉在35 g/L稀硫酸，60℃条件下处理，滤液中有害杂质含量为：Fe为872.46 ppm，Ni为5.10 ppm，Cu为3.0 ppm，Co为3.49 ppm，Pb为0.55 ppm。上述结果说明经一定浓度的稀硫酸在加热条件下处理，能有效地将MnO2晶型中的部分有害杂质溶解分离。本专利技术有益效果：随着锰矿开采的进行，品位高、杂质少的天然放电锰粉逐渐减少，开采出来的锰矿含有的有害杂质会严重影响到天然放电锰粉的使用性能，例如会降低天然放电锰粉的开路电压。本专利技术将开路电压指标不合格的天然放电锰粉在一定温度下经过一定浓度的稀硫酸处理，将MnO2晶型中的部分有害杂质溶解分离，引进较多的结合水及有用基团，提高MnO2的含量及活性，能有效提高天然放电锰粉的开路电压，使处理后的天然放电锰粉具有较高的开路电压。该处理流程较简单，经济可行，既提高了天然放电锰粉的资源利用率，又能为企业创造经济效益。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术作进一步详述。本专利技术并不局限于下述的具体实施方式。实施例1：原矿天然放电锰粉的开路电压为1.63 V，连续放分为273 min，MnO2含量为63.88 %，Fe含量为7.30 %。将原矿天然放电锰粉在浓度为10 g/L的稀硫酸中搅拌，反应温度为70℃，液固比为3.5 : 1，搅拌3 h后过滤，用清水洗涤至中性，烘干。经过稀硫酸处理后的天然放电锰粉的开路电压为1.67 V，连续放分为274 min，MnO2含量为64.83 %，Fe含量为7.52 %，经稀硫酸处理后的天然放电锰粉开路电压提高了0.04 V。实施例2：原矿天然放电锰粉的开路电压为1.63 V，连续放分为273 min，MnO2含量为63.88 %，Fe含量为7.30 %。将原矿天然放电锰粉在浓度为25 g/L的稀硫酸中搅拌，反应温度为60℃，液固比为4 : 1，搅拌3 h后过滤，用清水洗涤至中性，烘干。经过稀硫酸处理的天然放电锰粉的开路电压为1.72V，连续放分为273 min，MnO2含量为66.19 %，Fe含量为7.01 %，经稀硫酸处理后的天然放电锰粉开路电压提高了0.09 V。实施例3：原矿天然放电锰粉的开路电压为1.63 V，连续放分为273 min，MnO2含量为63.88 %，Fe含量为7.30 %。将原矿天然放电锰粉在浓度为35 g/L的稀硫酸中搅拌，反应温度为60℃，液固比为4 : 1，搅拌3 h后过滤，用清水洗涤至中性，烘干。经过稀硫酸处理的天然放电锰粉的开路电压为1.76 V，连续放分为275 min，MnO2含量为65.21 %，Fe含量为6.88 %，经稀硫酸处理后的天然放电锰粉开路电压提高了0.13 V。实施例4：原矿天然放电锰粉的开路电压为1.63 V，连续放分为273 min，MnO2含量为63.88 %，Fe含量为7.30 %。将原矿天然放电锰粉在浓度为40 g/L的稀硫酸中搅拌，反应温度为60℃，液固比为4 : 1，搅拌4 h后过滤，用清水洗涤至中性，烘干。经过稀硫酸处理的天然放电锰粉的开路电压为1.74 V，连续放分为276 min，MnO2含量为65.28 %，Fe含量为7.55 %，经稀硫酸处理后的天然放电锰粉开路电压提高了0.11 V。实施例5：原矿天然放电锰粉的开路电压为1.63 V，连续放分为273 min，MnO2含量为63.88 %，Fe含量为7.30 %。将原矿天然放电锰粉在浓度为50 g/l的稀硫酸中搅拌，反应温度为50℃，液固比为3.8 : 1，搅拌3 h后过滤，用清水洗涤至中性，烘干。经过稀硫酸处理的天然放电锰粉的开路电压为1.74 V，连续放分为274 min，MnO2含量为66.63 %，Fe含量为7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升天然放电锰粉开路电压性能的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：在开路电压不合格的天然放电锰粉中加入10~60 g/L的稀硫酸，液固比为3~4 : 1，反应温度为40~70℃，搅拌2~4 h后过滤，用清水将滤渣洗涤至中性，烘干。

【技术特征摘要】
1.一种提升天然放电锰粉开路电压性能的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：在开路电压不合格的天然放电锰粉中加入10~60 g/L的稀硫酸，液固比为3~4 : 1，反应温度为40~70℃，搅拌2~4 h后过滤，用清水将滤渣洗涤至中性，烘干。2.根据权利要求1所述的提升天然放电锰粉开路电压性能的方法，其特征在于：所述稀硫酸浓度为35g/L，固液比为4:1，反应温度为60℃，搅拌时间为3h。3.根据权利要求1所述的提升天然放电锰粉开路电压性能的方法，其特征在于：所述天然放电锰粉的开路...

【专利技术属性】
技术研发人员：符慧文，杨勇，闭伟宁，吴晓丹，廖赞伟，黄冠汉，覃敏贵，梁有龙，李美娴，刘登祥，何溯结，农泽，谢彦，刘惠，吴贤图，唐秀伟，
申请(专利权)人：中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司，
类型：发明
国别省市：广西;45