一种锌锰电池用天然放电锰粉的可用性快速判定方法和快速检测方法技术

本发明专利技术提供了一种天然放电锰粉的可用性判定方法，包括以下步骤，首先将天然放电锰粉和ZnCl2‑NH4Cl溶液混合后过滤，得到滤液；然后将锌片置于上述步骤得到的滤液中加热至沸腾后，得到具有表面性征的锌片；最后根据锌片的表面性征判定天然放电锰粉的可用性。这是一种非常简便快速，低成本的天然放电锰粉的可用性判定方法，能够快速判定天然放电锰粉中有害重金属杂质含量的高低，以判定天然放电锰粉可否用于电池生产的方法。本发明专利技术通过处理后的锌片的表面性征进行判断，能够对天然放电锰粉中有害重金属杂质含量高低的综合判定，简单有效，进料当天可以出结果，试验条件要求低，便于指导生产以及工业化推广、应用，具有重要的实际意义。

A Rapid Method for Determining the Availability of Natural Discharge Manganese Powder for Zinc-Manganese Batteries and Its Rapid Detection

The invention provides a method for determining the usability of natural discharge manganese powder, which includes the following steps: firstly, the natural discharge manganese powder is mixed with the solution of ZnCl2 NH4Cl and filtered to obtain the filtrate; then, the zinc sheet is heated to boil in the filtrate obtained by the above steps, and the zinc sheet with surface characteristics is obtained; finally, the usability of natural discharge manganese powder is determined according to the surface characteristics of the zinc sheet. \u3002 This is a very simple, fast and low-cost method to determine the availability of natural discharge manganese powder. It can quickly determine the content of harmful heavy metal impurities in natural discharge manganese powder and determine whether natural discharge manganese powder can be used in battery production. By judging the surface characteristics of the treated zinc sheet, the invention can comprehensively determine the content of harmful heavy metal impurities in natural discharge manganese powder, which is simple and effective, can produce results on the day of feeding, has low test conditions, and is convenient for guiding production, industrial promotion and application, and has important practical significance.

【技术实现步骤摘要】
一种锌锰电池用天然放电锰粉的可用性快速判定方法和快速检测方法
本专利技术属于锌锰干电池生产
，涉及一种天然放电锰粉的可用性判定方法和可用性检测方法，尤其涉及一种锌锰电池用天然放电锰粉的可用性快速判定方法和快速检测方法。
技术介绍
化学电源可分为一次电池、二次电池(又称蓄电池)和燃料电池三种，一次电池就是使用一次后就被废弃的电池，这其中最经常使用的一次电池就是锌锰干电池，也称为碳性电池，全称为中性锌-二氧化锰干电池(zinc-manganesedrybattery)，是以二氧化锰为正极，锌为负极，氯化铵水溶液为主电解液的原电池，把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼，锌失去电子被氧化，锰得到电子被还原。因为锌锰干电池的电解质不能自由流动，所以俗称干电池，在学术界中又称为勒克朗谢电池，属于化学电源中的原电池。锌锰干电池的正极材料为MnO2，负极材料为锌片。虽然锌锰干电池不能循环使用，但是其具有价格低廉和使用安全可靠的特点，而且使用非常方便，可选的种类与价位也非常多，所以仍然是是日常生活中最常用的干电池。碳性电池不仅适用于多种低耗电电器，如钟表、无线鼠标、手电筒、半导体收音机、收录机、照相机和玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。锌锰电池正极去极剂为二氧化锰，对于大号电池，考虑到成本及性价比，采用比较多的天然放电锰粉，然而天然放电锰粉中MnO2含量一般为50％左右，杂质含量比较多，更主要的是由于是天然矿产物，所以不同矿产地，甚至是相同矿产地不同矿点、不同批次的天然放电锰粉，都会存在着含量上的波动，特别是随着天然矿藏的日益减少，越来越多的贫矿天然放电锰粉渐渐成为了主要的原料来源。这些天然放电锰粉生产组装成电池后，天然放电锰粉中的可溶性有害杂质Cu、Ni、Co、Fe、Pb等在ZnCl2-NH4Cl电解质溶液中溶出，迁移至负极后，与负极锌反应并在其上沉积，这些氢过电位低的金属作为阴极，形成微电池，加速锌的自放电，至电池容量下降甚至穿孔漏液。虽然锌锰电池生产企业对天然放电锰粉有着进料检验项目，如MnO2含量、H2O含量、杂质含量、粒度和放电性能。而有害杂质含量尤其重要，关系到该批材料能否使用，但是天然放电锰粉中的这些可溶性有害杂质元素多，检测耗时长，需要更多的检测设备，而且实际情况是，大部分的锌锰干电池生产企业无力承担这些检测设备，更没有原子吸收分光光度计，而指定送检或用传统化学分析方法，不仅过程复杂、耗时，不能及时给出结果，况且不同矿点、不同批次的天然放电锰粉有害杂质成分和含量具有不确定性。因此，如何找到一种简单的、能够快速的测定天然放电锰粉中有害杂质的高低，并能够判定其能否用于锌锰电池生产的办法，已成为业内诸多生产企业亟待解决的问题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种天然放电锰粉的可用性判定方法和可用性检测方法，特别是一种锌锰电池用天然放电锰粉的可用性快速判定方法和快速检测方法，本专利技术提供的方法能够快速的判定和检测天然放电锰粉的可用性，更可以用于检测有害杂质的大致含量，为后续生产提供重要的依据。而且简单有效，进料当天可出结果，试验条件要求低，便于工业化推广和应用，具有重要的实际意义。本专利技术提供了一种天然放电锰粉的可用性判定方法，包括以下步骤：1)将天然放电锰粉和ZnCl2-NH4Cl溶液混合后过滤，得到滤液；2)将锌片置于上述步骤得到的滤液中加热至沸腾后，得到具有表面性征的锌片；3)根据锌片的表面性征判定天然放电锰粉的可用性。优选的，所述可用性为针对锌锰电池原料的可用性；所述天然放电锰粉，按质量分数计，包括：优选的，所述有害杂质包括Cu、Ni、Co、Fe和Pb中的一种或多种；所述有害杂质为可溶性有害杂质；所述天然放电锰粉中还包括其他成份。优选的，所述天然放电锰粉为锌锰干电池用天然放电锰粉；所述ZnCl2-NH4Cl溶液，按质量分数计，包括：ZnCl216.5～17.0重量份；NH4Cl22.0～23.0重量份；H2O60.0～61.5重量份；所述天然放电锰粉和ZnCl2-NH4Cl溶液的质量体积比为(18～22)g：60mL。优选的，所述混合包括搅拌混合；所述混合的时间为50～70min；所述混合的转速为120～150r/min；所述搅拌混合为无旋涡搅拌混合。优选的，所述沸腾包括自然对流沸腾；所述沸腾的时间为30～40min；所述沸腾的温度为100～105℃。优选的，所述沸腾包括微沸；所述表面性征包括表面颜色；所述表面颜色的深浅与天然放电锰粉中可溶性有害重金属杂质的含量成正比。优选的，所述步骤3)具体为：当锌片表面性征呈现红色时，表明天然放电锰粉中含有超过可用性要求的铜，无法使用；当锌片表面性征呈现黑色时，表明天然放电锰粉中含有超过可用性要求的有害杂质，无法使用；当锌片表面性征呈现黄色和/或灰色时，表明天然放电锰粉中含有的可溶性有害重金属杂质含量在可用性要求内，可以使用。本专利技术还提供了一种天然放电锰粉的可用性检测方法，包括以下步骤：1)根据上述技术方案任意一项所述的可用性判定方法，得到表面带有颜色的锌片；采用相同批次的天然放电锰粉进行元素检测，得到天然放电锰粉的元素含量；2)将上述步骤得到的锌片的表面颜色与上述步骤得到的元素含量中有害杂质的含量进行比对；3)针对多批次相同或不同元素含量的天然放电锰粉重复进行步骤1)和2)，得到颜色种类和/或深浅程度，与有害杂质含量的对应关系；所述对应关系可用于天然放电锰粉的可用性快速检测。本专利技术还提供了一种天然放电锰粉的可用性检测方法，包括以下步骤：1)根据上述技术方案任意一项所述的可用性判定方法，得到表面带有颜色的锌片；以相同批次的天然放电锰粉为原料制作锌锰干电池，进行放电检测，得到该天然放电锰粉的检测数据；2)将上述步骤得到的锌片的表面颜色与上述步骤得到的检测数据进行比对；3)针对多批次相同或不同元素含量的天然放电锰粉重复进行步骤1)和2)，得到颜色种类和/或深浅程度，与检测数据的对应关系；所述对应关系可用于天然放电锰粉的可用性快速检测。本专利技术提供了一种天然放电锰粉的可用性判定方法，包括以下步骤，首先将天然放电锰粉和ZnCl2-NH4Cl溶液混合后过滤，得到滤液；然后将锌片置于上述步骤得到的滤液中加热至沸腾后，得到具有表面性征的锌片；最后根据锌片的表面性征判定天然放电锰粉的可用性。与现有技术相比，本专利技术针对现有的高级检测方法，检测耗时长，需要更多的检测设备，增加了企业的生产成本，而指定送检或用传统化学分析方法，不仅过程复杂、耗时，不能及时给出结果等等缺陷。本专利技术创造性的提供了一种非常简便快速，低成本的天然放电锰粉的可用性判定方法，能够快速的判定天然放电锰粉中有害重金属杂质含量的高低，以判定天然放电锰粉可否用于电池生产的方法。本专利技术通过处理后的锌片的表面性征进行判断，能够对天然放电锰粉中有害重金属杂质含量高低的综合判定，简单有效，进料当天可以出结果，试验条件要求低，便于指导生产。而且本专利技术经多年在工厂进料检验中进行验证，通过长时间的比对和测试，针对相同矿产地的不同矿点、不同批次，或是不同矿产地的天然放电锰粉，都具有较好的检测效果，检测方法具有较高的稳定性和平行性，较强的重现性以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然放电锰粉的可用性判定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将天然放电锰粉和ZnCl2‑NH4Cl溶液混合后过滤，得到滤液；2)将锌片置于上述步骤得到的滤液中加热至沸腾后，得到具有表面性征的锌片；3)根据锌片的表面性征判定天然放电锰粉的可用性。

【技术特征摘要】
1.一种天然放电锰粉的可用性判定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将天然放电锰粉和ZnCl2-NH4Cl溶液混合后过滤，得到滤液；2)将锌片置于上述步骤得到的滤液中加热至沸腾后，得到具有表面性征的锌片；3)根据锌片的表面性征判定天然放电锰粉的可用性。2.根据权利要求1所述的可用性判定方法，其特征在于，所述可用性为针对锌锰电池原料的可用性；所述天然放电锰粉，按质量分数计，包括：3.根据权利要求2所述的可用性判定方法，其特征在于，所述有害杂质包括Cu、Ni、Co、Fe和Pb中的一种或多种；所述有害杂质为可溶性有害杂质；所述天然放电锰粉中还包括其他成份。4.根据权利要求1所述的可用性判定方法，其特征在于，所述天然放电锰粉为锌锰干电池用天然放电锰粉；所述ZnCl2-NH4Cl溶液，按质量分数计，包括：ZnCl216.5～17.0重量份；NH4Cl22.0～23.0重量份；H2O60.0～61.5重量份；所述天然放电锰粉和ZnCl2-NH4Cl溶液的质量体积比为(18～22)g：60mL。5.根据权利要求1所述的可用性判定方法，其特征在于，所述混合包括搅拌混合；所述混合的时间为50～70min；所述混合的转速为120～150r/min；所述搅拌混合为无旋涡搅拌混合。6.根据权利要求1所述的可用性判定方法，其特征在于，所述沸腾包括自然对流沸腾；所述沸腾的时间为30～40min；所述沸腾的温度为100～105℃。7.根据权利要求1所述的可用性判定方法，其特征在于，所述沸腾包括微沸；所述表面性征包括表面颜色；所述表面颜色的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙军，
申请(专利权)人：四川华景国贸实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51