一种高品质的电解二氧化锰的制备方法技术

本发明专利技术属于电解技术领域，公开了一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。本发明专利技术在破碎过程中不会产生粉尘，噪音小，破碎更均匀，装置结构更紧凑；同时，通过硫酸的制备方法制备的硫酸质量高，从而制备的电解二氧化锰品质高。从而制备的电解二氧化锰品质高。从而制备的电解二氧化锰品质高。

【技术实现步骤摘要】
一种高品质的电解二氧化锰的制备方法


[0001]本专利技术属于电解
，尤其涉及一种高品质的电解二氧化锰的制备方法。

技术介绍

[0002]二氧化锰，是一种无机化合物，化学式为MnO2，为黑色无定形粉末或黑色斜方晶体，难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸，加热情况下溶于浓盐酸而产生氯气。用于锰盐的制备，也用作氧化剂、除锈剂、催化剂。主要取自天然矿物软锰矿。普遍采用高温硫酸锰溶液电解法制取，碳酸锰矿和软锰矿均可作为原料。硫酸锰溶液的制备包括浸取、除铁、中和、除重金属、过滤、静置除钙镁等工序，经高温电解后制得粗产品，再经处理包括剥离、粉碎、洗涤、中和与干燥等过程制得合格晶。当采用氯化锰溶液电解可制得纤维状二氧化锰。还有碳酸锰、硝酸锰热解法，由低价氧化锰与氧化剂如氯酸钠、氯气、氧气等分别组合反应直接氧化制得。然而，现有高品质的电解二氧化锰的制备方法无法对天然锰矿进行充分粉碎，粉碎效果差，无法满足需要；同时，采用的硫酸质量差，导致制备的电解二氧化锰品质低。
[0003]综上所述，现有技术存在的问题是：现有高品质的电解二氧化锰的制备方法无法对天然锰矿进行充分粉碎，粉碎效果差，无法满足需要；同时，采用的硫酸质量差，导致制备的电解二氧化锰品质低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高品质的电解二氧化锰的制备方法。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种高品质的电解二氧化锰的制备方法包括以下步骤：
[0006]步骤一，将天然锰矿进行粉碎；
[0007]步骤二，通过二氧化硫气体制备硫酸；
[0008]步骤三，将粉碎后的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合进行络合反应，过滤得到粗硫酸锰溶液；
[0009]步骤四，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。
[0010]进一步，所述有机聚合物为PVDF、PVDF
‑
HFP、PEO按质量比1：1：1混合；
[0011]所述负极为锂金属、锌金属、铝金属按质量比1：1：1混合。
[0012]进一步，介孔SiO2纳米颗粒与有机聚合物的质量比为1.2:1；复合人工固态电解质膜的厚度为0.5
‑
100μm。
[0013]进一步，改进的二氧化锰负极制备方法包括：
[0014](1)将高分子聚合物溶解在溶剂中；
[0015](2)加入介孔SiO2纳米颗粒，超声分散并剧烈搅拌，得到均匀的分散液；
[0016](3)采用刮涂法或旋涂法将该分散液涂覆在负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
[0017]进一步，步骤(1)所述溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃按质量比1：1：1混合。
[0018]进一步，所述步骤(3)进一步包括：采用刮涂法将该分散液涂覆在金属负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
[0019]进一步，所述将天然锰矿进行粉碎方法如下：
[0020](1)将大块天然锰矿破碎成合适后续步骤处理的尺寸的小块天然锰矿，将小块天然锰矿导入到进行第一次微波加热，经加热的天然锰矿进行水冷却，经水冷却后的天然锰矿通过吹风将天然锰矿表面的水分吹干，将天然锰矿送入第二次微波加热箱进行第二次加热，加热后的天然锰矿送入粉碎箱进行粉碎。
[0021]进一步，所述硫酸的制备方法如下：
[0022]1)将二氧化硫气体进行净化处理，除去其中的尘埃；
[0023]2)将部分所述高浓度二氧化硫气体进行预转化吸收处理，所述高浓度二氧化硫气体的二氧化硫浓度高于设定二氧化硫浓度，所述预转化吸收处理包括：将所述高浓度二氧化硫气体进行加热处理，以便得到加热后的气体；利用第一催化剂床层对所述加热后的气体进行第一转化处理，以便得到第一转化后的气体，其中，所述第一转化处理是在不高于630摄氏度的条件下进行的；
[0024]3)将所述第一转化后的气体进行预吸收处理，以便得到硫酸和预吸收后的气体，将所述预吸收后的气体与剩余所述气体混合，以便得到混合气体，其中，所述混合气体的二氧化硫浓度低于设定二氧化硫浓度；以及利用所述低浓度二氧化硫气体制酸装置将所述混合气体转化吸收为所述硫酸，其中，所述低浓度二氧化硫气体的制酸装置的二氧化硫气体处理浓度不高于所述设定二氧化硫浓度。
[0025]进一步，所述天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合得到的混合溶液中多胺的质量浓度为11％；
[0026]进一步，所述多胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺和丙三胺中的至少一种；
[0027]所述电解液中多胺的质量浓度为9％；
[0028]所述电解时，电解液的温度为106℃；在阳极施加一组电化学震荡。
[0029]本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术通过将天然锰矿进行粉碎方法经过初步破碎的天然锰矿块通过微波加热和冷水喷淋，使天然锰矿内部产生热胀冷缩的形变，天然锰矿内部的自动破裂，使得粉碎跟容易，更均匀。本装置在破碎过程中不会产生粉尘，噪音小，破碎更均匀，装置结构更紧凑；同时，通过硫酸的制备方法制备的硫酸质量高，从而制备的电解二氧化锰品质高。
[0030]本专利技术创造性地提出一种介孔SiO2/高分子复合金属负极，借助SiO2的介孔结构来储存一定量的电解液，从而保证固态电解质膜内部Li
+
的高效快速传输。该负极与电解液之间的界面稳定性，抑制枝晶生长，延长金属负极的循环寿命。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施提供的高品质的电解二氧化锰的制备方法流程图。
[0032]图2是本专利技术实施提供的将天然锰矿进行粉碎方法流程图。
[0033]图3是本专利技术实施提供的硫酸的制备方法流程图。
[0034]图4是本专利技术实施提供的测试在1M电解液中的离子电导率图。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0036]下面结合附图对本专利技术的应用原理作进一步描述。
[0037]如图1所示，本专利技术提供一种高品质的电解二氧化锰的制备方法包括以下步骤：
[0038]S101，将天然锰矿进行粉碎；
[0039]S102，通过二氧化硫气体制备硫酸；
[0040]S103，将粉碎后的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合进行络合反应，过滤得到粗硫酸锰溶液；
[0041]S104，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述高品质的电解二氧化锰的制备方法包括以下步骤：步骤一，将天然锰矿进行粉碎；步骤二，通过二氧化硫气体制备硫酸；步骤三，将粉碎后的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合进行络合反应，过滤得到粗硫酸锰溶液；步骤四，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。2.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物为PVDF、PVDF
‑
HFP、PEO按质量比1：1：1混合；所述负极为锂金属、锌金属、铝金属按质量比1：1：1混合。3.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，介孔SiO2纳米颗粒与有机聚合物的质量比为1.2:1；复合人工固态电解质膜的厚度为0.5
‑
100μm。4.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，改进的二氧化锰负极制备方法包括：(1)将高分子聚合物溶解在溶剂中；(2)加入介孔SiO2纳米颗粒，超声分散并剧烈搅拌，得到均匀的分散液；(3)采用刮涂法或旋涂法将该分散液涂覆在负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。5.如权利要求4所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃按质量比1：1：1混合。6.如权利要求4所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)进一步包括：采用刮涂法将该分散液涂覆在金属负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇志，苏广源，杨慧，史磊，唐平，全军，
申请(专利权)人：广西汇元锰业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：