基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，包括：S1)判断半氧化锰矿中四价锰的质量含量；S2)当四价锰的质量含量超过第二阈值时，以碳酸锰矿为主，半氧化矿为辅，将半氧化矿用作除铁锰粉，与碳酸锰粉混合浸出；S3)当四价锰的质量含量在第一阈值和第二阈值之间，以半氧化矿为主，碳酸锰矿为辅进行浸出，所述第一阈值小于第二阈值；S4)当四价锰的质量含量低于第一阈值时，将半氧化矿单独浸出；S5)将浸出获得的滤液作为中性液送入电解二氧化锰工序进行电解。本发明专利技术提供的基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，能够降低碳酸锰矿粉的消耗，大大提高锰矿资源的利用率，节约成本且保证产品的品质。约成本且保证产品的品质。约成本且保证产品的品质。

【技术实现步骤摘要】
基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法


[0001]本专利技术涉及一种电解二氧化锰生产方法，特别涉及一种基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法。

技术介绍

[0002]电解二氧化锰(EMD)是高品质碱性电池或锂离子蓄电池必需的重要原料，我国是世界电解二氧化锰行业的最大生产国。当前国内EMD企业采用的主流生产工艺是高温硫酸锰溶液电解法，该工艺在化合除杂过程中有除钾、铁、重金属、钼、砷、锑等净化除杂工序，各类杂质含量均能降低到痕量级。
[0003]半氧化锰矿是菱锰矿(MnCO3)部分被氧化成二氧化锰(MnO2)的矿物，大量存在于软锰矿与菱锰矿的过渡矿层中。但由于半氧化矿中含有某些还未确知的杂质，在用于电解金属锰制液时，仅靠普通的硫化除杂工艺，未能很好地将溶液净化，在电解过程中容易出现槽液发碱、槽温高、阴极析氢严重等恶化电解作业现象，使得单板产量急剧下降，电耗高，生产成本直线上升。因此，无法批量用于电解金属锰生产，目前尚无半氧化矿的合理利用方案，严重制约了半氧化矿下层锰矿的开采，增加了锰矿开采成本。
[0004]可见，如果将暂不能利用的半氧化矿资源合理利用，将EMD的除杂工艺应用到半氧化矿的浸出除杂过程中，并探讨所制硫酸锰溶液对EMD电解工艺的影响，探索出批量应用半氧化矿生产高品质的P型和碱性EMD产品的工艺技术，必将降低碳酸锰矿粉的消耗，大大提高锰矿资源的利用率。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，能够降低碳酸锰矿粉的消耗，大大提高锰矿资源的利用率，节约成本且保证产品的品质。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，包括如下步骤：S1)判断半氧化锰矿中四价锰的质量含量；S2)当四价锰的质量含量超过第二阈值时，以碳酸锰矿为主，半氧化矿为辅，将半氧化矿用作除铁锰粉，与碳酸锰粉混合浸出；S3)当四价锰的质量含量在第一阈值和第二阈值之间，以半氧化矿为主，碳酸锰矿为辅进行浸出，所述第一阈值小于第二阈值；S4)当四价锰的质量含量低于第一阈值时，将半氧化矿单独浸出；S5)将浸出获得的滤液作为中性液送入电解二氧化锰工序进行电解。
[0007]进一步地，所述步骤S1通过提前取样分析或者矿粉颜色判断半氧化锰矿中四价锰的含量。
[0008]进一步地，所述步骤S2包括：S21)在浸出化合槽中，先加入碳酸锰粉，再依次加入半氧化矿粉、浓硫酸，反应终点pH控制在1.0
‑
1.5，经固液分离得粗制硫酸锰溶液；S22)用碳酸钙缓慢中和，至pH值达到6.0以上；S23)加入SDD、硫化钡除重金属，定性检测无重金属后
压滤。
[0009]进一步地，所述半氧化矿粉和碳酸锰粉的重量配比为2～5：1，使得从碳酸锰中浸出的Fe
2+
离子的正好完全还原半氧化矿中的四价锰。进一步地，所述步骤S3包括：S31)在化合浸出槽中，先加入，再依次加入碳酸锰粉、浓硫酸，反应终点pH控制在1.0～1.5，经固液分离得粗制硫酸锰溶液；S32)用碳酸钙缓慢中和，至pH值达到6.0以上；S33)加入SDD、硫化钡除重金属，定性检测无重金属后压滤。
[0010]进一步地，所述碳酸锰粉和半氧化矿粉的重量配比为10～12：3，利用从碳酸锰粉中浸取出的二价铁离子来还原半氧化矿中的四价锰，使得二价锰的浸出与四价锰的氧化还原同时进行。
[0011]进一步地，所述步骤S4包括：S41)将半氧化矿粉加入到浸出化合槽中进行浸出化合反应，通过调节浓硫酸的添加量使得反应终点pH控制在1.0～1.5，经固液分离得粗制硫酸锰溶液；S42)加入黄钾铁矾对所述粗制硫酸锰溶液进行除杂；S43)用碳酸钙缓慢中和，至pH值达到5.0以上，使得黄钾铁矾沉淀；S44)加入SDD、硫化钡除重金属，定性检测无重金属后压滤。
[0012]进一步地，所述第一阈值为2％，所述步骤S4控制二价锰含量在14％～16％之间，使得浸出的Fe
2+
离子正好完全还原浸出的四价锰。
[0013]进一步地，所述浸出化合反应的时间为2小时，反应温度为90摄氏度。
[0014]进一步地，所述第一阈值为2％，第二阈值为6％。
[0015]本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，根据半氧化锰矿中四价锰的质量含量的不同选择不同的浸出方案，从而能够降低碳酸锰矿粉的消耗，大大提高锰矿资源的利用率，节约成本且保证产品的品质。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例中电解二氧化锰的生产工艺流程图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0018]本专利技术使用半氧化矿来自采场中部，属于碳酸锰矿段与软锰矿段之间的过渡矿带，其主要成分与碳酸锰粉对比检测结果如下表所示：
[0019]表1、半氧化矿及碳酸锰粉检测结果对比
[0020][0021]从上表可见，半氧化矿与碳酸锰粉杂质含量相差不大，主要区别在于半氧化矿的四价锰含量比碳酸锰粉的四价锰高，将近高出10个百分点。
[0022]1.1半氧化矿单独浸出试验
[0023]目前电解用液Mn
2+
离子浓度约40g/L，以此浓度为标准，全废液(废液Mn
2+
约26g/L)
120立方制浆，约需加入半氧化矿粉15.573t(按二价锰浸出率计算预加量)。反应时间约2h、反应温度90℃，反应终点pH控制在1.0～1.5，余酸约10g/L，以黄钾铁矾法除K，其反应方程式如下：
[0024]3Fe2(SO4)3+12H2O+K2SO4＝K2Fe6(SO4)4(OH)
12
↓
+6H2SO4[0025]用碳酸钙缓慢中和，至pH值达到5.0以上，使得黄钾铁矾沉淀得以沉淀完全；然后加入SDD(中文名：二甲氨基二硫代甲酸钠，别名：福美钠)、硫化钡除重金属，定性检测无重金属后压滤，滤液取样作全分析并进行小槽(小烧杯)电解实验，滤渣取样作锰相分析。其检测结果如下：
[0026]表2、半氧化矿浸出净化液及生产上碳酸锰粉浸出净化液检测结果对比
[0027][0028][0029]表3、半氧化矿浸出渣与生产上碳酸锰粉浸出渣检测结果对比
[0030]项目Mn(％)Mn
2+
(％)Mn
4+
(％)H2O(％)碳酸锰浸出渣4.862.930.8222.36半氧化矿浸出渣16.422.6512.7423.01
[0031]对P型产品质量有影响的主要杂质为Fe、Cu、Pb、Ni、Co，从表2对比检测结果看，半氧化矿浸出液经过净化除杂后，可达到P型产品电解用液要求；在碱性产品有严格要求的杂质元素K方面，能除到0.62mg/L，远低于其上限值。可见，半氧化矿浸出，按现P型产品制液除杂工艺，是能制得符合电解用液要求的溶液的。但从表3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)判断半氧化锰矿中四价锰的质量含量；S2)当四价锰的质量含量超过第二阈值时，以碳酸锰矿为主，半氧化矿为辅，将半氧化矿用作除铁锰粉，与碳酸锰粉混合浸出；S3)当四价锰的质量含量在第一阈值和第二阈值之间，以半氧化矿为主，碳酸锰矿为辅进行浸出，所述第一阈值小于第二阈值；S4)当四价锰的质量含量低于第一阈值时，将半氧化矿单独浸出；S5)将浸出获得的滤液作为中性液送入电解二氧化锰工序进行电解。2.根据权利要求1所述的基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，其特征在于，所述步骤S1通过提前取样分析或者矿粉颜色判断半氧化锰矿中四价锰的含量。3.根据权利要求1所述的基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21)在浸出化合槽中，先加入碳酸锰粉，再依次加入半氧化矿粉、浓硫酸，反应终点pH控制在1.0
‑
1.5，经固液分离得粗制硫酸锰溶液；S22)用碳酸钙缓慢中和，至pH值达到6.0以上；S23)加入SDD、硫化钡除重金属，定性检测无重金属后压滤。4.如权利要求3所述的基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，其特征在于，所述半氧化矿粉和碳酸锰粉的重量配比为2～5：1，使得从碳酸锰中浸出的Fe
2+
离子的正好完全还原半氧化矿中的四价锰。5.如权利要求1所述的基于半氧化锰矿生产电解二氧化锰的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31)在化合浸出槽中，先加入半氧化矿粉，再依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗昌璃，陈升茂，吴志，黄麒优，詹勇，许宝强，赵精善，陈钊明，赵学天，黄健武，
申请(专利权)人：广西大新汇元新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：