一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，包括以下步骤：将三元萃取剂和液碱混合进行皂化，得到皂化后有机相；三元萃取剂的组分及其体积分数为：P507：1％～10％、C272：15％～20％、TBP：1％～5％、其余为溶剂油；将三元萃取剂和液碱混合进行皂化的皂化率为40％～60％；将含锰料液与皂化后有机相混合再进行逆流萃取锰，得到萃取液和萃余液；将萃取液洗涤后依次经过反萃取锰段、反萃取铁段、洗氯段，得到反萃液，再将反萃液精制，得到电池级硫酸锰；将萃取液洗涤时采用的洗涤液、反萃取锰段采用的反萃剂、反萃取铁段采用的反萃剂均是稀硫酸，洗氯段的洗涤液为纯水。本发明专利技术流程短、能够高效回收锰。能够高效回收锰。能够高效回收锰。

【技术实现步骤摘要】
一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金领域，具体涉及一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法。

技术介绍

[0002]硫酸锰在锰系产品中占有重要地位，是生产其他锰氧化物及锰盐的重要工业中间产品。电池级高纯硫酸锰主要用于制备锂电池正极三元材料(镍钴锰酸锂)前驱体，也是制备电池级高纯四氧化三锰和高纯二氧化锰的基础原料。
[0003]电池级硫酸锰对各种杂质含量的要求极其严格，其中铜、镉、锌和铬含量均需小于1mg/L，铁、铝含量均需小于2mg/L，钙、镁、钠和硅含量均需小于5mg/L，铅含量小于3mg/L。而硫酸锰溶液中钙、镁、钾和钠等元素的除杂十分困难，难以用化学沉淀、盐析结晶、离子交换或者化学吸附等方法获得高纯产品。故采用溶剂萃取法制备电池级高纯硫酸锰是常用方法，溶剂萃取法具有流程短、效率高、能耗低等优势，被认为是最具前景的从硫酸锰溶液中深度去除钙、镁杂质的方法。常用萃取剂主要有P204，P507等。根据P204和P507金属离子的萃取顺序，目前常采用氟化物除钙镁，再P204除杂，最后P507萃锰的方法生产电池级硫酸锰。但目前溶剂萃取法还存在以下缺陷：目前还没有找到能将钙镁与锰高效分离的萃取剂，所以溶剂萃取法产品质量较差；该法锰的回收率一般小于80％，且工艺复杂，萃取级数多，酸碱消耗多，导致成本高；该法副产品较多，需送往不同工序处理，环保压力大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种流程短、高效回收锰的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0007](1)将三元萃取剂和液碱混合进行皂化，得到皂化后有机相；三元萃取剂的组分及其体积分数为：P507：1％～10％、C272：15％～20％、TBP：1％～5％、其余为溶剂油；将三元萃取剂和液碱混合进行皂化的皂化率为40％～60％；
[0008](2)将含锰料液与皂化后有机相混合再进行逆流萃取锰，得到萃取液和萃余液；含锰料液与皂化后有机相的体积比为1：(6～8)；
[0009](3)将萃取液洗涤后依次经过反萃取锰段、反萃取铁段、洗氯段，得到反萃液，再将反萃液精制，得到电池级硫酸锰；将萃取液洗涤时采用的洗涤液是氢离子浓度为1mol/L～2mol/L的稀硫酸，反萃取锰段采用的反萃剂是氢离子浓度为5mol/L～6mol/L的稀硫酸，反萃取铁段采用的反萃剂是氢离子浓度为5mol/L～7mol/L的稀盐酸，洗氯段的洗涤液为纯水。
[0010]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(1)
中将三元萃取剂和液碱混合进行1级～2级皂化，液碱的浓度为工业级30％～32％；溶剂油为磺化煤油或仲辛醇或甘油。
[0011]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(2)中将含锰料液与皂化后有机相混合再进行5级～6级逆流萃取锰；含锰料液包括锰45g/L～65g/L、铅≤5mg/L、铝≤1mg/L、铬≤2mg/L、钙≤300mg/L、镁≤300mg/L、钴≤50mg/L、镍≤20mg/L、铜≤1mg/L、铁≤5mg/L、锌≤5mg/L、镉≤3mg/L，含锰料液的pH大于等于3.5且小于等于4.5。
[0012]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(3)中将萃取液洗涤的洗涤级数为6级～8级，反萃取锰段的反萃取级数为6级～7级，反萃取铁段的反萃取级数为2级～3级，洗氯段的洗涤级数为1级～3级。
[0013]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(2)中萃余液的pH＜5、锰离子含量为0.5g/L～1g/L。
[0014]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(2)中将含锰料液与皂化后有机相混合再进行逆流萃取锰的萃取温度为40℃～50℃；将含锰料液与皂化后有机相混合再进行逆流萃取锰的萃取第二级pH控制在3.5～4.5。
[0015]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(3)中将萃取液洗涤的洗涤第一级和洗涤第二级中的钙的含量和镁的含量分别控制在5mg/L以下。
[0016]根据上述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(3)中电池级硫酸锰的成分及其含量为：锰120g/L～180g/L、铅≤0.001g/L、铝≤0.002g/L、铬≤0.001g/L、钙≤0.005g/L、镁≤0.005g/L、铜≤0.001g/L、铁≤0.002g/L、锌≤0.001g/L、镉≤0.001g/L。
[0017]本专利技术的有益技术效果：本专利技术通过氧化锰原料浸出液萃取提纯生产电池级硫酸锰，能够一步法萃锰，短流程高效回收锰获得电池级高纯硫酸锰。(1)本专利技术采用三元协萃体系，以含锰料液为原料一步制得电池级硫酸锰，将萃取产线数量从2条降低为1条，极大地减少了萃取槽建设投入，减少了酸碱的消耗，降低了成本。(2)本专利技术减少了副产品的种类及相应管线，对应减少了副产品所需的处理工序，降低了环保压力。(3)本专利技术的工艺流程简单，易于工业化生产。(4)本专利技术的三元协萃体系可将99％的Mn
2+
萃入有机相中，而将99％以上的Ca
2+
、Mg
2+
分离到萃余液中。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例工艺流程萃取槽级数分布的示意图。
具体实施方式
[0019]本专利技术的一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，包括以下步骤：
[0020](1)将三元萃取剂和液碱混合进行皂化，得到皂化后有机相；三元萃取剂的组分包括P507磷酸酯萃取剂[2
‑
乙基己基磷酸单
‑2‑
乙基己酯]、C272[二(2，4，4三甲基戊基)膦酸]、TBP[磷酸三丁酯]、溶剂油，其中，P507体积分数为1％～10％、C272体积分数为15％～20％、TBP体积分数为1％～5％、其余为溶剂油。将三元萃取剂和液碱混合进行皂化的皂化
率为40％～60％，皂化当量为0.39。将三元萃取剂和液碱混合进行1级～2级皂化，液碱的浓度为32％；溶剂油为磺化煤油或仲辛醇或甘油。
[0021](2)将含锰料液与皂化后有机相混合再进行5级～6级逆流萃取锰，得到萃取液和萃余液，杂质分离到萃余液中；含锰料液与皂化后有机相的体积比为1：(6～8)；含锰料液包括锰45g/L～65g/L、铅≤5mg/L、铝≤1mg/L、铬≤2mg/L、钙≤300mg/L、镁≤300mg/L、钴≤50mg/L、镍≤20mg/L、铜≤1mg/L、铁≤5mg/L、锌≤5mg/L、镉≤3mg/L，含锰料液的pH大于等于3.5且小于等于4.5。萃取槽澄清室静置分相会受到pH影响，萃取段pH越高分相越本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将三元萃取剂和液碱混合进行皂化，得到皂化后有机相；三元萃取剂的组分及其体积分数为：P507：1％～10％、C272：15％～20％、TBP：1％～5％、其余为溶剂油；将三元萃取剂和液碱混合进行皂化的皂化率为40％～60％；(2)将含锰料液与皂化后有机相混合再进行逆流萃取锰，得到萃取液和萃余液；含锰料液与皂化后有机相的体积比为1：(6～8)；(3)将萃取液洗涤后依次经过反萃取锰段、反萃取铁段、洗氯段，得到反萃液，再将反萃液精制，得到电池级硫酸锰；将萃取液洗涤时采用的洗涤液是氢离子浓度为1mol/L～2mol/L的稀硫酸，反萃取锰段采用的反萃剂是氢离子浓度为5mol/L～6mol/L的稀硫酸，反萃取铁段采用的反萃剂是氢离子浓度为5mol/L～7mol/L的稀盐酸，洗氯段的洗涤液为纯水。2.根据权利要求1所述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(1)中将三元萃取剂和液碱混合进行1级～2级皂化，液碱的浓度为工业级30％～32％；溶剂油为磺化煤油或仲辛醇或甘油。3.根据权利要求1所述的三元协萃体系回收锰生产电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤(2)中将含锰料液与皂化后有机相混合再进行5级～6级逆流萃取锰；含锰料液包括锰45g/L～65g/L、铅≤5mg/L、铝≤1mg/L、铬≤2mg/L、钙≤300mg/L、镁≤300mg/L、钴≤50mg/L、镍≤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亚光，彭收，胡意，许开华，丁留亮，刘炼，
申请(专利权)人：荆门市格林美新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：