【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属湿法冶金，涉及一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法。
技术介绍
1、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。目前，随着新能源汽车的不断普及，镍钴锰酸锂（ncm）、锰酸锂、磷酸锰铁锂等种类产品的需求越来越大。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。
2、目前，制备电池级硫酸锰主要是以软锰矿和硫铁矿或硫锰矿为原料，球磨后，按一定的比例进行配料，加入硫酸，加热，控制反应液的温度在100℃左右；软锰矿中的二氧化锰首先被硫铁矿还原成一氧化锰，其与硫酸反应生成硫酸锰；硫酸锰易溶于水进入溶液中，少量没反应的二氧化锰和锰矿中的杂质（主要含二氧化硅、三氧化二铝等）留在锰矿渣中。采用化学法控制ph值将硫酸锰溶液中的其他金属离子（包括铁离子）去除净化，得到纯净硫酸锰溶液后加热蒸发得到结晶硫酸锰，离心分离后烘干得到电池级硫酸锰。但该方法对于钙、镁、钾和钠等元素的除杂十分困难。
3、随着锰资源的匮乏，越来越多的工艺针对低品位的软锰矿、锰矿渣等含锰物料的处理来制备电池级硫酸锰，因此，研究开发一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法具有重大的意义及较强的实际应用价值。
技术实现思路>
1、本专利技术针对上述技术问题，提供一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，适用于低品位含锰物料，连续性作业强，可以大规模应用推广。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，包括以下步骤：
4、步骤1：将低品位含锰物料加入反应釜中，添加还原剂，在70~90℃下进行还原浸出；所述低品位含锰物料为低品位的软锰矿或锰矿渣；
5、步骤2：浸出结束后进行净化除杂，添加碳酸锶进行除铅反应，碳酸锶的用量为溶液中铅离子含量的10~25倍；添加中和剂调整浸出液ph值至4.5~5.5后进行压滤，得到净化后液和净化渣；
6、步骤3：将步骤2中的净化后液进行净化除铜处理，得到除铜渣和除铜后液，除铜后液进行抽滤后得到较纯净的硫酸锰溶液；
7、步骤4：将步骤3中的硫酸锰溶液通过未皂化的p204进行一段萃取得到萃余液硫酸锰溶液；
8、步骤5：将步骤4得到的萃余液硫酸锰溶液进行冷冻结晶除杂，得到高纯硫酸锰溶液；
9、步骤6：将步骤5得到的高纯硫酸锰溶液经过除磁作业处理；
10、步骤7：将步骤6经除磁后的高纯硫酸锰溶液进行负压蒸发浓缩，离心结晶制成电池级硫酸锰。
11、本专利技术技术方案中，步骤1中所述液固比为3~6：1。
12、本专利技术技术方案中，所述还原剂为硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠或葡萄糖中的一种。
13、本专利技术技术方案中，所述中和剂为碳酸锰、碳酸钠、碳酸钙或氢氧化钙中的一种或几种。
14、本专利技术技术方案中，步骤3中所述净化除铜处理采用金属锰粉或铁粉或锌粉置换方法，温度为55~75℃，反应时间1~2小时。
15、本专利技术技术方案中，步骤3中所述净化除铜处理采用硫化方法，使用硫化钠做硫化剂，温度为75~95℃，反应时间1~2小时，硫化钠的用量为理论量的1.2~1.5倍，终点ph值控制于4.0~5.5之间。
16、本专利技术技术方案中，步骤4中所述通过未皂化的p204进行一段萃取时：相比o/a为0.8~3:1，磺化煤油与p204的体积比2.5~6.5:1，萃取级数8~11级，萃余液除油采用载满椰壳活性炭的交换柱，除油后标准油分≤10ppm；p204反萃时：反萃酸度1.25~2.5mol/l，反萃级数6~9级，相比o/a为10~20:1，反萃液除油采用载满椰壳活性炭的交换柱，除油后标准油分≤10ppm。
17、本专利技术技术方案中，步骤5中所述冷冻结晶的温度为-25℃~-5℃，时间为0.5~3h。
18、本专利技术技术方案中，步骤6中所述除磁作业选用表面磁场超过20000高斯的磁棒搅拌10~30min。
19、本专利技术技术方案中，步骤7中负压蒸发浓缩时溶液比重在1.55~1.75之间，负压控制范围在-0.1mpa以内。
20、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
21、本专利技术各工序的操作简单，对设备要求低，连续性作业强，节省成本显著，可以大规模应用推广。
22、本专利技术方法适用于低品位含锰物料，增加了制备电池级硫酸锰时的原料多样性，在当前三元电池及未来磷酸锰铁锂电池的量产化应用，电池级硫酸锰的市场应用前景广阔，研发拓展多元的原料供应端，更有利于电池级硫酸锰的生产及产能提升。
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1.一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤1中所述液固比为3~6：1。
3.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，所述还原剂为硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠或葡萄糖中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，所述中和剂为碳酸锰、碳酸钠、碳酸钙或氢氧化钙中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤3中所述净化除铜处理采用金属锰粉或铁粉或锌粉置换方法，温度为55~75℃，反应时间1~2小时。
6.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤3中所述净化除铜处理采用硫化方法，使用硫化钠做硫化剂，温度为75~95℃，反应时间1~2小时，硫化钠的用量为理论量的1.2~1.5倍，终点pH值控制于4.0~5.5之间。
7.根据权利要求1所述的一种低品
8.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤5中所述冷冻结晶的温度为-25℃~-5℃，时间为0.5~3h。
9.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤6中所述除磁作业选用表面磁场超过20000高斯的磁棒搅拌10~30min。
10.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤7中负压蒸发浓缩时溶液比重在1.55~1.75之间，负压控制范围在-0.1MPa以内。
...【技术特征摘要】
1.一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤1中所述液固比为3~6：1。
3.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，所述还原剂为硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠或葡萄糖中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，所述中和剂为碳酸锰、碳酸钠、碳酸钙或氢氧化钙中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤3中所述净化除铜处理采用金属锰粉或铁粉或锌粉置换方法，温度为55~75℃，反应时间1~2小时。
6.根据权利要求1所述的一种低品位含锰物料制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，步骤3中所述净化除铜处理采用硫化方法，使用硫化钠做硫化剂，温度为75~95℃，反应时间1~2小时，硫化钠的用量为理论量的1.2~1.5倍，终点ph值控制于4.0~5.5之间。
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【专利技术属性】
技术研发人员：倪恒发，杨腾蛟，陶杰，孔金换，郭伟科，郭静，刘佳尧，
申请(专利权)人：河南豫光锌业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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