一种高纯硫化锰及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高纯硫化锰及其制备方法，该方法包括如下步骤：（1）预处理步骤：将硫化锰加入到硫酸锰溶液中，后固液分离；（2）喷淋反应步骤：在步骤（1）得到的溶液中，加入液氨得到喷淋液，将喷淋液通过循环泵进行循环喷淋，与硫化氢气体进行循环喷淋反应；直到反应溶液中锰离子质量浓度小于500ppm，结束喷淋反应；将喷淋反应结束后的溶液进行固液分离；（3）洗涤和烘干得到硫化锰产品。本发明专利技术还涉及一种通过所述制备方法制备得到的硫化锰，其纯度在99.90重量%以上，水分含量在0.5%以下，Fe的质量含量低于0.80ppm；优选K，Na的质量含量分别均低于5.0ppm，Ca的质量含量低于25ppm，Mg的质量含量低于10ppm。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机精细化工
，特别是涉及ー种高纯硫化锰及其制备方法。
技术介绍
硫化锰在粉末冶金、弱磁性半导体材料和光、电、磁系材料以及高纯锰盐制备中获得应用，传统的高温还原法及固相合成法生产的产品纯度低、能耗高。CN101555040A公开了ー种纳米MnS的制备方法，但该方法制备MnS存在NaCl洗涤困难，Na2S含有较多的多硫化物造成产品夹带，聚四氟こ烯内胆高压釜反应无法エ业化大规模生产，烘箱60°C烘干极易造成氧化等缺陷，无法制备高纯MnS产品
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是ー种通过对原料进行预处理，控制反应速度和pH进行喷淋吸收反应制备高纯硫化锰的方法及通过该方法得到的硫化锰产品。具体来说，本专利技术是通过如下技术方案实现的ー种硫化锰的制备方法，包括如下步骤(I)预处理步骤将硫化锰加入浓度为50g/L 300g/L的硫酸锰溶液中，后固液分离得到提纯的硫酸锰溶液和固体；(2)喷淋反应步骤在步骤(I)得到的硫酸锰溶液中，加入液氨得到喷淋液，将喷淋液通过循环泵进行循环喷淋，与硫化氢气体进行循环喷淋反应；直到反应溶液中锰离子质量浓度小于500ppm，结束喷淋反应；其中控制喷淋液的pH值为6. 0±0. 5，控制喷淋反应的时间为90 240分钟；将喷淋反应结束后的溶液进行固液分离得到固体和液体；和(3)洗涤和烘干步骤将步骤(2)得到的固体洗涤，洗涤后进行固液分离得到固体和溶液，将得到的固体进行烘干得到硫化锰产品。其中，步骤(2)中通过控制硫化氢气体的流量控制喷淋反应时间，优选控制硫化氢气体按照每千克一水合硫酸锰每小时消耗硫化氢的体积为0. 107-0. 135m3的流量进行通入。其中，步骤(2)中控制喷淋反应时间为120-150分钟。其中，步骤(2)中同时通过2个以上喷头对喷淋液进行循环喷淋。其中，步骤(I)中将硫化锰加入硫酸锰溶液后将溶液升温至90°C以上。其中，步骤(I)得到固体中用于回收金属；还优选对步骤(2)和/或步骤(3)固液分离后得到的液体进行回收得到硫酸铵溶液。其中，步骤(3)所述洗涤在60 800C洗涤，还优选按照固液质量体积比为I: (4-6)用水进行洗涤。其中，步骤(3)中烘干是在氮气保护下进行真空烘干。其中，步骤(I)所述硫酸锰溶液的浓度为100g/L 250g/L。ー种上述制备方法制备得到的硫化锰。其中，纯度在99. 90重量％以上，水分含量在0. 5%以下。其中，Fe的质量含量低于0. 80ppm ;优选K, Na的质量含量分别均低于5. Oppm, Ca的质量含量低于25ppm, Mg的质量含量低于lOppm。本专利技术的有益效果如下本专利技术采用硫酸锰溶液喷淋吸收方式进行硫化反应，通过pH值和反应速度控制減少了杂质夹带，从而便于エ业大規模制备高纯MnS产品，该硫化锰产品中硫化锰的质量含量为99. 90%以上,K,Na的质量含量分别均低于5. Oppm, Ca的质量含量低于25ppm,Mg的质量含量低于7ppm，Fe的质量含量低于0. 80ppm，其他重金属元素Cu，Co，Ni, Pb，Cd和As均没有检出。本专利技术对硫酸锰进行预处理，分离和除去原料中引入的重金属如Cu，Co, Ni, Pb, Cd, As和铁。本专利技术通过喷淋吸收反应，在喷淋吸收反应中对pH值和反应速度控制(即控制反应时间)等手段最终达到降低了杂质夹带，解决获得高纯硫化锰的技术问题。附图说明图I :本专利技术反应过程流程图；图2 :喷淋反应设备示意图；图中各编号分别表示如下1_喷淋吸收塔本体，2_MnS04阀门，3_液氨阀门，4_循环泵，5-取样ロ阀门，6-排出ロ阀门，7-管线阀门，8-喷淋调节阀，9-喷淋头，IO-H2S控制阀门，11-静压控制阀门，12-硫酸锰进料ロ，13-液氨进料ロ，14-物料出ロ，15-取样ロ，16-物料排出ロ，17-H2S进ロ，18-H2S出口 ；a-输料管总线山ト第一输料管支线；b2_第二输料管支线-输气管线；d-静压控制管线。具体实施例方式本专利技术的硫化锰的制备方法，通过下述化学反应实现的MS04+MnS — MS+MnS04(M :Co、Ni、Cu、Zn、Pb、As、Fe 等)MnS04+2NH3/H20+H2S 丨—MnS+(NH4) 2S04+2H20本专利技术采用硫酸锰为起始原料，通过预处理分离和除去原料硫酸锰中各重金属元素的含量以进一歩控制产品硫化锰元素中各金属元素的含量，最终获得高纯的硫化锰。在ー种具体实施方式中，本专利技术硫化锰的生产方法，包括如下步骤(I)预处理步骤将硫化锰加入浓度为50g/L 300g/L的硫酸锰溶液中，后固液分离得到提纯的硫酸锰溶液和固体；在优选的具体实施方式中，控制硫化氢气体按照每千克一水合硫酸锰每小时消耗硫化氢的体积为0. 107-0. 135m3的流量进行通入；考虑到(NH4)2SO4回收能耗及溶液粘度，硫酸锰溶液浓度优选100g/L 250g/L范围。还优选将硫化锰加入硫酸锰溶液后将溶液升温至90°C以上。优选将硫化锰加入硫酸锰溶液搅拌反应2 3小时后进行固液分离，优选从步骤(I)得到固体中回收金属。该步骤发生的化学反应是MS04+MnS — MS+MnS04 (M :Co、Ni、Cu、Zn、Pb、As、Fe 等)。通过该反应，将原料硫酸锰中的杂质元素除去，防止杂质元素带到下一歩影响产品的纯度和品质。由于加入的除去杂质元素的物质是最终产品硫化锰，所以该步骤的除杂完全不会引入其他杂质，而该方法的目的就是生产硫化锰，所以加入硫化锰对硫酸锰溶液处理是十分容易实现的，不会增加购买除杂原料的成本，使最終生产成本降低。当然硫化锰的来源也可以是商购的，优选是通过本专利技术方法生产的硫化锰产品。(2)喷淋反应步骤在步骤(I)得到的硫酸锰溶液中，加入液氨得到喷淋液，将喷淋液通过循环泵进行循环喷淋，与硫化氢气体进行循环喷淋反应；直到反应溶液中锰离子质量浓度小于500ppm，结束喷淋反应；其中控制喷淋液的pH值为6. 0±0. 5，控制喷淋反应的时间为90 240分钟；将喷淋反应结束后的溶液进行固液分离得到固体和液体；在一种优选的具体实施方式中，通过控制硫化氢气体的流量控制喷淋反应时间，优选控制硫化氢气体按照每千克一水合硫酸锰每小时消耗硫化氢的体积为0. 107-0. 135m3的流量进行通入，优选同时通过2个以上喷头对喷淋液进行循环喷淋；优选控制喷淋反应的时间120 150分钟；还优选将固液分离后得到的液体用于回收得到硫酸铵溶液。优选 进行喷淋反应的装置如图2所示。该步骤发生的反应为MnS04+NH3/H20+H2S 丨—MnS+ (NH4) 2S04该步骤中将通过将液氨溶解在硫酸锰溶液中，形成硫酸锰的氨水溶液后与硫化氢气体进行喷淋反应，本专利技术优选通过两个或多个喷头将硫酸锰的氨水溶液喷出与硫化氢气体反应。在喷淋反应过程中，通过控制硫化氢气体按照每千克一水合硫酸锰每小时消耗硫化氢的体积为0. 107-0. 135m3的流量进行通入，来控制反应速度即反应时间在90 240分钟，为了使反应在所述时间内完成，循环泵的流量一般为4-100m3/小吋，以尽量減少杂质元素的夹带。通过对喷淋前的硫酸锰氨水溶液进行取样测定，确定反应的终点，防止了硫化氢气体的浪费，同时通过也对取样喷淋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫化锰的制备方法，包括如下步骤：（1）预处理步骤：将硫化锰加入浓度为50g/L～300g/L的硫酸锰溶液中，后固液分离得到提纯的硫酸锰溶液和固体；（2）喷淋反应步骤：在步骤（1）得到的硫酸锰溶液中，加入液氨得到喷淋液，将喷淋液通过循环泵进行循环喷淋，与硫化氢气体进行循环喷淋反应；直到反应溶液中锰离子质量浓度小于500ppm，结束喷淋反应；其中控制喷淋液的pH值为6.0±0.5，控制喷淋反应的时间为90～240分钟；将喷淋反应结束后的溶液进行固液分离得到固体和液体；和（3）洗涤和烘干步骤：将步骤（2）得到的固体洗涤，洗涤后进行固液分离得到固体和溶液，将得到的固体进行烘干得到硫化锰产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴筱菁，
申请(专利权)人：深圳市新昊青科技有限公司，
类型：发明
国别省市：