高纯硝酸锰及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高纯硝酸锰及其制备方法。该方法包括：（1）硫化，将含有氨气和硫化氢气体的混合气体加入到150～300g/L的硫酸锰溶液中，进行硫化反应，直至溶液中Mn2+浓度小于500ppm时停止反应，固液分离，然后将得到的硫化锰滤饼洗涤待用；（2）酸化，在氮气气氛下，将硝酸加入到（1）硫化步骤所得硫化锰滤饼中，维持反应体系温度小于50℃，反应过程中采用氮气置换反应产生的硫化氢气体；搅拌反应至pH值3.5～4.0时停止加酸；然后固液分离，所得滤液为硝酸锰产品。本发明专利技术采用硫化锰-硝酸工艺路线，得到了低重金属含量的高纯液体硝酸锰产品，降低了工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种。该方法包括：（1）硫化，将含有氨气和硫化氢气体的混合气体加入到150～300g/L的硫酸锰溶液中，进行硫化反应，直至溶液中Mn2+浓度小于500ppm时停止反应，固液分离，然后将得到的硫化锰滤饼洗涤待用；（2）酸化，在氮气气氛下，将硝酸加入到（1）硫化步骤所得硫化锰滤饼中，维持反应体系温度小于50℃，反应过程中采用氮气置换反应产生的硫化氢气体；搅拌反应至pH值3.5～4.0时停止加酸；然后固液分离，所得滤液为硝酸锰产品。本专利技术采用硫化锰-硝酸工艺路线，得到了低重金属含量的高纯液体硝酸锰产品，降低了工艺成本。【专利说明】
本专利技术涉及无机化学领域，具体的，涉及一种。
技术介绍
高纯硝酸锰主要应用于锂离子二次电池三元正极材料前驱体的制备，以及高纯锰氧化物的生产。传统硝酸锰的生产方法主要是金属锰-硝酸法，该方法的缺陷是所得产品中重金属含量高，生产能耗大、成本高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:克服现有高纯硝酸锰中重金属含量高的缺陷，提供了一种，采用硫化锰-硝酸工艺路线，得到了低重金属含量的高纯液体硝酸锰产品，降低了工艺成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的第一技术方案是，一种硝酸锰的制备方法，该方法包括:( I)硫化将含有氨气和硫化氢气体的混合气体与150?300g/L的硫酸锰溶液，进行硫化反应，直至溶液中Mn2+浓度小于500ppm时停止反应，固液分离，然后将得到的硫化锰滤饼洗涤待用； (2)酸化 在氮气气氛下，将硝酸加入到(I)硫化步骤所得硫化锰滤饼中，维持反应体系温度小于50°C，反应过程中采用氮气置换反应产生的硫化氢气体；搅拌反应至pH值3.5?4.0时停止加酸；然后固液分离，所得滤液为硝酸锰产品。前述的硝酸锰的制备方法，步骤(I)中，所述硫酸锰溶液的浓度为200_250g/L。优选的，步骤(I)中，将氨气和硫化氢气体(优选反应摩尔比)通入吸收塔中，硫酸锰溶液喷射吸收上述气体进行硫化反应。溶体的喷射速度和产品品质关系不大。前述的硝酸锰的制备方法，步骤(I)中，固液分离所得滤饼用60?65°C去离子水按料水比1:4洗涤二次，每次3小时，然后压滤分离，得到水分含量小于25%的滤饼。前述的硝酸锰的制备方法，步骤(2)中，反应所得硫化氢气体用于步骤(I)中的硫化反应。前述的硝酸锰的制备方法，步骤(2)中，固液分离前，在反应溶液中按照MnS/Fe=2/1的摩尔比例加入硫化锰滤饼，搅拌4?5小时；然后按照摩尔比例: [Ba2+J=I:1，将氢氧化钡溶液加入到反应溶液中，搅拌反应1.5?2小时。前述的硝酸锰的制备方法，该方法进一步包括(3)净化步骤，该步骤包括:按照每立方米溶液1.0?1.5升的比例，在步骤(2)得到的滤液中加入过氧化氢溶液，45?50°C搅拌0.5-1.5小时，过滤，冷却。本专利技术提供第二技术方案是，一种硝酸锰，由上述方法制得。前述的硝酸锰，Fe含量< 0.34ppm，不含 Cu、Co、N1、Pb、As、Cr 和 Cd。采用本专利技术的技术方案，至少具有如下的有益效果:采用硫化锰-硝酸制备了低重金属高纯硝酸锰产品，其Fe含量< 0.34ppm，不含Cu、Co、N1、Pb、As、Cr 和 Cd。【专利附图】【附图说明】图1本专利技术主要的工艺流程图。【具体实施方式】为充分了解本专利技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明。一种硝酸锰的制备方法，该方法包括:( I)硫化将含有氨气和硫化氢气体的混合气体与150?300g/L (优选200_250g/L)的硫酸锰溶液，进行硫化反应，直至溶液中Mn2+浓度小于500ppm时停止反应，固液分离(优选压滤分离)，然后将得到的硫化锰 滤饼洗涤待用。固液分离所得滤液用于回收硫酸铵。上述硫酸锰溶液可以由市购硫酸锰制成，也可以由烟气脱硫制成。在一个【具体实施方式】中，将氨气和硫化氢气体(优选反应摩尔比)通入吸收塔中，硫酸锰溶液喷射吸收上述气体进行硫化反应。溶体的喷射速度和产品品质关系不大。常规吸收塔均可以应用于本专利技术。上述洗涤优选的方式是:固液分离所得滤饼用60?65°C去离子水按料水比(重量)1:4洗涤二次，每次3小时，然后压滤分离，得到水分含量小于25%的滤饼。该步骤的反应方程式为:MnS04+H2S+NH3 — MnS 丨 +(NH4)2SO4(2)酸化将(I)硫化步骤所得硫化锰滤饼置于反应器中(优选搪玻璃反应锅)，用氮气置换反应器中的空气，密闭条件下加入硝酸，夹套冷却维持反应体系温度小于50°C，搅拌反应至pH值3.5?4.0时停止加酸。反应过程中采用氮气置换反应产生的硫化氢气体，反应所得硫化氢气体用于步骤(I)中的硫化反应。该步骤的反应方程式为:MnS+2HN03 — Mn (NO3) 2+H2S ?硝酸有较强的氧化性，会有少量硫化物氧化生成硫酸根。为了解决上述问题，测定反应溶液中铁和硫酸根的含量，按照MnS/Fe=2/l的摩尔比例加入硫化锰滤饼，维持搅拌4?5小时,然后按照摩尔比例:[Ba2+J=I 将氢氧化钡溶液加入到反应溶液中,搅拌反应1.5?2小时，然后固液分离(压滤分离)，得到滤液，滤渣弃用。该步骤的反应方程式为:SO42Ba2+ — BaSO4 IM+MnS —MS I +Mn2+M---Fe、Cu、Co、Zn、N1、As、Pb、Cr、Cd 等。(3)净化步骤按照每立方米溶液1.0?1.5升的比例，在步骤(2)得到的滤液中加入过氧化氢溶液，45?50°C搅拌0.5-1.5小时，过滤，滤渣弃用，澄清的滤液按照浓度要求补加去离子水混合均匀，冷却后包装获得高纯硝酸锰产品。通过上述方法制备得到的硝酸猛，其Fe含量< 0.34ppm,不含Cu、Co、N1、Pb、As、Cr 和 Cd。 下面通过具体的实施例来阐述本专利技术的方法的实施，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本专利技术权利要求范围的限制。实施例首先，对下面实施例中硝酸锰制备过程及产品进行分析时所用的测定装置和测定方法进行说明如下:Mn、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Co、N1、Pb、As、Cd、Cr、Cu、和 Ba 含量元素分析方法:电感耦合等离子体(ICP)原子发射光谱法；元素分析装置:IRIS Intrepid II XSP型电感耦合等离子体原子发射光谱仪，美国热电公司制。PH值测定仪:PHS_3C型精密酸度计，上海精密仪器仪表公司制。实施例1( I)硫化 将反应摩尔比氨气和硫化氢气体通入吸收塔中，然后喷射浓度150g/L的硫酸锰溶液，吸收上述气体进行硫化反应。当Mn2+浓度小于500ppm时停止反应，压滤分离，滤液经处理回收(NH4)2SO4，滤饼(硫化锰)用60°C去离子水按料水重量比1:4洗涤二次，每次3小时，压榨压滤分离，控制滤饼水分小于25%待用。(2)酸化将上述滤饼置于搪玻璃反应锅内，氮气置换锅内空气，然后密闭条件下加入98%工业级硝酸，夹套冷却维持反应体系温度小于50°C，搅拌反应至pH值为3.5，停止加酸。用氮气置换反应产生的硫化氢气体，该硫化氢气体用于(I)硫化步骤。测定反应溶液中铁和硫酸根的含量，按照MnS/Fe=2/l的摩尔比例加入硫化锰滤饼，维持搅拌4小时，然后按照摩尔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硝酸锰的制备方法，该方法包括：（1）硫化将含有氨气和硫化氢气体的混合气体与150～300g/L的硫酸锰溶液，进行硫化反应，直至溶液中Mn2+浓度小于500ppm时停止反应，固液分离，然后将得到的硫化锰滤饼洗涤待用；（2）酸化在氮气气氛下，将硝酸加入到（1）硫化步骤所得硫化锰滤饼中，维持反应体系温度小于50℃，反应过程中采用氮气置换反应产生的硫化氢气体；搅拌反应至pH值3.5～4.0时停止加酸；然后固液分离，所得滤液为硝酸锰产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜志光，华东，高月飞，马新宏，
申请(专利权)人：贵州红星发展股份有限公司，深圳市昊一通投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：