本发明专利技术涉及一种由高锰酸钾锰废渣制备锰酸锂正极材料的方法，所述方法包括如下步骤：（1）将高锰酸钾锰废渣经离子反应得到碳酸锰；（2）将所得碳酸锰与锂源混合，进行高温固相反应，制备锰酸锂正极材料。本发明专利技术提供了一种新颖的处理高锰酸钾锰废渣的新途径，能够变废为宝，解决了高锰酸钾锰废渣对环境的污染问题，提高了高锰酸钾锰废渣的利用率和附加值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学电源材料制备
，尤其涉及一种由高锰酸钾废渣制备锰 酸锂正极材料的方法。
技术介绍
高锰酸钾广泛用于医药、化工、冶金、环保等等行业。世界高锰酸钾年生产能力在8 万吨以上，但是生产高锰酸钾产生的废渣对环境污染问题严重。没生产I吨高锰酸钾会产 生0.4吨的锰废渣，而现有的锰废渣的大多采用堆码或填埋方式做暂时处理，增加了企业 土地征用和场地处置等费用，增加了生产成本，消耗了土地资源，且长期的储存造成严重的 环境污染。生产高锰酸钾产生的锰废渣内主要含有二氧化锰、二氧化硅、三氧化二铁、盐酸溶 解总钾、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、水溶性高价锰等，因此这些锰废渣实际上是一种二次 资源。但是，对高锰酸钾废渣采取简易堆放或填埋，而不进行再次利用，且不采取任何防渗、 密封和渗滤液处理等治理措施，容易造成资源浪费，环境污染。因此如何对高锰酸钾废渣综 合利用，是本领域技术人员的一个研究方向。因此，本领域亟需一种生产高锰酸钾产生的锰废渣的二次利用方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种高锰酸钾锰废渣二次利用的方法，所述方法利用 高锰酸钾锰废渣，提取碳酸锰，与锂源反应得到锰酸锂正极材料，实现了高锰酸钾锰废渣的 二次利用，提高了其利用率，解决了高锰酸钾锰废渣对环境的污染问题。本专利技术通过如下技术方案实现:，包括如下步骤:( I)将高锰酸钾锰废渣经离子反应得到碳酸锰；(2)将所得碳酸锰与锂源混合，进行高温固相反应，制备锰酸锂正极材料。本专利技术所述高锰酸钾锰废渣是生产高锰酸钾过程中排出的废渣。优选地，所述高锰酸钾锰废渣主要含有二氧化锰、高锰酸钾、可溶性盐类、硅酸盐 以及金属氧化物，所述金属氧化物的金属选自铁、镁、钙或铝中的任意I种或至少2种的组 合；优选地，所述高锰酸钾锰废渣中，二氧化锰占高锰酸钾锰废渣总重量的35? 45%，，如37%、39%、43%、44%等，高锰酸钾占高锰酸钾废渣总重量的3?7%，例如3.1%、3.9%、4.4%、4.8%、5.5%、6.4%、6.8% 等。本专利技术步骤(I)所述离子反应包括如下步骤:(Ia)粗选:取高锰酸钾锰废渣，加入水，过滤除去高锰酸钾和可溶性盐类，得到滤 渣I ;(Ib)加入稀盐酸:在滤渣I中加入稀盐酸，静置，过滤，得到滤渣II ；(Ic)提取锰:在滤渣II中加入浓盐酸，静置，过滤，得到氯化锰滤液；(Id)加入碳酸钠:在氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，之后经洗涤，烘干后得碳酸锰。其中，步骤(Ib)中稀盐酸的温度≤35°C，例如18°C、22°C、27°C、32°C等，优选10~ 30°C ;所述稀盐酸的浓度优选为I~3mol/L。优选地，步骤(Ic)中浓盐酸的温度为50~70°C，优选58.4°C;所述浓盐酸的浓度优选为12~13mol/L。本专利技术步骤(1)所述离子反应过程中，步骤(Ia)所述水的添加量为高锰酸钾锰废渣质量的5~10倍，例如6倍、7倍、8倍、9倍等，优选6~8倍。优选地,步骤(Ib)所述稀盐酸的添加量为滤洛I质量的2~5倍,例如2.2倍、2.7 倍、3.2倍、3.7倍、4倍、4.3倍、4.8倍等，优选2~4倍；所述静置的时间优选为0.5h~3h， 例如 0.6h、0.8h、l.2h、l.6h、l.8h、2.3h、2.6h、2.9h 等，优选 I ~2h ;优选地,步骤(Ic)所述浓盐酸的添加量为滤洛II质量的2~5倍,例如2.2倍、2.7倍、3.2倍、3.7倍、4倍、4.3倍、4.8倍等，优选2~4倍；所述静置的时间优选为0.5h~ 3h，例如 0.6h、0.8h、l.2h、l.6h、l.8h、2.3h、2.6h、2.9h 等，优选 I ~2h。本专利技术所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、氯化锂中的任意I种或至少2种的组合，所述组合例如碳酸锂和氢氧化锂的组合，草酸锂和氯化锂的组合，草酸锂和醋酸锂的组合，碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂的组合等。本专利技术步骤(2)所述高温固相法反应中，碳酸锰和锂源按照锰元素和锂元素摩尔比为2:1的比例混合。本专利技术所述高温固相法反应的温度为700~850°C，例如702°C、715°C、735°C、 750°C、768°C、789°C、806°C、815°C、835°C、845°C、848°C等，反应时间为 15 ~25h，例如 16h、 17h、19h、21h、22h、24h 等。优选地，所述高温固相法反应的温度为750~800°C，反应时间为18~22h。作为优选技术方案，由高锰酸钾锰废渣制备锰酸锂正极材料的方法，包括如下步骤:( la)粗选:取高锰酸钾锰废渣，加入锰废渣质量5~10倍的水，过滤除去高锰酸钾和可溶性盐类，得到滤渣I ;(Ib)加入稀盐酸:在滤渣I中加入滤渣质量2~5倍的浓度为I~3mol/L的稀盐酸，静置0.5~3h，过滤，得到滤渣II ；(Ic)提取锰:在滤渣II中加入滤渣质量2~5倍的浓度为12~13mol/L的浓盐酸，50~70°C下静置0.5~3h，过滤，得到氯化锰滤液；(Id)加入碳酸钠:将氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，用水洗涤至pH 值中性，烘干后即得碳酸锰。(2)将所得碳酸锰与锂源混合，混合物中锰元素和锂元素的摩尔比为2:1进行高温固相法反应，制备锰酸锂正极材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果:本专利技术利用高锰酸钾锰废渣，提取碳酸锰，与锂源反应得到锰酸锂正极材料，实现了高锰酸钾锰废渣的二次利用，提供了一种新颖的处理高锰酸钾锰废渣的新途径，能够变废为宝，解决了高锰酸钾锰废渣对环境的污染问题，提高了高锰酸钾锰废渣的利用率和附 加值。【具体实施方式】为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术的典型但非限制性的 实施例如下:实施例1包括如下步骤:( Ia)粗选:取Ikg高锰酸钾锰废渣，加入IOkg水，过滤除去高锰酸钾锰和可溶性 盐类，得到0.7kg滤渣I ;(Ib)加入稀盐酸:在滤渣I中加入1.4kg浓度为lmol/L的稀盐酸，20°C静置lh， 过滤，得到0.5kg滤渣II ；(Ic)提取锰:在滤渣II中加入Ikg浓度为12mol/L的浓盐酸，50°C静置lh，过滤， 得到氯化锰滤液；(Id)加入碳酸钠:将氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，用水洗涤至pH 值中性，烘干后即得碳酸锰；(2)取碳酸锂与步骤(Id)得到的碳酸锰按锂锰元素摩尔比1:2混合，在700°C下 焙烧15h，进行高温固相反应，得到锰酸锂化合物，经过研磨、筛分得到400?700nm粒径的 锰酸锂正极材料。实施例2包括如下步骤:(Ia)粗选:取IOkg高锰酸钾锰废渣，加入50kg水，过滤除去高锰酸钾锰和可溶性 盐类，得到4kg滤渣I ;(Ib)加入稀盐酸:在滤渣I中加入20kg浓度为3mol/L的稀盐酸，30°C静置0.5h, 过滤，得到3kg滤渣II ；(Ic)提取锰:在滤渣II中加入6kg浓度为13mol/L的浓盐酸，70°C静置0.5h,过 滤，得到氯化锰滤液；(Id)加入碳酸钠:将氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，用水洗涤至pH 值中性，烘干后即得碳酸锰；(2)取氢氧化锂与步骤(Id)得到的碳酸锰按锂锰元素摩尔比1:2混合，在750°C 下焙烧18h，进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由高锰酸钾锰废渣制备锰酸锂正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将高锰酸钾锰废渣经离子反应得到碳酸锰；（2）将所得碳酸锰与锂源混合，进行高温固相反应，制备锰酸锂正极材料。
【技术特征摘要】
1.一种由高锰酸钾锰废渣制备锰酸锂正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:(1)将高锰酸钾锰废渣经离子反应得到碳酸锰；(2)将所得碳酸锰与锂源混合，进行高温固相反应，制备锰酸锂正极材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高锰酸钾锰废渣是生产高锰酸钾过程中排出的废渣；优选地，所述高锰酸钾锰废渣主要含有二氧化锰、高锰酸钾、可溶性盐类、硅酸盐以及金属氧化物，所述金属氧化物的金属选自铁、镁、钙或铝中的任意I种或至少2种的组合；优选地，所述高锰酸钾锰废渣中，二氧化锰占高锰酸钾锰废渣总重量的35~45%，高锰酸钾占高锰酸钾废渣总重量的3~7%。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离子反应包括如下步骤:(Ia)粗选:取高锰酸钾锰废渣，加入水，过滤除去高锰酸钾和可溶性盐类，得到滤渣I ;(Ib)加入稀盐酸:在滤渣I中加入稀盐酸，静置，过滤，得到滤渣II ；(Ic)提取锰:在滤渣II中加入浓盐酸，静置，过滤，得到氯化锰滤液；(Id)加入碳酸钠:在氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，之后经洗涤，烘干后得碳酸锰。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(Ib)中稀盐酸的温度<35°C，优选 10~30°C ;所述稀盐酸的浓度优选为I~3mol/L ；优选地，步骤(Ic)中浓盐酸的温度为50~70°C，优选58.4°C;所述浓盐酸的浓度优选为 12 ~13mol/L。·5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，步骤(Ia)所述水的添加量为高锰酸钾锰废渣质量的5~10倍，优选6~8倍；优选地，步骤(Ib)...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱来东，罗绍华，田勇，李辉，胡平，李革兰，诸葛福长，
申请(专利权)人：甘肃大象能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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