专利名称：采用金属锰片作原料生产高纯硫酸锰的方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯度硫酸锰的生产方法，具体是采用金属锰片为原料，生产出一水硫酸锰含量99. 9%以上、钙镁钾钠杂质均小于IOppm的高纯硫酸锰产品的方法。
背景技术：
硫酸锰是一种传统的锰盐产品，用途十分广泛。目前，国内硫酸锰生产工艺，主要以软锰矿为原料，分碳火法还原和湿法还原(硫铁矿、硫酸亚铁或钛白废酸等还原剂)酸浸两种还原浸出工艺技术，然后再进行简单的氧化-水解除铁、硫化除重金属，过滤、静置沉淀，溶液结晶、离心脱水烘干，得到工业级、饲料级或精品级三种级别的硫酸锰产品，用于化 月巴、饲料、油漆、农药等领域。近年来，随着国外新能源锰酸锂电池技术的发展，以高纯硫酸锰为原料生产锰酸锂越来越受到重视，工艺技术也越来越成熟。而国外出于环境保护、成本消耗等种种原因考虑，特别是欧美、日韩等发达国家，几乎没有硫酸锰生产；中国已成为世界上主要的硫酸锰生产国和供应国，每年产量约15万吨。因此，海外锰酸锂电池厂商希望在中国寻找高纯的硫酸锰材料，用于开发新能源锂电池。产品规格要求如下Mn31. 5%MIN, Fe :0. 0005%MAX, K :0. 01% MAX, Na :0. 01%MAX, Co 0. 003% MAX, Zn :0. 001% MAX, Ca :0. 01%MAX, Mg :0. 01%MAX, N1:0. 003%MAX.
而国内硫酸锰生产工艺技术，无论是湿法还是火法，净化除杂技术都仅仅停留在氧化-水解除铁、硫化除重金属简单处理阶段，产品主含量低(MnSO4 · H2O在989Γ98. 5%之间)、杂质含量高(钙镁含量都在1200ppm以上，钾钠含量各约600ppm)，远远无法达到以上高纯硫酸锰技术指标要求。因此，从原矿粉出发，要期望能够制得符合高纯指标要求的产品，主要是要在净化钙镁和钾钠技术上取得突破和改进。在净化钾钠方面，中国专利201010243859. 7高纯一水硫酸锰及其制备方法，200910193398. 4 一种电子级高纯一水合硫酸锰的制备方法，公布了加入含铁药剂，通过生成黄钾铁矾、黄钠铁钒去除硫酸锰溶液中的钾钠杂质；在脱除钙镁方面，中国专利201010243859. 7高纯一水硫酸锰及其制备方法，200910006889. 3 一种制备高纯度硫酸锰的方法，200910006888. 9 一种高纯硫酸锰的制备方法，采用加入各类氟化物生成氟化钙、氟化镁沉淀去除钙镁。这些方法需要严格控制反应温度及PH值，消耗大量高纯度的除杂药剂，不利于降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种高纯度硫酸锰的生产方法，本发明采用刚电解出槽的金属锰为原料，用硫酸溶解，得到硫酸锰溶液，经过结晶，离心脱水及烘干后，得到含量大于99. 8%的硫酸锰产品，本方法不需要加入化学试剂除杂，工艺简单，制得的硫酸锰产品纯度高，可满足特殊场合的需求。本发明的技术方案是
高纯度硫酸锰的生产方法，其特征在于用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为90-98%，金属锰和硫酸的摩尔比为I 1.1 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到350g/L 500g/L，终点溶液PH达到4. O 6. O,过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到600 800g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰，硫酸锰的纯度大于99. 8%，钙镁钾钠等杂质的含量均小于lOppm。上述结晶过程得到的母液返回到金属锰的酸浸泡工序，与去离子水、浓硫酸一起浸泡金属锰。本发明的优点1.本发明采用电解得到的金属锰为原料，原料杂质少，不需要加入任何化学物质除杂，工艺简单，流程短，所得产品纯度非常高，达到99. 8%以上。2.本发明的方法除杂过程温度和pH值没有特 殊规定，这些参数不需要严格控制，因此操作简单，容易让生产人员掌握。
具体实施例方式实施例1
用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为90%，金属锰和硫酸的摩尔比为I 使浸出溶液中硫酸锰的含量达到350g/L，终点溶液pH达到4. O,过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到600g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。实施例2
用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水和实施例1得到的母液，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为95%，金属锰和硫酸的摩尔比为1. 05 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到380g/L，终点溶液pH达到4. O,过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到600g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。实施例3
用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水和实施例2得到的母液，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为95%，金属锰和硫酸的摩尔比为1. 02 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到400g/L，终点溶液pH达到5. O,过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到650g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。实施例4
用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水和实施例1得到的母液，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为98%，金属锰和硫酸的摩尔比为1. 06 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到450g/L，终点溶液pH达到6. O,过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到700g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。实施例5
用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水和实施例1得到的母液，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为98%，金属锰和硫酸的摩尔比为1. 08 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到500g/L，终点溶液pH达到4. 5，过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到750g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。实施例6
用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水和实施例1得到的母液，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为98%，金属锰和硫酸的摩尔比为1.1 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到500g/L，终点溶液pH达到5. 5，过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到800g/L，静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。表I为实施例得到硫酸锰产品的锰含量及杂质含量结果
权利要求
1.一种高纯度硫酸锰的生产方法，其特征在于用去离子水冲洗电解出槽的金属锰，投入反应罐，加入去离子水，搅拌下缓慢加入浓硫酸浸泡金属锰，加入的硫酸的重量浓度为90-98%，金属锰和硫酸的摩尔比为I 1.1 :1，使浸出溶液中硫酸锰的含量达到350g/L 500g/L，终点溶液pH达到4. O 6. 0，过滤，滤液加热蒸发，使硫酸锰溶液浓度达到600 800g/L,静置，冷却至室温，析出一水合硫酸锰晶体，用离心机离心脱水甩干，再经烘干得到高纯度硫酸锰。
2.根据权利要求1所述的高纯度硫酸锰的生产方法，其特征在于结晶过程得到的母液返回到金属锰的酸浸泡工序，与去离子水、浓硫酸一起浸泡金属锰。
全文摘要
本发明涉及一种高纯硫酸锰的生产方法。其特征在于采用金属锰片作原料，金属锰片不需经过钝化、烘干，直接加浓硫酸浸出得高纯硫酸锰溶液，然后结晶得高纯硫酸锰产品。本发明不需添加任何除杂剂，工艺流程简单，可生产出MnSO4含量高达99.8%以上，Ca、Mg、K、Na杂质含量均低于10ppm的超高纯硫酸锰产品。
文档编号C01G45/10GK103011298SQ20121051987
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者罗昌璃, 梁敏, 刘春明, 刘栋柱, 黎贵亮, 邓永光, 陈发明, 江炤荣, 周明山, 龙海平 申请人:中信大锰矿业有限责任公司