一种电解二氧化锰的除钙方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池材料加工领域，具体涉及一种电解二氧化锰的除钙方法。
【背景技术】
[0002] 电解二氧化锰（EMD)是优良的电池的去极化剂，它与天然放电二氧化锰生产的干 电池相比，具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长、工作电压稳定、低温性能和防漏性能 好等特点，掺用20 - 30%EMD做成的干电池比全用天然MnO2做成的干电池其放电容量可 提高50 - 100%，在高性能氯化锌电池中掺用50 - 70%EMD，其放电容量可提高2 - 3 倍，全部用EMD做成的碱锰电池，其放电容量可提高5 - 7倍，因此电解二氧化锰成为电 池工业的一种非常重要的原料。
[0003] 物理状态电解二氧化锰除作为电池的主要原料外，也广泛应用于冶金、医学、电 子、通讯等领域。如：精细化工生产过程中作氧化剂、锰锌铁氧体软磁材料中的原料。电 解二氧化锰由于具有很强的催化、氧化/还原，离子交换和吸附能力，在经处理与成型后， 是一种性能全面的优良净水滤料，与常用的活性碳、沸石等净水滤料相比，具有更强的脱色 和去除金属的能力。
[0004] 目前国内电解二氧化锰的生产主要以碳酸锰矿或氧化锰矿为原料。随钢铁工业的 发展，锰制品行业也在蓬勃发展，从中低品位锰矿中提取锰的工艺技术也越来越丰富多样， 如H 2O2浸出法，草酸浸出法，葡萄糖浸出法，米糠浸出法等。但是得到的电解二氧化锰品位 较低，各种金属杂质含量高，尤其是钙含量，严重影响了电解二氧化锰的品质。同时碳酸锰 矿和硫酸的消耗量都很大，生产成本过高。
[0005] 专利021500851公开了一种硫酸锰溶液的深度净化方法。其是一种从硫酸锰溶 液中深度净化杂质钾、钼、铁、钴、镍、铜等元素的方法，本发明使用全碳酸制液，引入NaOH、 BaS、硅藻土对溶液进行处理，结合实际情况调节添加量及添加顺序。该发明设定的pH值范 围非常大，不能满足高质量的电解液需求。沉淀过程不彻底，以此沉淀方法很难除去钙离 子。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是一种电解二氧化锰的除钙方法，包括以下步骤： (1) 将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，浸泡，控制浸泡的温度、时间和PH值，过 滤； (2) 烘干，浆化； (3) 中和：加入碱调节pH值，控制温度和时间； (4) 烘干。
[0007] 所述步骤（1)中的电解液为硫酸和硫酸锰的混合溶液； 所述硫酸锰和硫酸的摩尔比为1:450000~2:1。
[0008] 所述浸泡的进行温度为30~95°C，优选40~75,时间为20~180,优选30-100分钟。
[0009] 所述浸泡控制pH值在4. 5以下，优选3. 0以下。
[0010] 所述过滤采用真空过滤。
[0011] 所述浆化使用的浆化液为水或水溶液。
[0012] 所述中和过程中，调节pH至4. 5~7· 0,优选5. 0-5. 8 ;温度为40-70°C;持续时间为 30-100 分钟。
[0013] 所述中和过程中，加入的碱为氢氧化钠；所述氢氧化钠浓度为0. 5~3mol/L。
[0014] 所述烘干温度为60~120°C ;时间60-180分钟。
[0015] 本发明中电解液中的稀硫酸、硫酸锰，能够有效的获取纯净的电解二氧化锰。经过 浸泡和时间温度的控制，去除溶液中的钙离子，同时去除其它的重金属离子。两次烘干过程 能够有效的收集纯净的电解二氧化锰。中和过程的加入能够调整溶液的酸碱度，获得更高 品质的电解二氧化锰溶液。本发明的工艺简单，对机械设备要求低，适宜大规模生产。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 (1) 将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液中硫酸和硫酸锰的摩尔比为1 : 600,浸泡，温度为60°C，时间为60分钟。真空过滤，控制pH值在3. 0以下； (2) 放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为120分钟。加水浆化； (3) 中和：加入lmol/L氢氧化钠，调节pH值为5. 5,控制温度为60°C，持续时间为60 分钟； (4) 放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为120分钟。
[0017] 实施例2 (1) 将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液中硫酸和硫酸锰的摩尔比为2:1， 浸泡，温度为40°C，时间为100分钟。真空过滤，控制pH值在4. 5以下； (2) 放入烘箱烘干，温度为60°C。时间为180分钟。加水溶液浆化； (3) 中和：加入0.5mol/L氢氧化钠，调节pH值为5.0,控制温度为70°C，持续时间为 30分钟； (4 )放入烘箱烘干，温度为120 °C。时间为60分钟。
[0018] 实施例3 (1)将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液中硫酸和硫酸锰的摩尔比为 1:450000,浸泡，温度为75°C，时间为30分钟。真空过滤，控制pH值在3.0以下。
[0019] (2)放入烘箱烘干，温度为120°C。时间为120分钟。加水溶液浆化； (3) 中和：加入3mol/L氢氧化钠，调节pH值为5. 8,控制温度为40°C，持续时间为100 分钟； (4) 放入烘箱烘干，温度为90°C。时间为180分钟。
[0020] 实施例4 (1)将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液中硫酸、硫酸锰的摩尔比为1 : 500,浸泡，温度为95°C，时间为20分钟。真空过滤，控制pH值在4.0以下。
[0021] (2)放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为115分钟。加水浆化； (3)中和：加入lmol/L氢氧化钠，调节pH值为4. 5,控制温度为40°C，持续时间为70 分钟； (4)放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为130分钟。
[0022] 实施例5 (1)将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液中硫酸、硫酸锰的摩尔比为1 : 80000,浸泡，温度为30°C，时间为45分钟。真空过滤，控制pH值在4. 5以下。
[0023] (2)放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为140分钟。加水溶液浆化； (3) 中和：加入2. 5mol/L氢氧化钠，调节pH值为7.0,控制温度为64°C，持续时间为 50分钟； (4) 放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为112分钟。
[0024] 实施例6 (1)将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液中硫酸、硫酸锰的摩尔比为1 : 3000,浸泡，温度为56°C，时间为180分钟。真空过滤，控制pH值在2. 5以下。
[0025] (2)放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为160分钟。加水浆化； (3) 中和：加入1.5mol/L氢氧化钠，调节pH值为5.8，控制温度为62°0，持续时间为 45分钟； (4) 放入烘箱烘干，温度为110°C。时间为165分钟。
[0026] 对比例1 (1)将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，电解液为硫酸，浸泡，温度为15°c，时间为 5分钟。真空过滤，控制pH值为6. 0以下。
[0027] (2)放入烘箱烘干，温度为50°C。时间为130分钟。加水浆化； (3) 中和：加入lmol/L氢氧化钠，调节pH值为8. 5,控制温度为70°C，持续时间为20 分钟； (4) 放入烘箱烘干，温度为180°C。时间为250分钟。
[0028] 使用相同的高钙电解二氧化锰粉末，检测实施例1、实施例2、对比例1和对比例2 (专利021500851实施例1)的除钙效果，测定钙含量以及镁含量。结果如下：
【主权项】
1. 一种电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，包括以下步骤： 将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，浸泡，控制浸泡的温度、时间和PH值，过滤； 烘干，浆化； 中和：加入碱调节pH值，控制温度和时间； 烘干。
2. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述步骤（1)中的电解 液为硫酸和硫酸锰的混合溶液。
3. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述硫酸和硫酸锰的 摩尔比为 1:450000~2:1。
4. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述浸泡的进行温度 为30~95°C，优选40~75°C;时间为20~180分钟，优选30-100分钟。
5.如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述浸泡控制pH值在 4. 5以下，优选3.0以下。
6. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述过滤采用真空过 滤。
7. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述浆化使用的浆化 液为水或水溶液。
8. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述中和过程中，调节 pH至4. 5~7. 0,优选5. 0-5. 8 ;温度为40-70°C ;持续时间为30-100分钟。
9. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述中和过程中，加入 的碱为氢氧化钠；所述氢氧化钠浓度为〇. 5~3mol/L。
10. 如权利要求1所述的电解二氧化锰的除钙方法，其特征在于，所述烘干温度为 60~120°C，时间 60~180 分钟。
【专利摘要】本发明属于电池材料加工领域，具体涉及一种电解二氧化锰的除钙方法。该方法包括以下步骤: 将高钙电解二氧化锰粉末放入电解液中，浸泡，控制浸泡的温度、时间和pH值，过滤；烘干，浆化；中和:加入碱调节pH值，控制温度和时间；烘干。经过本发明的处理，能够有效的除去高钙电解二氧化锰中的钙，提高产品纯度。
【IPC分类】C01G45-02
【公开号】CN104773761
【申请号】CN201510177312
【发明人】陈书科, 张学英
【申请人】广西埃赫曼康密劳化工有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月15日