专利名称：锌锰干电池电解液快速净化工艺的制作方法
技术领域：
本发明是涉及净化处理锌锰干电池电解液的一种工艺方法。
锌锰干电池是以二氧化锰为正极活性材料，以锌为负极活性材料，氯化铵和氯化锌水溶液为电解液(简称电液)组成的体系。由于电解液中的自来水及化工原料都不同程度地含有杂质，杂质中所含氧化还原电位比锌正的金属离子，如Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ni2+等，对电池的危害极大，它们能与电池负极锌构成微电池，使锌不断地腐蚀、溶解，导致贮存性能恶化，最终出现穿孔漏液、电池失效。所以必须对电解液进行净化处理。
日本、美国等发达国家，使用的原材料和水质很纯、氯化铵型电池的电解液一般不作净化处理，只对氯化锌型电池用电解液用锌粉短时间净化处理。而我国原材料与水质一般纯度不高，电解液不经过净化处理，将严重影响干电池的质量和使用寿命。
传统的干电池电液净化方法是吊锌法，分两步进行先将氯化锌加热溶解，配成高浓度ZnZl2溶液(50°Be′左右)，然后加入锌角(皮)蒸汽加热100℃以上进行高温净化处理，时间约1—2天；第二步是用处理好的ZnCl2浓溶液，氯化铵和自来水配好所需浓度的电液，放置或悬吊废锌角(皮)在室温下置换除去电液中的金属杂质，净化时间需15—30天。吊锌工艺简单，除杂全面，能利用本厂的废锌角，但也存在许多弊端①净化速度慢、周期长，相应净化电解液所需容器多，占地面积大，积压资金多，这对产量迅速增长的厂家已成为影响其生产发展的关键环节；②除杂效果差，对铁、镍等杂质难以彻底消除；③随用户对电池性能要求的不断提高，整体锌筒的应用范围不断增大，吊锌法在许多厂已成了无米之炊。
近年来，国内推出了若干电解液快速净化方法，其中最具代表性的有1、循环法这种工艺将吊锌法中的电液由静态改为循环流动。往往是将Zn皮(角、渣)加入反应柱中，用泵作动力进行循环，直至电液检验合格。处理时间缩短为1—2天。主要缺点是①电液循环系统设备复杂，造价高，循环泵、反应柱、管、阀等器件严格要求耐腐蚀；②反应柱中Zn皮(角、渣)更换相当麻烦；③除铁效果差。
2、化学法主要是对除铁后的电液中有害金属离子进行分析，根据其含量加入沉淀剂，使其生成沉淀或络合物而沉淀，再经分离、过滤并加入缓蚀剂，得到合格电液。该法由于①引入大量化学添加剂、成本高。②要求有高水平的分析力量。难以推广应用。
3、锌粉悬浮法在电液中加入适量锌粉，搅拌作用下锌粉在反应器中呈悬浮状态，与杂质离子发生置换，达到净化。其缺点是①设备讲究，反应器(柱)的设计及搅拌装置选择要求很高，过滤装置复杂，需普通过滤器和管道过滤器等多种装置。②需另加化学添加剂除Fe2+。③特别要求除去SO42-和Ba2+，工序复杂。
可以说，迄今为止没有一种方法能被广大厂家接受、采纳，我国目前电液净化工艺实际上还停留在传统的吊锌法阶段。
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种净化速度快，除杂效果好、费用低廉的锌锰干电池电解液快速净化工艺。
可采取以下的技术方案实现目的。
1、采用波美浓度≥36°Be′(室温)的氯化锌溶液；2、按需要量加入氯化铵、搅拌溶解；3、溶液静置3小时以上；4、静置后的溶液过滤；5、过滤后的溶液加水稀释至ZnCl2含量达到所需波美浓度要求，并调节PH值后，即得净化电解液成品。本工艺方法可称之为自然沉降法。
结合附图
、实施方式对本技术方案的内容作进一步详述。
附图是本净化方法的工艺流程图。
本自然沉降法包含锌锰干电池电解液的配制及净化工艺，但所使用的原材料—工业用氯化锌、氯化铵，自来水，它们的用量关系及对成品的浓度、PH值要求等都与现有技术没有差别，可酌情处理。而用于净化工艺的设备仅是普通过滤机或滤布、棉纸之类过滤装置；若采用滤布、棉纸过滤电液时上、下滤布，中间棉纸。
对锌锰干电池中的氯化锌型干电池的电解液，配制时采用波美浓度≥36°Be′的氯化锌溶液，净化效果最佳。
对锌锰干电池中的氯化铵型干电池的电解液，配制时采用波美浓度＝36°Be′的氯化锌溶液，净化效果最佳。
在配好的氯化锌溶液中加入氯化铵时，可按0.5Kg/l投料，以能溶解为度(此时溶液对氯化铵呈饱和状态)。
加水稀释溶液时，氯化铵的含量若低于要求，可在正极配方中作相应调整，酌情增加氯化铵含量。
例1、氯化铵型电解液首先用工业氯化锌和自来水配制36°Be′(室温)的溶液(因氯化锌溶解时放热，氯化锌热溶液为35°Be′，冷却至室温即为36°Be′)，然后加入工业氯化铵490g/l(此时溶液对氯化铵呈饱和状态)。溶液静置3—4小时，然后用普通过滤机过滤，再加水将溶液稀释至25°Be′左右，即为成品净化电液。
①此时电液PH值在4.9—5.2，如溶液PH值不合要求，可采用1∶1 HCl或NH3水调节；②正极配方作适当调整在原氯化铵含量的基础上，再增加2—3％(Wt)的氯化铵(相对于正极配方中总干粉重)。
例2、氯化锌型电解液首先用工业氯化锌的自来水配制氯化锌溶液，该溶液波美浓度为48°—49°Be′(室温)，然后在溶液中加人工业氯化铵90g/l。静置3—4小时后，用普通过滤机过滤溶液，然后将溶液稀释至30°—31°Be′，此时氯化铵含量为4.7％，PH值为5.0，可用1∶1 HCl或NH3水调节)，即为成品净化电液。
与传统的吊锌法及目前国内各种电液处理方法相比，本发明的优点如下1、速度快，可在4—5小时内完成电液配制和净化全部工作。
2、除杂全面，效果好。
①利用本发明所述的方法净化后的电液，用一般厂家普遍采用的煮锌皮法来检验，效果极好，完全高于传统吊锌法的净化水平。
②根据原子吸收光谱法的检测结果，(山西省中心实验室及天津大学作)，净化后的电液主要杂质(Fe，Cu，Co，Nl等)含量均不高于10-1PPM。
③用本发明配制净化后的电液，制成的电池，贮存期远远长于吊锌法及目前所有快速净化方法。本方法制得的成品电池存放四年不坏，而现有电池最好的只能存放2.5年。
3、不需使用蒸馏水、锌粉、锌渣、锌皮、锌角及任何化学添加剂。
4、无能耗。
5、净化周期短，加速资金周转，减少厂房面积约80％，易于管理。
6、大幅度降低电解液净化成本，降低达80％—90％以上。
7、对操作人员技术水平要求较低，且大大减少处理电液的人员，劳动强度明显减轻。
8、工艺、设备极其简单，易于推广。
权利要求
1.一种锌锰干电池电解液快速净化工艺，其特征在于a，采用波美浓度≥36°Be′(室温)的氯化锌溶液；b，按需要量加入氯化铵，搅拌溶解；c，溶液静置3小时以上；d，静置后的溶液过滤；e，过滤溶液加水稀释至ZnCl2含量达到所需滤美浓度要求、并调节PH值后即得成品。
2.如权利要求1所述的锌锰干电池电解液快速净化工艺，其特征在于锌锰干电池中的氯化锌型干电池的电解液采用波美浓度＞36°Be′(室温)的氯化锌溶液。
3.如权利要求1所述的锌锰干电池电解液快速净化工艺，其特征在于锌锰干电池中的氯化铵型干电池的电解液采用波美浓度＝36°Be′(室温)的氯化锌溶液。
全文摘要
本发明是涉及净化处理锌锰干电池电解液的一种工艺方法。采用波美浓度≥36°Be′(室温)的氯化锌溶液，按需要量加入氯化铵，搅拌溶解，静置3小时以上后过滤，加水稀释至ZnCl
文档编号H01M6/02GK1122521SQ9411768
公开日1996年5月15日 申请日期1994年11月4日 优先权日1994年11月4日
发明者郝进生, 田建华 申请人:郝进生, 田建华