专利名称：一种用硫酸锰溶液制备含硫低的四氧化三锰的方法
技术领域：
本发明属于无机非金属材料领域，特别涉及一种用硫酸锰溶液制备含硫低的四氧化三锰的方法。
背景技术：
目前四氧化三锰的制备方法主要是金属锰粉催化氧化法，该法制备工艺虽成熟、简单，但生产成本高。为了降低四氧化三锰的生产成本，国内外一直在研究各种制备新方法，新方法主要有焙烧法、还原法、锰矿石的硫酸浸出液不经电解直接氧化法等，其中用锰矿石的硫酸浸出液不经电解直接氧化制备四氧化三锰的方法被认为是最有发展前景的方法。首先研究这种方法的是MichaelBellas(GB1374975)等人，他们的制备方法是在硫酸锰净化液中加入氨水，将锰离子沉淀为氢氧化锰，过滤，将氢氧化锰转入高压反应釜，加热加压，鼓氧气氧化得四氧化三锰。用这种方法获得的四氧化三锰硫含量很高，一般为0.2％-0.45％(SO3.)之间，并且很难进一步将其降低，所以硫含量过高一直是制约该法发展的主要因素之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用锰矿石的硫酸浸出液即硫酸锰溶液直接氧化制备含硫量低的四氧化三锰的新方法。
本发明的技术方案是在硫酸锰溶液中加入氨水等碱性物质沉淀锰离子，控制溶液pH为7.5～12.0，温度30～99℃，过滤、适当洗涤。将过滤后的锰的水解产物转移至反应器中，加水，控制溶液pH为7.0～12.0，反应温度为30-99℃，控制反应液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应时间0.5～10h，过滤，洗涤干净，得纯净氢氧化锰滤饼。将氢氧化锰滤饼放入反应器，加水，控制溶液pH为6.0～12.0，反应温度为30～99℃，用空气或氧气氧化，氧化反应达到终点后，过滤，洗涤，获含硫小于0.070％(SO3)的四氧化三锰产品。
本发明的优点在于除硫效率高，工艺比较简单，反应条件温和，可操作性强。
具体实施例方式
例11000ml硫酸锰溶液(锰离子的浓度不受限制)放入反应器中，温度40℃，搅拌条件下加入氨水，控制pH9.0，过滤，洗涤；将滤饼转移至另一个反应器中，加入水，控制反应温度为70℃，溶液pH为8.5，控制溶液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应3h以后，过滤，洗涤干净；将干净滤饼转移至反应器中，加水，控制反应pH为8.0，反应温度为50℃，用空气氧化，氧化反应达到终点后，过滤，洗涤，烘干，获含硫0.05％(SO3)的四氧化三锰。
例21000ml硫酸锰溶液(锰离子的浓度不受限制)放入反应器中，温度30℃，搅拌条件下加入氨水，控制pH10.0，过滤，洗涤；将滤饼转移至另一个反应器中，加入水，控制反应温度为90℃，溶液pH为10.5，控制溶液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应3h以后，过滤，洗涤干净；将干净滤饼转移至反应器中，加水，控制反应pH为8.0，反应温度为50℃，用空气氧化，氧化反应达到终点后，过滤，洗涤，烘干，获含硫0.05％(SO3)的四氧化三锰。
例31000ml硫酸锰溶液(锰离子的浓度不受限制)放入反应器中，温度70℃，搅拌条件下加入氨水，控制pH11.0，过滤，洗涤；将滤饼转移至另一个反应器中，加入水，控制反应温度为95℃，溶液pH为11.0，控制溶液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应2h以后，过滤，洗涤干净；将干净滤饼转移至反应器中，加水，控制反应pH为6.0，反应温度为60℃，用空气氧化，氧化反应达到终点后，过滤，洗涤，烘干，获含硫0.05％(SO3)的四氧化三锰。
例41000ml硫酸锰溶液(锰离子的浓度不受限制)放入反应器中，温度50℃，搅拌条件下加入氨水，控制pH11.0，过滤，洗涤；将滤饼转移至另一个反应器中，加入水，控制反应温度为90℃，溶液pH为12.0，控制溶液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应2h以后，过滤，洗涤干净；将干净滤饼转移至反应器中，加水，控制反应pH为9.0，反应温度为80℃，用空气氧化，氧化反应达到终点后，过滤，洗涤，烘干，获含硫0.05％(SO3)的四氧化三锰。
例51000ml硫酸锰溶液(锰离子的浓度不受限制)放入反应器中，温度80℃，搅拌条件下加入氨水，控制pH9.0，过滤，洗涤；将滤饼转移至另一个反应器中，加入水，控制反应温度为60℃，溶液pH为11.0，控制溶液中游离硫酸根离子的浓度为0.1M，反应4h以后，过滤，洗涤干净；将干净滤饼转移至反应器中，加水，控制反应pH为9.0，反应温度为70℃，用空气氧化，氧化反应达到终点后，过滤，洗涤，烘干，获含硫0.05％(SO3)的四氧化三锰。
权利要求
1.一种用硫酸锰溶液制备含硫低的四氧化三锰的方法，其特征是在硫酸锰溶液中加入氨水等碱性物质沉淀锰离子，控制溶液pH为7.5～12.0，温度30～99℃，过滤、洗涤；将过滤洗涤后的锰的水解产物转移至反应器中，加水，控制溶液pH为7.0～12.0，反应温度为30-99℃，控制反应液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应时间0.5～10h，过滤、洗涤干净，得纯净氢氧化锰滤饼；将氢氧化锰滤饼放入反应器，加水，控制溶液pH为6.0～12.0，反应温度为30～99℃，用空气或氧气氧化，氧化反应达到终点后，过滤、洗涤，即获得含SO3小于0.070％的四氧化三锰产品。
全文摘要
一种用硫酸锰溶液制备含硫低的四氧化三锰的方法，属于无机非金属材料领域。其特征是在硫酸锰溶液中加入氨水等碱性物质沉淀锰离子，控制溶液pH为7.5～12.0，温度30～99℃，过滤、洗涤；将过滤洗涤后的锰的水解产物转移至反应器中，加水，控制溶液pH为7.0～12.0，反应温度为30－99℃，控制反应液中游离硫酸根离子的浓度小于0.1M，反应时间0.5～10h，过滤、洗涤干净，得纯净氢氧化锰滤饼；将氢氧化锰滤饼放入反应器，加水，控制溶液pH为6.0～12.0，反应温度为30～99℃，用空气或氧气氧化，氧化反应达到终点后，过滤、洗涤，即获得含SO
文档编号C01G45/00GK101066780SQ200710100400
公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月11日 优先权日2007年6月11日
发明者邹兴 申请人:北京科技大学