一种高纯度硫酸锰的生产方法与流程

本发明属于硫酸锰生产工艺领域，尤其是一种高纯度硫酸锰的生产方法。

背景技术：

全球所使用的所有锰产品中，利用硫酸锰生产出来的锰产品就占有80％的比例，这也是硫酸锰消耗的主要方面，它在工业、电子、轻工、畜牧业和农业等行业里被广泛运用。硫酸锰在国内是一种商业性行业产品，分为工业级硫酸锰和饲料级硫酸锰。工业硫酸锰主要是油墨、油漆、涂料催干剂的合成原料，合成脂肪酸的催化剂以及其他锰盐的原料，并且用于电子、冶金和国防等工业部门。饲料级硫酸锰主要用于饲料工业中，作为配制饲料添加剂的原料。随着电池工业的快速发展，迫切需要解决的问题是能生产出高性能的电池正极材料。因而提出了对高纯度硫酸锰的质量要求。电池级高纯硫酸锰主要的用途是应用于镍钴锰酸锂三元正极材料及锰酸锂正极材料的合成。

目前国内硫酸锰生产工艺，主要以软锰矿为原料，分焙烧还原(碳还原、硫还原)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，然后简单的氧化中和除铁、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、饲料级和精品级三种级别。制约国内高纯硫酸锰的生产主要是在净化钙镁和钾钠技术。已经有相应的技术处理这些杂质使产品达到要求，但需要严格控制反应温度和PH值，消耗大量高纯度的除杂药剂，不利于降低生产成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高纯度硫酸锰的生产方法，能简化制备过程中溶液的净化难题，使溶液质量得到保证，且降低了生产成本。

本发明的技术方案为：一种高纯度硫酸锰的生产方法，包括以下步骤：

(1)将电解二氧化锰(90％以上)破碎、水洗、烘干后磨粉，硫磺磨粉；

(2)将步骤(1)得到的电解二氧化锰粉和硫磺粉按1：0.3～1：0.5混合均匀放入瓷皿中，将瓷皿放入已升温至630℃马弗炉中焙烧一定时间，生产一氧化锰；

(3)将步骤(2)得到的一氧化锰趁热从瓷皿中倒入装有纯水的一烧杯中，搅拌均匀一定时间后过滤，得到一氧化锰滤饼；

(4)另取一烧杯加入纯水和分析纯硫酸，搅拌下缓慢多次加入一氧化锰滤饼调节PH值至5.2后停止加入，且得到浸出好的硫酸锰溶液；

(5)将步骤(4)得到的浸出好的硫酸锰溶液过滤，取滤液将其在100℃内浓缩结晶，待滤液快蒸干时，趁热过滤得到一水硫酸锰晶体，母液返回下次再次浓缩结晶。

优选地，所述步骤(1)中电解二氧化锰为100g。

优选地，所述步骤(1)中电解二氧化锰磨粉至200目、硫磺磨粉至100目。

优选地，所述步骤(2)中焙烧时间为25min。

优选地，所述步骤(3)中纯水为200ml。

优选地，所述步骤(3)中搅拌时间为30min。

优选地，所述步骤(4)中纯水和分析纯硫酸分别为200ml和60g。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的优点在于采用电解二氧化锰作为原料，除去了原料中的钙镁钾钠铁及重金属离子，简化了高纯硫酸锰制备过程中溶液的净化难题，溶液质量得到保证，最终产品纯度达到99.5％以上，钾钠钙镁杂质均小于50ppm；

2.本发明采用硫磺还原，不会带入新的杂质，产生的二氧化硫气体可以生产硫酸返回到电解二氧化锰前序制备硫酸锰溶液工序中，或者生产分析纯硫酸用来浸出一氧化锰制备高纯硫酸锰；

3.本发明产生的一氧化锰焙烧完立即加入到纯水中搅拌反应，隔绝了空气将一氧化锰氧化成二氧化锰，同时水洗可以进一步去除电解二氧化锰中夹杂的钙镁。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例1

一种高纯度硫酸锰的生产方法，包括以下步骤：

(1)将100g电解二氧化锰(90％以上)破碎、水洗、烘干后磨粉至200目，40g硫磺磨粉至100目。

(2)将电解二氧化锰粉和硫磺粉按1∶0.4混合均匀放入瓷皿中，将瓷皿放入已升温至630℃马弗炉中焙烧25min，生产一氧化锰。

(3)将一氧化锰趁热从瓷皿中倒入装有200ml纯水的一烧杯中，搅拌均匀30min时间后过滤，得到一氧化锰滤饼。

(4)另取一烧杯加入200ml纯水和60g分析纯硫酸，搅拌下缓慢多次加入一氧化锰滤饼调节PH值至5.2后停止加入，且得到浸出好的硫酸锰溶液。

(5)将浸出好的硫酸锰溶液过滤，取滤液将其在100℃内浓缩结晶，待滤液快蒸干时，趁热过滤得到一水硫酸锰晶体，母液返回下次再次浓缩结晶。

实施例2

按照实施例1所述的制备方法制得高纯度硫酸锰，与实施例1不同的是，步骤(1)中取电解二氧化锰100g、硫磺30g且电解二氧化锰粉和硫磺粉的比例为1∶0.3。

实施例3

按照实施例1所述的制备方法制得高纯度硫酸锰，与实施例1不同的是，步骤(1)中取电解二氧化锰100g、硫磺50g且电解二氧化锰粉和硫磺粉的比例为1∶0.5。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。