[发明专利]一种循环利用氨水制备Mn(OH)2的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环利用氨水制备Mn(OH)₂的方法。 

背景技术

Mn(OH)₂较易氧化而不稳定，一般情况下不作为商品，通常情况下只是应用于锰盐制备的中间产物，故而对其的研究较少。 

随着锂离子二次电池特别是动力电池的发展，锰酸锂及含锰的多元材料等获得重视，另一方面，由于锰矿资源的特殊性，矿粉原料中夹杂有碱金属和碱土金属杂质，K、Na、Ca、Mg等，分离这些杂质，得到高纯度的Mn(OH)₂，成为锂锰二次电池材料制备工艺中亟待解决的问题。 

发明内容

本发明利用硫酸锰与氨水反应生成氢氧化锰的同时将K、Na、Ca、Mg留置于合成后母液，从而达到了分离的目的。与此同时，把合成母液与氢氧化钡反应循环再生了氨水。本发明主要涉及的化学反应为： 

MnSO₄+2NH₄OH→Mn(OH)₂↓+(NH₄)₂SO₄

(NH₄)₂SO₄+Ba(OH)₂→BaSO₄↓+2NH₄OH 

NH₄OH→加热→NH₃↑→水吸收→NH₄OH 

本发明所涉及的一种循环利用氨水制备Mn(OH)₂的方法，具体步骤为： 

A将申请号为200910157921.8(此处全文引用仅作参考)的专利申请中获得的MnSO₄或市售的MnSO₄配制成溶液，控制浓度在MnSO₄ 100-450g/L范围，优选为200-450g/L。将上述溶液进行精密过滤，置于反应容器内，常温下搅拌加入定量的精制的浓度为2-10mol/L氨水进行反应，浓度优选为7-10mol/L，控制反应终点为PH＝7-8范围，维持搅拌15-30分钟，进行压滤分离，具体可 为利用吸滤，用少量去离子水淋洗滤饼，合并滤液进行循环再生处理，得到Mn(OH)₂固体。其中Mn(OH)₂固体还可经过真空烘箱氮气保护60℃烘干16小时的步骤，其可用于制备其他锰化合物。 

B将步骤A所得滤液与浓度为0.5-3mol/L的Ba(OH)₂溶液在密闭容器内等摩尔反应，浓度优选为2.0-2.5mol/L，反应终点达到后开启加热装置升温搅拌使溶液分解生成氨气，然后用去离子水吸收氨气制备氨水。 

其中，由于市售MnSO₄有的未经过重金属除杂的处理，将其作为步骤A的原料时需要经过重金属杂质分离步骤，可采用贵州红星发展股份有限公司生产的除杂剂——工业一级MnS，利用其与MnSO₄发生的复分解反应除去重金属杂质。 

另外，步骤B的等摩尔反应可在鼓泡吸收装置中进行，具体步骤为：将装有去离子水的鼓泡吸收装置的二级置于冷水浴中，先连接该吸收装置，然后开启真空泵形成微负压，搅拌下缓慢加入Ba(OH)₂溶液，直至到达反应终点，开启电炉加热使溶液缓慢升温至95-100℃，维持搅拌15-30min，进行固液分离操作，可采用吸滤分离，滤饼烘干后可用于生产硫酸钡产品，滤液处理后可达标排放，将鼓泡吸收装置二级的吸收液合并获得NH₄OH溶液。 

所述鼓泡吸收装置为一种常用的吸收设备，一般建成塔状，又称鼓泡式吸收塔(Bubbling Absorption Column)。内装若干层水平塔板，板上有将气体分散为气泡的特殊装置，并装有溢流管。操作时，液体由塔顶进入，经溢流管逐板下降，并在板上积存液层。气体由塔底进入，经过板上的特殊装置，穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，使液体充分吸收气体中的易溶组分。 

本发明步骤A对MnSO₄溶液采用精密过滤，主要是由于硫化物沉淀颗粒较小，一般的过滤会穿滤，特别是反应物含量较低时生成的重金属硫化物颗粒较小，精密过滤一般选用0.24--1.0um的滤膜进行，本发明采用0.5μm的滤膜进行精密过滤即可满足工艺要求。