[发明专利]一种高纯四氧化三锰的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯四氧化三锰的制备方法，具体涉及一种利用普通硫酸锰固体或锰矿石用硫酸浸取后的硫酸锰溶液制备高纯四氧化三锰的方法。

背景技术

四氧化三锰的制备方法有多种，从工艺特点和反应性质大致可归纳为：焙烧法、还原法、氧化法和电解法。国内四氧化三锰的生产基本都采用电解金属锰粉(片)悬浮液氧化法。它是以电解金属锰片为原料，先将金属锰片粉碎制成悬浮液，再利用空气或氧气作氧化剂，在一定温度和铵盐添加剂浓度下制备四氧化三锰。该法工艺成熟、简单、投资少，但其突出的缺点多年未得到解决：1)技术含量低，生产成本高，利润很低；2)各种杂质含量普遍偏高，只能生产出普通级别的产品；3)比表面积较小，一般为5m²/g-10m²/g，国外客户一般要求在10m²/g以上；4)含杂质硒(Se)较高。为解决以上问题，国内外科研人员对其他方法进行探索研究，包括焙烧法、还原法、锰盐-MnO₂氧化水热法和锰盐水热氧化法等。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯四氧化三锰的制备方法。该方法能克服普通四氧化三锰制备方法的不足，能有效地降低产品中杂质含量并提高产品的比表面积，大大提高了产品的附加值，为电子行业提供优质价廉的四氧化三锰产品。

本发明的目的是这样实现的：1、一种高纯四氧化三锰的制备方法，

(1)硫酸锰溶液配制：将含杂质的硫酸锰固体配制成硫酸锰溶液或在锰矿石用硫酸浸取后配制成硫酸锰溶液；

(2)去除杂质：在配制好的硫酸锰溶液中加入氟化物沉淀剂，除钙、镁杂质，沉淀剂的用量为杂质理论用量的100％-200％，维持溶液的pH值4-10，保持在40℃-100℃的温度下0.5小时-2小时，再加入除杂剂BaS或金属锰粉，除Co、Ni、Pb、Cd或Cr重金属杂质，BaS或金属锰粉的用量为杂质理论用量的100％-200％，维持溶液的pH值4-10，保持在40℃-100℃的温度下反应0.5小时-2小时；

(3)将步骤(2)中得到的溶液过滤后加入水合二氧化锰胶体，除硅，水合二氧化锰胶体用量为溶液量的10％～20％，静止3～5小时，过滤、加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳酸锰打浆洗涤、经过抽滤、烘干后，再煅烧得四氧化三锰。

所配制的硫酸锰溶液浓度100g/l--300g/l。

氟化物沉淀剂为氟化锰。

碳酸氢铵加入量以终点检测Mn％＜0.3％为准。

本发明提供的四氧化三锰的制备方法，能显著降低普通四氧化三锰产品中所含Ca、Mg杂质及Co、Ni、Pb、Cd、Cr等重金属杂质量，可使Ca、Mg、SiO₂含量低于50ppm，Co、Ni、Pb、Cd、Cr等重金属杂质含量低于50ppm，同时由于未引入其它杂质，生产的四氧化三锰产品锰含量达71％以上，比表面积达10m²/g-20m²/g，，可满足电子行业对四氧化三锰产品的需要。

具体实施方式

实施实例1：

200gMnSO₄加水溶解至500ml，加热搅拌升温至80℃，加入20g氟化物沉淀剂氟化锰，保持溶液pH值为6.5，搅拌下保温反应1小时，再加入5gBaS，搅拌保温反应0.5小时，过滤，加入50ml的水合二氧化锰胶体，静止2小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以终点检测Mn％＜0.3％为准，碳酸锰打浆洗涤三次抽滤烘干后，送入马弗炉950℃煅烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析：Mn％为71.5，Ga 20ppm、Mg 34ppm、SiO₂48ppm、比表面积15m²/g、S 160ppm、Na 45ppm、K 5ppm、Se 1.6ppm。

实施实例2：

500gMnSO₄加水溶解至1.3L，加热搅拌升温至40℃，加入50g氟化物沉淀剂氟化锰，再加入7g金属锰粉保持溶液pH值为8.0，搅拌下保温反应2小时，过滤，加入60ml的水合二氧化锰胶体，静止2小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以终点检测Mn％＜0.3％为准，碳酸锰打浆洗涤三次抽滤烘干后，送入马弗炉1000℃煅烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析：Mn％为71.2，Ga 40Ppm、Mg 48Ppm、SiO₂ 38Ppm、比表面积12m²/g、S 230ppm、Na 35ppm、K 6ppm、Se 1.3ppm。