[发明专利]一种活性隐钾锰矿的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开一种活性隐钾锰矿的制备方法，具体涉及采用大洋多金属结核氨浸渣为原料，用湿法加热改性的方法来制取活性隐钾锰矿。

背景技术

近年来属于α-MnO₂型的隐钾锰矿作为氧化还原催化材料、能源储存材料、传感器材料及新型离子筛材料取得了良好的效果，在光学、信息学及能源储存等方面研究广泛，众多电化学、磁学等方面研究者也将其作为相关的结构功能研究材料。尽管现有隐钾锰矿的相关研究较多，但以往关于隐钾锰矿的合成都是基于实验室利用纯态的无机锰盐或氧化物甚至有机锰盐为原料，成本价格昂贵，难以进行商业化生产。采用大洋锰结核氨浸渣制备隐钾锰矿，充分利用了湿法冶金尾渣--大洋锰结核氨浸废渣“变废为宝”，为隐钾锰矿商业化生产提供路径。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种活性隐钾锰矿的制备方法。

活性隐钾锰矿的制备方法包括如下步骤：

1)将大洋多金属结核氨浸渣加酸溶解，过滤；

2)将滤液与过硫酸钾、过硫酸铵、高锰酸钾或氯酸钾溶液均匀混合，并用KOH或H₂SO₄溶液调节pH值至0～9；其中，氯酸钾与多金属结核氨浸渣重量比为0.2～0.4∶1，过硫酸钾与多金属结核氨浸渣重量比为1.0～1.5∶1，过硫酸铵与多金属结核氨浸重量比为0.8～1.4∶1，高锰酸钾与多金属结核氨浸渣重量比为0.4～0.7∶1；

3)将混合液进行湿法加热改性后，再老化12～24h；当采用沸腾回流法加热改性：温度100℃，改性时间4h～24h；采用微波加热法加热改性：温度100℃，改性时间4h～8h；采用高压水热法加热改性：温度120℃～160℃，改性时间6h～24h；

4)将老化后的溶液，过滤，洗涤，干燥，得到活性隐钾锰矿。

大洋多金属结核氨浸渣为大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状湿法冶金尾渣。有关由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣一氨浸渣的制备工艺及其氨浸渣详见“有色金属”期刊(1997，第49卷，第三期，46～51页)中的“大洋多金属结核催化还原氨浸渣提取镍钴铜”(蒋训雄等著)及“有色金属”期刊(2005，第57卷，第四期，54～57页)中的“大洋多金属结核催化还原氨浸渣提取镍钻铜”(蒋开喜等著)的记载。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

(1)成本大为降低，方法简单，易操作。

(2)本发明合成的活性隐钾锰矿可通过调节合成温度得到不同粒径包括纳米级别的活性隐钾锰矿。

(3)本发明充分利用了湿法冶金尾渣--大洋锰结核氨浸废渣，“变废为宝”，为隐钾锰矿商业化生产提供路径。

附图说明

图1是实施例1所得制备产品XRD图；

图2是实施例1所得制备产品SEM图。

具体实施方式

本发明结合以下实例作进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

大洋多金属结核是一种以铁锰水合氧化物为基体的深海矿，富含Mn、Fe，以及Cu、Co、Ni及铂族元素、稀土元素等60多种金属，分布广泛、储量丰富，在世界各大洋4000～6000米海底均有分布，据估计总储量不少于三万亿吨，是未来极其重要的金属战略资源，其含锰20～30wt％，含铁3～20wt％，Co、Cu、Ni的元素含量高达1～2wt％。

对采自我国海洋勘探合同区的多金属结核矿石，破碎球磨，投加至配有双层浆叶式搅拌器的密闭槽，与氨水充分搅拌，以亚铜离子为催化剂，通入一氧化碳可还原锰结核中的四价锰，使锰矿物分解，镍、钴、铜氧化物溶出，固液分离后所得固体渣为大洋多金属结核氨浸渣，其主要成分见表1。

表1大洋锰结核还原氨浸渣的主要成分

Table 1 Composition of reduction-ammoniacal leaching residue

实施例1