[发明专利]一种制备一水合硫酸锰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备一水合硫酸锰的方法.

背景技术

锂离子汽车动力电池所用的MnSO₄·H₂O原料对化学指标要求较严格，需 要加以精制处理，现有技术主要是碳酸化精制工艺或氨法精制工艺，这些方 法的收率低，分离效率不明显，成本也较高。

发明内容

本发明提供一种制备一水合硫酸锰的方法，该方法利用MnSO₄与BaS或 SrS的定量反应，将Mn转化为MnS，再加入浓硫酸溶解MnS，生成MnSO₄溶液， 经过蒸发烘干，从而定量回收了MnSO₄溶液中的Mn。

本发明的主要贡献在于反应的思路，所用的试剂及工艺设备均为现有技 术中所常用的，并不是本发明的关键，因此简略描述。

该方法主要包括以下步骤：

1)将硫酸锰配制成溶液，加入等摩尔的BaS或SrS溶液充分反应，固液 分离，洗涤固相；

其中，步骤1)中原料硫酸钡可以选择任意的硫酸锰，如申请号为 200910179944.9的专利申请中的烟气脱硫的方法产生的硫酸锰，如申请号为 200910157921.8的专利申请中的硫化锶或硫化钡与二氧化锰矿反应，再与硫 酸反应所得的硫酸锰，也可以使用市售的硫酸锰；将该硫酸锰配制成一定浓 度的溶液，一般选10-450g/L较合适，原因是浓度太大会造成夹带损失，浓 度太小会造成后面的蒸发步骤能耗加大。硫酸锰与硫化钡或硫化锶等摩尔反 应主要是为了使反应充分，节约成本，如果硫化物不足，锰的回收率会下降， 硫化物过量则会带来硫化物的损失；待反应完成后，固相中主要成分为硫酸 钡和硫化锰，还存在一些杂质离子，洗涤固相步骤主要目的在于分离所得固 相中的可溶性杂质离子，如K⁺，Na⁺等。

优选地，所述步骤1)中洗涤固相步骤利用温度为50-70℃热水洗涤，洗 涤时间为1-2小时，可以洗涤多次。

2)在步骤1)固液分离所得的固相中加入去离子水打浆，用浓硫酸溶解 该浆料，固液分离；

其中，溶液中MnSO₄进入下步净化处理程序，而固相则主要为BaSO₄，经 洗涤烘干可得硫酸钡产品。

优选地，所述步骤2)中加入浓硫酸后产生的H₂S气体可以用BaS或SrS 溶液吸收处理，生成的Sr(HS)₂或Ba(HS)₂，可以作为还原性硫化物与MnO₂反应。

3)将步骤2)固液分离所得MnSO₄溶液，加入适量过氧化氢，升温煮沸， 调节pH为5-6，精密过滤，溶液蒸发结晶并烘干获得MnSO₄·H₂O产品。

其中，在步骤3)中加入过氧化氢是为了除去铁等杂质，另一方面还可 以氧化少量的硫化物，同时不引入其他杂质。

优选地，所述步骤3)中调节pH可以选择不带入新的杂质的化合物进行， 例如锰的碱性化合物，Mn(OH)₂或MnCO₃等。

优选地，所述步骤3)在加入过氧化氢之前，可以先调节pH为1-2，此 步仍然优选Mn(OH)₂或MnCO₃进行；此次调节是为了防止酸度过大时，加入过 氧化氢后，中和时则需要加入较多的Mn(OH)₂或Mn₂CO₃，这样带入的铁等杂质 的量就会增多，从而影响产品的品质。

优选地，所述步骤3)中精密过滤步骤可以利用直径为0.24-0.45um的 滤膜，通过压滤机实现。

本发明涉及的主要化学反应包括：

MnSO₄+BaS→BaSO₄+MnS

MnSO₄+SrS→SrSO₄+MnS

MnS+H ₂SO₄→MnSO₄+H₂S↑

本发明的主要工艺流程如图1所示。