[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，尤其涉及一种利用MnO制备一水合硫酸锰的方法。

背景技术

MnSO₄·H₂O通常被用于汽车动力电池正极材料的制备，在应用过程中，对MnSO₄·H₂O中杂质离子如：K、Na、Ca、Mg、Fe及多种重金属离子的含量有较高的要求。现有技术生产MnSO₄·H₂O的方法，为了进行杂质分离会伴有较大量的副产品，如：BaSO₄等，这些副产品具有一定的市场容量，然而相比汽车动力电池所需，该部分副产品的市场总需求较小，因此急需设计出产能较高的方法，制备MnSO₄·H₂O产品。

自然界中的MnO₂矿一般分为高品位和低品位，高品位的一般用于铁合金行业，而低品位的MnO₂的应用一直是个有待解决的问题，以其为原料生产的MnO的品位也较低。目前，无论是国内外，对于重量百分比含量小于20％的MnO均没有有效的利用方法。

发明内容

本发明提供一种制备MnSO₄·H₂O的方法，该方法利用MnO制备一水合硫酸锰，尤其可以以低品位MnO为原料进行。

本发明所涉及的主要化学反应包括：

MnSO₄+(NH4)₂S→MnS+(NH₄)₂SO₄

MnS+H₂SO₄→MnSO₄+H₂S↑

该方法包括以下步骤：

1)将MnO与(NH₄)₂SO₄溶液进行加热反应，将所得产物固液分离；

此反应的原料可以为任何一种MnO，甚至是含量较低的MnO，如重量百分比含量为10-20％的MnO，例如申请号为200910157921.8的专利申请中的二氧化锰矿和还原性硫化物生成的MnO。反应之后得到MnSO₄溶液，产生氨气，反应的终点为气体不再产生为止，此时溶液中还有部分的Ca、Mg、K、Na、Fe等杂质。

优选地，所述步骤1)产生的氨气可以利用鼓泡吸收装置回收，本发明采用二级鼓泡吸收装置即可实现，具体操作时先将该装置升温至100℃维持30-60分钟，然后停止加热。

2)测定步骤1)所得溶液中MnSO₄的浓度，搅拌下加入硫化铵溶液等摩尔反应，将得到的产物固液分离，洗涤固相；

此反应步骤先利用化学法测定MnSO₄溶液的浓度，而硫化铵为市售可得，按照等摩尔比例配制成相应的浓度进行反应，反应之后得到MnS与(NH₄)₂SO₄的混合物，其中MnS主要存在于固相之中，而(NH₄)₂SO₄主要存在于液相之中，其中液相和固相中还包括一些杂质，洗涤固相步骤主要是为了分离固相中的可溶性杂质离子，如：K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等。

优选地，所述步骤2)中固液分离后的洗涤固相步骤，可以利用60-80℃热水洗涤，料水比一般为1∶4-5，洗涤时间一般为2小时。

3)将步骤2)所得固相利用浓硫酸溶解，在所得溶液中加入过氧化氢，升温煮沸，调节溶液PH值至5-6，精密过滤去除固相部分，滤液经蒸发、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；精密过滤是为了去除沉淀形式的杂质，例如：铁的胶体及细微的硫磺等。

优选地，步骤3)中的调节pH步骤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。