[发明专利]一种制取高纯硫酸锰溶液的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及金属溶液净化技术，特别是涉及制备电池级高纯硫酸锰、高纯二氧化锰、高纯碳酸锰、高纯四氧化三锰的硫酸锰溶液净化方法。

背景技术：

基于锂电池的新能源动力装置开发是解决能源紧张的重要途径，随着锂电池应用领域的扩展与动力汽车的发展，锂电池正极材料产业正成为最具活力与最具投资价值的行业，而其中高性能、低成本和环境友好的锰酸锂、锂镍锰钴氧是最具前景的正极材料。制备锰酸锂和锂镍锰钴氧，均需要以电池级高纯硫酸锰、高纯二氧化锰、超纯碳酸锰、高纯四氧化三锰中的一种或其组合为锰基原料，而这些电池级高纯锰基原料的制备又必须通过高纯度的硫酸锰溶液获得，因此，低成本和环境友好的高纯度的硫酸锰溶液制取意义重大。

获得粗制硫酸锰溶液属于湿法锰冶金领域的成熟技术，代表性的有二氧化硫浸出法、两矿还原酸浸出法、焙烧还原酸浸出法等，在锰矿浸出过程中，锰矿中含有的钾、钠、钙、镁、铁、钴、镍、铜、铅、锌、隔、钼等杂质被同步浸出到溶液中，必须将这些杂质深度去除才能得到高纯度的硫酸锰溶液。传统的硫酸锰溶液除杂方法主要有：(1)加入铁基药剂，通过生成黄钾铁矾、黄钠铁帆去除硫酸锰溶液中的钾、钠杂质(中国专利：201010243859.7高纯一水硫酸锰及其制备方法，200910193398.4一种电子级高纯一水合硫酸锰的制备方法)。(2)采用氧化剂将二价铁氧化为三价铁再生成氢氧化铁沉淀去除铁(中国专利：200610058717.7一种除硫酸锰溶液中亚铁的方法、201010243859.7高纯一水硫酸锰及其制备方法)。(3)采用加入各类硫化物生成相应的硫化物沉淀去除重金属(201010243859.7高纯一水硫酸锰及其制备方法)，或采用加入金属锰粉置换去除重金属(200610058716.2一种除硫酸锰溶液中重金属离子的方法、200910006888.9一种高纯硫酸锰的制备方法)。4)采用加入各类氟化物生成氟化钙、氟化镁沉淀去除钙镁(中国专利：201010243859.7高纯一水硫酸锰及其制备方法；200910006889.3一种制备高纯度硫酸锰的方法；200910006888.9一种高纯硫酸锰的制备方法)。这些方法不但需要严格控制温度、pH值，消耗大量高纯度除杂药剂，步骤繁琐，而且去除效果不显著。

本发明的发明人长期从事锰矿浸出工艺及浸出液除杂研究，已分别申请并获得授权了相关专利多项：中国专利200510021926.X以软锰矿和pH缓冲剂为复合吸收剂进行废气脱硫的方法、200910058061.2适用于二氧化硫气体浸出软锰矿的反应器、200910058062.7用二氧化硫气体浸出软锰矿制备硫酸锰溶液的方法、200910059583.4软锰矿浸取溶液中SO^2-₄、SO^2-₃、S₂O^2-₆、S₂O^2-₈同步分析方法、200910060313.5二氧化硫气体浸出软锰矿过程中抑制连二硫酸锰生成的方法、200920078540.6二氧化硫气体浸出软锰矿制取硫酸锰溶液的专用反应器。

已有研究及本发明的发明人的初步实验研究均证实，锰的氧化物，特别是新生态的锰的氧化物具有很强的离子吸附能力，本多次德等“电解二氧化锰用硫酸锰溶液的纯化方法”(中国专利96103704.0)提出通过软锰矿焙烧、粉碎、硫酸酸浸出、过滤、洗涤并干燥可获得一种ACM的吸附剂，可用于从溶液中除去钾和钠。然而这种方法的缺点在于不但ACM的制作流程复杂，需要专门的设备，制造过程产生大量的废液需要处理。