[发明专利]一种高密度掺杂四氧化三锰及其制备方法

权利要求书

1.一种高密度掺杂四氧化三锰，其特征是：它的化学式为Mn₃O₄·zM_xO_y，其中：z=0.01～0.3，M_xO_y为MgO、Ni₂O₅、Co₃O₄、Cr₂O₃、Al₂O₃、ZrO₂、V₂O₅、TiO₂中的一种或多种，亦或稀土氧化物。

2.根据权利要求1所述的高密度掺杂四氧化三锰，其特征是：所述高密度掺杂四氧化三锰的物理指标为：D50（粒径）：3-25um，振实密度：2.1-2.6g/cm³，BET：1-4m²/g，颗粒形貌为球形。

3.权利要求1、2所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，包括以下步骤：

（1）研磨：将金属锰及掺杂氧化物按摩尔比Mn:M_xO_y=3:0.01～0.3加入至磨机中，将混合物湿法研磨至一定粒径大小；

（2）反应：将研磨后料浆加入至反应器中，然后按照金属锰总重量的0.5%～10%加入铵盐作为催化剂，并通入空气或氧气，控制反应温度为70℃±10℃，控制PH值6.5-7.0，进行催化氧化反应；

（3）洗涤：利用洗涤设备进行一次或多次洗涤，去除掺杂在四氧化三锰中的各杂质元素；

（4）干燥：利用干燥设备对洗涤后四氧化三锰进行干燥，即可得到密度高，掺杂均匀的四氧化三锰产品。

4.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述金属锰为Mn≧98.5%的金属锰片或金属锰粉中的一种或两种；所述掺杂氧化物为MgO、Ni₂O₅、Co₃O₄、Cr₂O₃、Al₂O₃、ZrO₂、V₂O₅、TiO₂中的一种或多种，或稀土氧化物。

5.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述的磨机为立磨、球磨、辊磨机、超细磨机中的一种；步骤（3）中所述的洗涤设备为真空干燥机、逆流洗涤机、板框过滤机、连续盘式过滤机中的一种；步骤（4）中所述的干燥设备为烘箱、带式干燥机、喷雾干燥机、闪蒸干燥机、微波干燥机、流化床干燥机、双锥干燥机中的一种。

6.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述的研磨后混合物粒径大小为0.1～1um。

7.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（2）中所述的铵盐为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵中的一种或多种。

8.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（2）中所述的催化氧化包括多个过程，其中有：①利用铵盐的催化作用，将金属锰转换为氢氧化锰；②利用空气或氧气将氢氧化锰转化为四氧化三锰；③在金属锰转换为四氧化三锰过程中，利用反应器搅拌及气体搅拌不断将锰、氢氧化锰、四氧化三锰与掺杂氧化物混匀、团聚以及造粒；以上三个过程同时进行或分步进行。

9.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（2）中当PH值≤6.4时反应结束。

10.权利要求3所述的高密度掺杂四氧化三锰的制备方法，其特征是：步骤（3）洗涤中所用的溶液为去离子水。