[发明专利]一种由高锰酸钾锰废渣制备锰酸锂正极材料的方法

权利要求书

1.一种由高锰酸钾锰废渣制备锰酸锂正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将高锰酸钾锰废渣经离子反应得到碳酸锰；

（2）将所得碳酸锰与锂源混合，进行高温固相反应，制备锰酸锂正极材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高锰酸钾锰废渣是生产高锰酸钾过程中排出的废渣；

优选地，所述高锰酸钾锰废渣主要含有二氧化锰、高锰酸钾、可溶性盐类、硅酸盐以及金属氧化物，所述金属氧化物的金属选自铁、镁、钙或铝中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述高锰酸钾锰废渣中，二氧化锰占高锰酸钾锰废渣总重量的35～45%，高锰酸钾占高锰酸钾废渣总重量的3～7%。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述离子反应包括如下步骤：

（1a）粗选：取高锰酸钾锰废渣，加入水，过滤除去高锰酸钾和可溶性盐类，得到滤渣I；

（1b）加入稀盐酸：在滤渣I中加入稀盐酸，静置，过滤，得到滤渣II；

（1c）提取锰：在滤渣II中加入浓盐酸，静置，过滤，得到氯化锰滤液；

（1d）加入碳酸钠：在氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，之后经洗涤，烘干后得碳酸锰。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（1b）中稀盐酸的温度≤35℃，优选10～30℃；所述稀盐酸的浓度优选为1～3mol/L；

优选地，步骤（1c）中浓盐酸的温度为50～70℃，优选58.4℃；所述浓盐酸的浓度优选为12～13mol/L。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，步骤（1a）所述水的添加量为高锰酸钾锰废渣质量的5～10倍，优选6～8倍；

优选地，步骤（1b）所述稀盐酸的添加量为滤渣I质量的2～5倍，优选2～4倍；所述静置的时间优选为0.5h～3h，优选1～2h；

优选地，步骤（1c）所述浓盐酸的添加量为滤渣II质量的2～5倍，优选2～4倍；所述静置的时间优选为0.5h～3h，优选1～2h。

6.如权利要求3～5之一所述的方法，其特征在于，所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、氯化锂中的任意1种或至少2种的组合。

7.如权利要求1～6之一所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述高温固相法反应中，碳酸锰和锂源按照锰元素和锂元素摩尔比为2:1的比例混合。

8.如权利要求1～7之一所述的方法，其特征在于，所述高温固相法反应的温度为700～850℃，反应时间为15～25h；

优选地，所述高温固相法反应的温度为750～800℃，反应时间为18～22h。

9.如权利要求1～8之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1a）粗选：取高锰酸钾锰废渣，加入锰废渣质量5～10倍的水，过滤除去高锰酸钾和可溶性盐类，得到滤渣I；

（1b）加入稀盐酸：在滤渣I中加入滤渣质量2～5倍的浓度为1～3mol/L的稀盐酸，静置0.5～3h，过滤，得到滤渣II；

（1c）提取锰：在滤渣II中加入滤渣质量2～5倍的浓度为12～13mol/L的浓盐酸，50～70℃下静置0.5～3h，过滤，得到氯化锰滤液；

（1d）加入碳酸钠：将氯化锰滤液中加入碳酸钠，得到碳酸锰沉淀，用水洗涤至pH值中性，烘干后即得碳酸锰。

（2）将所得碳酸锰与锂源混合，混合物中锰元素和锂元素的摩尔比为2:1进行高温固相法反应，制备锰酸锂正极材料。