[发明专利]一种由废旧干电池回收高纯度二氧化锰的方法及用途

权利要求书

1.一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰方法，其特征包含以下步骤：

步骤1：电池破碎筛分

将废旧干电池采用咬磨机粉碎研磨，经5目振动筛分拣出塑料外皮，锌片、碳棒、塑料帽、密封圈、铜帽，剩余固体再研磨后经50目振动筛筛分出含锰的黑色细粉；

步骤2：分级溶解除杂：

依据相似相容原理，分级去除步骤1黑色细粉中杂质组分，具体流程依次如下：

1）．水洗，将步骤1中的黑色粉末加水搅拌，溶解分离出可溶性锌盐、铵盐和汞盐，并浮选分离密封油脂和碳粉，过滤得黑色滤渣；

2）．醇洗：将水洗后的滤渣用乙醇溶剂反复洗涤三次，溶解分离有机杂质、蜡、油脂及糊状物，再过滤出滤渣，滤液经蒸馏回收乙醇循环利用；

3）．碱洗：将醇洗所得滤渣置于摩尔浓度0.1-5.0M氢氧化钠溶液，室温搅拌10 min以上，升温至20-100 ℃继续搅拌10 min以上，除去密封油脂，过滤出滤渣，滤液反复使用；

4）．酸洗：将上述碱洗滤渣溶于摩尔浓度0.1-5.0M硫酸溶液，室温搅拌30min以上，升温至20-100 ℃，搅拌10 min以上，溶解除去碱性锌盐和铁盐，过滤出滤渣，滤液反复使用；

5）．中性水洗：将上述酸洗滤渣用水清洗至pH达6.5~7.5，过滤出黑色固体，作为后续低温焙烧步骤的原料，该固体主要含MnO₂、碳粉、乙炔黑和有机杂质；

步骤3：低温富氧焙烧

将经步骤2除杂后的黑色固体与强氧化性添加剂混合，加入少量的水，水与混合物质量比为0~20，或者直接使用强氧化剂溶液，置于密闭条件下恒温加热0.5h-10h后冷却至室温，用蒸馏水清洗至水的电导率不变，过滤出黑色粉末，烘干。

2.根据如权利要求1所述的一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰的方法，分离提纯二氧化锰的纯度达到94.6~99.2 wt%，此二氧化锰可作为催化剂直接应用于催化降解石油化工的苯酚废水。

3.根据如权利要求1所述的一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰的方法，其特征是：所述溶解除杂工序中包含醇洗步骤，所用醇溶剂包括：苯、甲苯、二甲苯、苯酚；戊烷、己烷、辛烷；环己烷；氯苯、二氯苯、二氯甲烷、四氯化碳；甲醇、乙醇、异丙醇；乙醚、环氧丙烷；醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯；丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶中的一种或者多种。

4.根据如权利要求3所述的一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰的方法，其特征是，所述醇溶剂为乙醇-水或异丙醇-水溶液，其浓度范围为0.1-100 vol%。

5.根据如权利要求1所述的一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰的方法，其特征是：低温富氧焙烧中采用的强氧化性添加剂包括：高锰酸盐、锰酸盐、高氯酸盐、氯酸盐、可溶性的重铬酸盐、可溶性的铬酸盐，臭氧，碱金属过氧化物，碱土金属过氧化物，浓硝酸，浓硫酸中的一种或者两种。

6.根据如权利要求1所述的一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰的方法，其特征是：所述低温焙烧中采用的强氧化性添加剂中，黑色粉末与强氧化性添加剂质量比为0.01~5.0。

7.根据如权利要求1所述的一种由废旧锌锰或碱性锰干电池提取高纯二氧化锰的方法，其特征是：所述焙烧为密闭低温富氧焙烧，焙烧温度为10~500 ℃，焙烧时间为1.0~600 min。