[发明专利]一种高纯硫酸锰的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯硫酸锰的制备方法，具体包括以下步骤：首先将待处理的杂质含量高的初级硫酸锰溶液加入二氧化锰(矿粉)，用碱液调节pH到5‑6，再加入重金属离子的硫化物，搅拌加温反应，然后进行固液分离，得到净化初液，将净化后液体部分浓缩结晶，得到高纯硫酸锰产品和含杂的硫酸锰母液，在密闭反应釜内将得到的硫酸锰母液通入氮气，再加入氨水，固液分离，最后将得到的氢氧化锰固体加酸重溶，制得高纯硫酸锰产品。

技术领域

本发明属于无机精细化工制备技术领域，涉及一种高纯硫酸锰的制备方法。

背景技术

由于石油、煤等传统资源的日益枯竭，新能源技术已经成为人类可持续发展的关键，锂离子电池可望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的，高纯硫酸锰是锂电池三元正极材料的重要组成部分。因此高纯硫酸锰的前景被广泛看好。高纯硫酸锰主要应用于三元正极材料以及锰酸锂、富锂锰基正极材料的合成，是近几年国内锰行业研究的热点。

高纯硫酸锰的制备方法很多，但是K、Na、Ca、Mg、重金属离子等杂质含量要求严格，其中钙镁离子的去除是整个工艺的核心难点所在。在一般情况下,钙、镁可通过浓缩、静置、结晶分离部分除去，但此方法产量低、成本高、产品质量很难满足电池要求；此外，传统的氟化物法除钙镁，对于沉淀剂氟化物的选择不仅难把控，还容易给体系带入其他杂志。而且氟化物对设备腐蚀严重，使产品含氟，无法做到优等级产品；

因此，急需发展出一种成本低、收率高、节能环保的工艺路线。

发明内容

为了改善上述现有技术的不足，本发明提供一种高纯硫酸锰的制备方法。本发明工艺简单，易于操作，能耗、成本低。

本发明首先将待处理的杂质含量高的初级硫酸锰溶液加入二氧化锰 (矿粉)，用碱液调节pH到5-6，再加入重金属离子的硫化物，搅拌加温反应，然后进行固液分离，得到净化初液，将净化后液体部分浓缩结晶，得到高纯硫酸锰产品和含杂的硫酸锰母液，在密闭反应釜内将得到的硫酸锰母液通入氮气，再加入氨水，固液分离，最后将得到的氢氧化锰固体加酸重溶，制得高纯硫酸锰产品。

本发明涉及到的基本化学反应为：

M+MnS→MS+Mn²⁺(M代表重金属离子)

2Fe²⁺+MnO₂+2H₂O+2OH-→2Fe(OH)₃+Mn²⁺

MnSO₄+2NH₃·H₂0→Mn(OH)₂+(NH₄)₂SO₄

本发明所述的一种高纯硫酸锰的制备方法，具体包括以下步骤：

1)除铁：向初级硫酸锰溶液中加入二氧化锰(矿粉)，并加碱调节 pH至5-6；

2)除杂：向上步骤得到的液体，加入除重金属离子的硫化物，加热，反应结束后进行固液分离，得到净化粗液；

3)蒸发结晶：将上步骤得到的液体蒸发结晶，固液分离，得到高纯硫酸锰产品与含杂硫酸锰母液；

4)向上步骤得到的含杂硫酸锰母液在密闭釜内通入氮气，再加入氨水，固液分离，热水洗涤分离得到的氢氧化锰固体；

5)向上步骤得到的氢氧化锰固体，加水与硫酸，反溶为硫酸锰液体，全部浓缩结晶，得到高纯硫酸锰干品。

本发明步骤1)所述的初级硫酸锰溶液，优选用锰矿制备得到、或者是含杂量高的硫酸锰废液、或者是锰盐副产物；所述的初级硫酸锰溶液为10-200g/L，优选60-100g/L。