[发明专利]微米级锰酸铋粉体的生产方法

说明书

本发明涉及一种微米级锰酸铋粉体的生产方法，其包括以下步骤：S1、将Bi₂O₃溶于HNO₃溶液，在水浴加热条件下形成第一混合溶液；S2、向第一混合溶液中添加氨水调节pH形成沉淀物，陈化、过滤并清洗沉淀物Bi(OH)₃，随后进行干燥处理；S3、将Bi(OH)₃与MnCO₃按摩尔比1：2放入滚筒球磨混合均匀后，进行煅烧，随炉冷却后即可得到微米级锰酸铋粉体。本方法采用氧化铋与碳酸锰为原料，制备得到了微米级锰酸铋粉体，所制备得到的粉体粒径尺寸较大，这样的粉体在颜料领域具有更广泛的应用价值；在煅烧过程中，不会释放有害的氮氧化物气体，降低了尾气对设备的腐蚀和尾气处理成本，适于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及颜料制备领域，尤其涉及一种微米级锰酸铋粉体的生产方法。

背景技术

随着社会的不断进步，公众对建筑颜料的环保要求越来越高，锰酸铋(Bi₂Mn₄O₁₀)作为一种新型的黑色颜料，其合成原料简单、成本相对低廉、光学性能稳定，不含对环境有危害的重金属元素，同时，锰酸铋对太阳光中的近红外光有较强的反射作用，有利于提高建筑物表面对太阳光的反射作用，降低建筑物对太阳光辐射能量的吸收，从而有利于缓解城市的热岛效应。因此，锰酸铋被众多颜料生产商所关注。

目前， Bi₂Mn₄O₁₀粉体的制备方法主要有固相法、溶胶-凝胶法和水热法。夏楚平等采用固相法，以硝酸铋和碳酸锰作为原料，通过湿法球磨-煅烧工艺制备出类球型的Bi₂Mn₄O₁₀粉体颗粒，平均粒径为300 nm。该方法适用于亚微米级Bi₂Mn₄O₁₀粉体的制备，但是在热处理过程中释放大量的氮氧化物有害气体，需对尾气处理，增加了生产成本。

县涛等以聚丙烯酰胺、硝酸铋和醋酸锰为原料，采用凝胶-溶胶法制备出前驱体，通过煅烧得到Bi₂Mn₄O₁₀纳米粉体。溶胶-凝胶法的合成工艺相对复杂，在凝胶煅烧过程中会释放大量的氮氧化物有害气体，对煅烧设备损害较大；同时，产品内部的炭残留较高，降低产品质量，不利于工业化生产。

Chen等以高锰酸钾、乙酸锰和硝酸铋为原料，采用水热法制备出不同粒径尺寸的Bi₂Mn₄O₁₀粉体。水热法合成的产品性能优异，但是对制备设备和操作人员要求高、产率较低、投入大、生产成本高，很难应用于锰酸铋的大规模工业化生产。

发明内容

与现有的固相法相比，本发明的目的在于提出一种不会释放有害的氮氧化物气体且适于大规模工业化生产的微米级锰酸铋粉体的制备方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种微米级锰酸铋粉体的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将Bi₂O₃溶于HNO₃溶液，在水浴加热条件下形成第一混合溶液；

S2、向第一混合溶液中添加氨水调节pH形成沉淀物，陈化、过滤并清洗沉淀物Bi(OH)₃，随后进行干燥处理；

S3、将Bi(OH)₃与MnCO₃按摩尔比1：2放入滚筒球磨混合均匀后，进行煅烧，随炉冷却后即可得到微米级锰酸铋粉体。