[发明专利]一种利用含锰矿石制备硫酸锰和电池级硫酸锰的方法

权利要求书

1.一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将菱锰矿石粉粹，在温度为500-900℃煅烧4-24h后制成熟料，再经过粉碎机粉碎，过筛，得到第一段物料；

步骤二、将一定质量的所述第一段物料装入固定床反应器中，通入含有二氧化硫、氧气、水蒸汽的混合气，反应12h，反应器入口二氧化硫浓度与出口浓度相差不大时，即入口二氧化硫浓度与出口二氧化硫的浓度相差±5％，停止通入混合气，得到第二段物料；

步骤三、将所述第二段物料用去离子水进行洗涤后用粗滤机进行粗滤，再用精滤机进行精滤，得到滤液；

步骤四、将所述滤液放置于净化槽进行加热至30-60℃，再通入空气3h，加硫酸调节pH至2-4，过滤除去连二硫酸锰，再将滤液置于中和槽中，再加氨水，其中滤液与氨水的质量比为(1-10):1，氨水浓度为5-30％，澄清沉淀、过滤去除杂质，制得硫酸锰清液；

步骤五、将所述硫酸锰清液进行真空蒸发结晶，趁热用离心机分离，转筒干燥，冷却后装袋，制得成品硫酸锰。

2.如权利要求1所述的一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，所述步骤一中，过筛的目数为100-300目。

3.如权利要求1所述的一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述第一段物料的质量为1000g，二氧化硫、氧气、水蒸汽的气体体积比为1:2:2。

4.如权利要求1所述的一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，所述步骤三中，第二段物料与去离子水的固液比为1:2-1:5。

5.如权利要求1所述的一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，所述步骤四中，加硫酸调节pH至2.5，滤液与氨水的质量比为6:1，氨水浓度为8％。

6.一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将颗粒大小为100-200目的低品位软锰矿与浓硫酸和去离子水混合，得到混合物料，其中，浓硫酸与低品位软锰矿的质量比为(1.5-3)：1；去离子水与浓硫酸的体积比为(0.2-1)：1；

步骤二、将所述混合物料在550-700℃焙烧2-4h，得到焙烧熟料；

步骤三、将所述焙烧熟料装入固定床反应器中，通入含有二氧化硫、氧气、水蒸汽的混合气，反应12h，反应器入口二氧化硫浓度与出口浓度相差不大时，即入口二氧化硫浓度与出口二氧化硫的浓度相差±5％，停止通入混合气，得到反应后物料；

步骤四、将所述反应后物料与去离子水按照质量比1：(4-6)混合，在85-95℃条件下溶出30-60min，得到溶出物料；

步骤五、将所述溶出物料进行固液分离，得到滤液和滤渣，将滤渣用去离子水洗涤一次，所得到的洗涤液与滤液混合，得到混合滤液；

步骤六、将所述混合滤液放置于净化槽进行加热至30-60℃，再通入空气3h，加硫酸调节pH至2-4，过滤除去连二硫酸锰，再将滤液置于中和槽中，再加氨水，其中滤液与氨水的质量比为(1-10):1，氨水浓度为5-30％，澄清沉淀、过滤去除杂质，制得硫酸锰清液；

步骤七、将所述硫酸锰清液进行真空蒸发结晶，趁热用离心机分离，转筒干燥，冷却后装袋，制得成品硫酸锰。

7.如权利要求6所述的一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，所述步骤三中，二氧化硫、氧气、水蒸汽的气体体积比为2:1:0.2。

8.如权利要求6所述的一种利用含锰矿石制备硫酸锰的方法，其特征在于，所述低品位软锰矿为Mn含量＜30％的软锰矿。

9.一种利用含锰矿石制备电池级硫酸锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将权利要求1或6中制得的所述硫酸锰清液作为萃取前液，用硫酸调节萃取前液的pH值至1.0-3.0；

步骤二、将脂肪酸钠加入50℃的去离子水中溶解制成浓度为5％～15％脂肪酸钠溶液，将萃取前液和脂肪酸钠溶液混合泵入萃取箱进行萃取，萃取温度为25℃～80℃，萃取相比为2:1～20:1，搅拌，转速控制为50转/分钟～400转/分钟；

步骤三、萃取完毕后，向所述萃取箱中泵入10～40g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应，搅拌桨转速控制在50转/分钟～400转/分钟，萃取温度控制在25℃～80℃，萃取相比控制在2:1～20:1，洗涤终点pH值控制在2.5～6.5，将共萃到有机相中的钙、镁及镍杂质洗到萃余液中，得到含有锰离子的萃取有机相；

步骤四、将所述含有锰离子的萃取有机相经160g/L的硫酸进行反萃，萃取温度为25℃～80℃，萃取相比为2:1～16:1，搅拌桨转速控制在50转/分钟～400转/分钟，萃取终点pH值控制在3.0～6.0，得到精制硫酸锰溶液；

步骤五、将所述精制硫酸锰溶液经过超声波破乳液油及活性炭吸附除油，精制硫酸锰溶液含油控制在1ppm～5ppm，除油后的精制硫酸锰溶液经过蒸发、结晶、离心、转筒干燥及包装得到电池级硫酸锰。