[发明专利]一种利用金属锰阳极泥制备电池级高纯硫酸锰的方法

说明书

本发明公开了一种利用金属锰阳极泥制备电池级高纯硫酸锰的方法，包括以下步骤：电解金属锰阳极泥依次加入水、碳酸盐溶液、酸溶液、水清洗，获得低钙镁、低酸含量的阳极泥，将低钙镁、低酸含量的阳极泥加入水、硫酸，再加入还原剂，反应完成后，中和，结晶，结晶后的产品即为电池级高纯硫酸锰。通过本发明能去除阳极泥中的硫酸铵、钙、镁等杂质，再从阳极泥产品中还原浸出Mn²⁺，制得高纯硫酸锰。

技术领域

本发明涉及电解金属锰阳极泥处理技术领域，尤其是一种利用金属锰阳极泥制备电池级高纯硫酸锰的方法。

背景技术

电解金属锰阳极泥是电解金属锰生产时电解液中少量Mn²⁺在阳极板上放电生成MnO₂，积累在阳极板上形成的副产物。主要成分是MnO₂，还含有硫酸铵、Fe、Pb、Se、Co、Ca、Mg等杂质。由于阳极泥中含有Pb、Se、Co、Ca、Mg等杂质，且电解锰阳极泥的矿物组成与结构复杂，其中的铅与锰的水合氧化物共生关系十分密切，大多数晶形发育不完善，因此采用机械分选方法不能提纯锰及回收铅，导致目前国内大多数生产厂家没有合适的方法进行回收利用，而是作为工业固体废物堆存或廉价出售，造成资源浪费和环境污染。有些阳极泥转售给锰合金生产企业，作为火法冶炼合金的原料使用，排放出的氨、氮、二氧化硫、二氧化硒、含铅烟雾等有害气体对空气造成了严重污染，同时也造成了一些原料的损失。

据分析测试，阳极泥中Mn含量42~55％左右，Pb含量在5%左右，近年来，人们已经对电解锰阳极泥利用展开一系列研究，但仍存在转化率和回收率低、能耗高、工艺路线长、成本高、难以形成规模效益等问题，因此，如何高效快速处理阳极泥成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明公开了一种利用金属锰阳极泥制备电池级高纯硫酸锰的方法，能高效快速去除阳极泥中的硫酸铵、钙、镁等杂质，再从阳极泥产品中还原浸出Mn²⁺，制得高纯硫酸锰。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用金属锰阳极泥制备电池级高纯硫酸锰的方法，包括以下步骤：

S1. 电解金属锰阳极泥加入水清洗，过滤，清洗和过滤操作不重复或重复1~3次，得阳极泥一洗渣和阳极泥一洗液；

S2. 阳极泥一洗渣加入碳酸盐溶液清洗，过滤，得阳极泥二洗渣和阳极泥二洗液；

S3. 阳极泥二洗渣加入酸溶液清洗，过滤，得阳极泥三洗渣和阳极泥三洗液，所述阳极泥三洗渣低钙镁杂质含量的阳极泥；

S4. 阳极泥三洗渣用水清洗1~3次，过滤，得低钙镁、低酸含量的阳极泥；

S5. 将低钙镁、低酸含量的阳极泥加入水、硫酸，再加入还原剂，反应完成后，中和，结晶，结晶后的产品即为电池级高纯硫酸锰。

进一步的，所述步骤S4过滤得的阳极泥终洗液返回至步骤S1替换水；

和/或

返回至步骤S2作为碳酸盐溶液的溶剂；

和/或

返回至步骤S3作为酸溶液的溶剂。

进一步的，所述碳酸盐溶液为碳酸钠溶液或碳酸钾溶液。

进一步的，所述酸溶液为无机酸或醋酸。所述无机酸可以为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或两种及以上的混合酸。

进一步的，所述步骤S1中，电解金属锰阳极泥与水的固液比为1:2~10g/mL。

进一步的，所述步骤S2中，所述碳酸盐溶液的质量百分数为1~40%，固液比为1:2~10g/mL；所述步骤S3中，酸矿比为0.005~0.1，固液比为1:2~10g/mL。