[发明专利]一种高品质的电解二氧化锰的制备方法

说明书

本发明公开了一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，其将碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉、工业硫酸和电解废液混合反应1～2小时后压滤得到滤液，先补充加入氧化锰矿粉除钾，然后加入碳酸钙和/或极细氧化锰矿粉除铁，接着加入硫化钡和助剂A混合反应除重金属，然后依次加入氟化亚锰和助剂B混合反应除去钙镁，最后过滤得到硫酸锰溶液；使用硫酸锰溶液电解得到电解二氧化锰半成品，将其再破碎、漂洗、磨粉得到粉末，然后依次加入高锰酸钾溶液和碳酸锂溶液反应，再进行压滤、烘干、掺混得到产品。本发明可以获得高品质的电解二氧化锰产品，解决现有电解二氧化锰产品中纯度低，杂质的种类多且含量高等问题。

技术领域

本发明属于电解二氧化锰生产技术领域，具体涉及一种高品质的电解二氧化锰的制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池一般由锰酸锂或者钴酸锂等镍钴锰酸锂材料制成的正极，具有微孔结构的高分子薄膜，石墨或近似石墨结构的碳制成的负极，以及溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂或凝胶状电解液等四部分组成，其具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好等优点，在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池，而且大容量锂离子电池已在电动汽车中试用，将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一。随着锂离子电池的广泛应用，作为锂离子电池正极材料的锰酸锂，由于具有高性能、安全性和低成本的优势，作为一种具有巨大潜力的锂离子正极材料，近几年来已引起国内外众多电池生产厂家的广泛关注。目前，通常使用电解二氧化锰作为锰源来生产锰酸锂，但是现有生产得到的电解二氧化锰纯度不高，其中混有钙、镁、钾等较多杂质相，在制备锰酸锂过程中，由于电解二氧化锰原料带入的钾、钙、镁等杂质难以分离，造成锰酸锂产品以及以其为电极材料生产的锰酸锂电池的性能下降，所以纯度高、杂质少的电解二氧化锰已成为生产高品质锰酸锂材料的关键。

发明内容

针对上述不足，本发明公开了一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，获得高品质的电解二氧化锰产品，解决现有电解二氧化锰产品中纯度低，杂质的种类多且含量高等问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，其包括以下步骤：

（1）按比例称取碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉、工业硫酸和电解废液，所述碳酸锰矿粉与氧化锰矿粉的重量比为1:（0.10～0.15），所述的碳酸锰矿粉和氧化锰矿粉的重量之和与所述的工业硫酸和电解废液中硫酸的重量之和的比为1:（0.25～0.35），所述的碳酸锰矿粉和氧化锰矿粉的重量之和与所述的电解废液的重量之比为1:（5～7）；将碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉、工业硫酸和电解废液加入至浸出反应槽中，在温度为90～95℃、搅拌速度为400～500r/min的条件下反应；当反应达到1～2小时后，压滤得到滤液A，检测滤液A中钾离子的含量，若钾离子含量大于或等于40ppm，在搅拌速度为50～100r/min的条件下，补充加入氧化锰矿粉，直到钾离子含量小于40ppm，然后再继续反应3～4h，压滤得到滤液B和沉淀A；

（2）在温度为90～95℃的条件下，向步骤（1）中得到的滤液B中加入碳酸钙，调节混合浆液的pH值至4.0～4.5，然后检测滤液B中二价铁离子含量，若二价铁离子含量大于或等于10^-5mol/L时，向滤液B中加入极细氧化锰矿粉，直到二价铁离子含量小于10^-5mol/L，再继续向滤液B中加入碳酸钙，调节滤液B的pH值至6.5～7.0，然后检测滤液B中三价铁离子含量，若三价铁离子含量大于或等于10^-5mol/L时，向滤液B中继续加入碳酸钙，直到三价铁离子含量小于10^-5mol/L，然后将滤液B进行压滤得到滤液C；

（3）将步骤（2）中得到的滤液C加热至80～90℃，用电解废液调节滤液C的pH值至3.5～4.0，然后缓慢加入硫化钡和助剂A，搅拌反应1～2h，压滤得到滤液D；所述硫化钡的重量与滤液C的体积比为（30～40）g:1L，所述助剂A为聚乙烯吡咯烷酮，所述助剂A与滤液C的体积比为（1～3）:100；