[发明专利]一种提纯硫酸锰同时制备硫酸钡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机精细化工制备技术领域，特别是一种提纯硫酸锰同时制备硫酸钡的方法。

背景技术

高纯硫酸锰主要用于锂离子二次电池锰系正极材料的制备，对K、Na、Ca、Mg、Fe及重金属等指标有较为严格的要求。

亚微米球型硫酸钡广泛应用于涂料和塑料行业，一般采用沉淀法工艺制备。

发明内容

本发明利用硫酸锰与硫化钡复分解反应，在提纯硫酸锰的同时制备了球型亚微米硫酸钡产品，降低了生产成本。

本发明涉及的基本化学反应：

MSO₄+BaS→MS↓+BaSO₄

式中M：Fe、Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、As等

MnSO₄+BaS→MnS↓+BaSO₄↓

MnS+O₂+H₂0→MnSO₄

本发明涉及一种提纯硫酸锰的同时制备硫酸钡的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）硫化物除杂：浓度为10～400g/L的硫酸锰溶液加入硫化物加热除杂，将反应产物固液分离，固体弃，其中硫酸锰溶液中的金属杂质与硫化物中的硫的摩尔比例为：M:S=1：1.5～2.5，优选1:2；其中硫酸锰溶液浓度优选为10～200g/L；优选反应时间为3～5小时，更优选4小时；

（2）硫酸锰与硫化钡反应：将步骤（1）所得液相，与等摩尔的硫化钡反应，反应产物固液分离，液体弃，得到固体；

（3）热洗：将步骤（2）所得固相，用热去离子水洗涤，固液分离；

（4）氧化：将步骤（3）所得固相加水形成浆液，通入氧气氧化后进行固液分离；

（5）硫酸钡产品处理：将步骤（4）中所得固相经酸洗、中和和烘干得到亚微米球形硫酸钡产品；

（6）硫酸锰产品净化：将步骤（4）中的滤液纯化得到硫酸锰，加入过氧化氢维持煮沸，调pH值为5.0～6.0，固液分离，滤液经蒸发烘干获得硫酸锰产品。

优选地，所述步骤（1）的除杂反应的加热温度为80～100℃，优选90～100℃。

优选地，所述步骤（3）的洗涤操作采用料水比为1：5～1：7，优选1:6进行；洗涤温度70～80℃，优选80℃。

优选地，所述步骤（4）的加入水形成浆液的操作控制300～500公斤滤饼/立方米水，优选500公斤滤饼/立方米水。

优选地，所述步骤（4）的通入氧气操作在加热条件下进行，优选加热温度为50～55℃，优选55℃。

优选地，所述步骤（4）的通入氧气操作维持O₂气压力在0.35～0.4MPa进行，优选0.4MPa。

优选地，所述步骤（6）的调节pH值操作用氢氧化钡进行时，优选调节pH值5.5～6.0。

优选地，所述步骤（6）的固液分离为精密过滤，其采用直径为0.24-0.45μm的滤膜进行，优选0.24μm。

优选地，所述步骤（6）中加入过氧化氢使得溶液中Fe²⁺含量小于0.5ppm。

本发明还涉及前述方法制备的硫酸锰产品，优选纯度大于99%。

本发明还涉及前述方法制备的亚微米球状硫酸钡产品，优选纯度大于98%，白度大于98.5，D₅₀=0.3~0.5。

附图说明

图1为本发明的制备方法的主要工艺流程图。

具体实施方式

下面以具体实例详细描述本发明，应当理解的是，本发明的保护范围并不限于以下具体的描述。

本发明使用的原料如下：

硫酸锰：对于任何的纯度硫酸锰均可使用，只要将其配制成10～400g/L的硫酸锰即可，优选配制成100～200g/L的硫酸锰溶液。硫酸锰溶液中，除了锰离子外，还存在大量的杂质金属元素，例如Fe、Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Cr等，需要估算这些金属离子，其中绝大部分为Fe，Fe的含量会达到数千ppm，其它的一般为几十ppm，所以实际操作中就测定Fe即可，测定全铁含量一般采用邻菲啰啉比色法。