[发明专利]一种高纯硫化锰及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机精细化工技术领域，特别是涉及一种高纯硫化锰及其制备方法。

背景技术

硫化锰在粉末冶金、弱磁性半导体材料和光、电、磁系材料以及高纯锰盐制备中获得应用，传统的高温还原法及固相合成法生产的产品纯度低、能耗高。

CN101555040A公开了一种纳米MnS的制备方法，但该方法制备MnS存在NaCl洗涤困难，Na₂S含有较多的多硫化物造成产品夹带，聚四氟乙烯内胆高压釜反应无法工业化大规模生产，烘箱60℃烘干极易造成氧化等缺陷，无法制备高纯MnS产品。

发明内容

本发明解决的技术问题是：一种通过对原料进行预处理，控制反应速度和pH进行喷淋吸收反应制备高纯硫化锰的方法及通过该方法得到的硫化锰产品。

具体来说，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种硫化锰的制备方法，包括如下步骤：

（1）预处理步骤：将硫化锰加入浓度为50g/L～300g/L的硫酸锰溶液中，后固液分离得到提纯的硫酸锰溶液和固体；

（2）喷淋反应步骤：在步骤（1）得到的硫酸锰溶液中，加入液氨得到喷淋液，将喷淋液通过循环泵进行循环喷淋，与硫化氢气体进行循环喷淋反应；直到反应溶液中锰离子质量浓度小于500ppm，结束喷淋反应；其中控制喷淋液的pH值为6.0±0.5，控制喷淋反应的时间为90～240分钟；将喷淋反应结束后的溶液进行固液分离得到固体和液体；和

（3）洗涤和烘干步骤：将步骤（2）得到的固体洗涤，洗涤后进行固液分离得到固体和溶液，将得到的固体进行烘干得到硫化锰产品。

其中，步骤（2）中通过控制硫化氢气体的流量控制喷淋反应时间，优选控制硫化氢气体按照每千克一水合硫酸锰每小时消耗硫化氢的体积为0.107-0.135m³的流量进行通入。

其中，步骤（2）中控制喷淋反应时间为120-150分钟。

其中，步骤（2）中同时通过2个以上喷头对喷淋液进行循环喷淋。

其中，步骤（1）中将硫化锰加入硫酸锰溶液后将溶液升温至90℃以上。

其中，步骤（1）得到固体中用于回收金属；还优选对步骤（2）和/或步骤（3）固液分离后得到的液体进行回收得到硫酸铵溶液。

其中，步骤（3）所述洗涤在60～80℃洗涤，还优选按照固液质量体积比为1:（4-6）用水进行洗涤。

其中，步骤（3）中烘干是在氮气保护下进行真空烘干。

其中，步骤（1）所述硫酸锰溶液的浓度为100g/L～250g/L。

一种上述制备方法制备得到的硫化锰。

其中，纯度在99.90重量%以上，水分含量在0.5%以下。

其中，Fe的质量含量低于0.80ppm；优选K，Na的质量含量分别均低于5.0ppm，Ca的质量含量低于25ppm，Mg的质量含量低于10ppm。

本发明的有益效果如下：

本发明采用硫酸锰溶液喷淋吸收方式进行硫化反应，通过pH值和反应速度控制减少了杂质夹带，从而便于工业大规模制备高纯MnS产品，该硫化锰产品中硫化锰的质量含量为99.90%以上，K，Na的质量含量分别均低于5.0ppm，Ca的质量含量低于25ppm，Mg的质量含量低于7ppm，Fe的质量含量低于0.80ppm，其他重金属元素Cu，Co，Ni，Pb，Cd和As均没有检出。

本发明对硫酸锰进行预处理，分离和除去原料中引入的重金属如Cu，Co，Ni，Pb，Cd、As和铁。

本发明通过喷淋吸收反应，在喷淋吸收反应中对pH值和反应速度控制（即控制反应时间）等手段最终达到降低了杂质夹带，解决获得高纯硫化锰的技术问题。

附图说明

图1：本发明反应过程流程图；

图2：喷淋反应设备示意图；

图中各编号分别表示如下：1-喷淋吸收塔本体，2-MnSO₄阀门，3-液氨阀门，4-循环泵，5-取样口阀门，6-排出口阀门，7-管线阀门，8-喷淋调节阀，9-喷淋头，10-H₂S控制阀门，11-静压控制阀门，12-硫酸锰进料口，13-液氨进料口，14-物料出口，15-取样口，16-物料排出口，17-H₂S进口，18-H₂S出口；a-输料管总线；b1-第一输料管支线；b2-第二输料管支线；c-输气管线；d-静压控制管线。

具体实施方式