[发明专利]电解二氧化锰及电解二氧化锰深度除钾的方法

说明书

本发明属于电解二氧化锰领域，涉及一种电解二氧化锰及电解二氧化锰深度除钾的方法，包括：(1)采用硫铁矿、锰矿和硫酸制备浓度为300‑400g/L的粗硫酸锰溶液，用石灰调节pH为弱酸性或中性，经压滤、除杂、稀释后得到90‑110g/L的硫酸锰精滤液；(2)对所述硫酸锰精滤液进行电解，得到电解二氧化锰。本发明的电解二氧化锰深度除钾的方法相对于传统的除钾方法具有取材方便、操作简单、除钾效果好的优点。

技术领域

本发明属于电解二氧化锰领域，涉及一种电解二氧化锰及电解二氧化锰深度除钾的方法。

背景技术

电解二氧化锰(EMD，Electrolytic Manganese Dioxide)具有价格低廉、产能充足、放电性能优越以及能够长期存储等优点，广泛地应用在一次电池或者二次电池中，例如，电解二氧化锰可以被用作碱性原电池或锂电池的阴极活性材料，还可以用作锂离子电池的正极活性材料的前驱体。

在传统的电解二氧化锰工艺中，EMD中的钾杂质容易形成隐钾锰矿型MnO₂八面体晶体，这种位于晶格中心的钾离子在电池放电过程中阻碍了质子的迁移，降低了EMD的密度，使放电过程难以进行，特别是在大电流放电时影响更显著。中国发明专利CN103361669A公开了一种高性能电解二氧化锰及其制备方法与应用，其中K含量小于15ppm。然而，该发明专利的工艺能控制钾含量较低的主要原因是采用了自制的氧化亚锰，其中，氧化亚锰来自液相氧化还原反应，在制备过程中K、Na已溶出，因此，进入电解液的钾含量本身就很低。

在实际生产中，最为广泛的制备电解二氧化锰工艺是两矿一步法，尽管，其利用黄钾铁矾法除钾原理除去一部分钾，但是制液工序中硫酸锰溶液中钾的含量仍无法满足对钾含量的要求。因此，本领域亟需一种电解二氧化锰深度除钾的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电解二氧化锰及电解二氧化锰深度除钾的方法。

具体的，一方面，本发明提供了一种电解二氧化锰深度除钾的方法，包括以下步骤：(1)采用硫铁矿、锰矿和硫酸制备浓度为300-400g/L的粗硫酸锰溶液，用石灰调节pH为弱酸性或中性，经压滤、除杂、稀释后得到90-110g/L的硫酸锰精滤液；(2)对所述硫酸锰精滤液进行电解，得到电解二氧化锰。

优选的，所述粗硫酸锰溶液中硫酸的浓度＜3g/L。

优选的，所述pH为5.5-7。

优选的，所述除杂包括在所述压滤的滤液中加入硫化钡溶液除去重金属离子后再进行压滤。

优选的，所述稀释包括在所述除杂后的硫酸锰溶液中加水。

优选的，步骤(2)中，温度为96-98℃，硫酸的浓度为45-55g/L。

优选的，还包括对电解二氧化锰进行磨粉、漂洗、分级、包装得到电解二氧化锰产品的步骤。

另一方面，本发明提供了一种电解二氧化锰，其由上述的电解二氧化锰深度除钾的方法制备而成。

本发明的技术方案具有如下的有益效果：

(1)本发明的电解二氧化锰产品中钾的含量远远低于传统方法得到的电解二氧化锰中钾的含量；

(2)本发明的电解二氧化锰深度除钾的方法，将电解母液用于制备粗硫酸锰溶液，实现了能源的循环利用，避免了环境污染；

(3)本发明的电解二氧化锰深度除钾的方法，通过对高浓度的硫酸锰溶液除钾，然后再对其进行稀释后，再进行电解，降低了待电解硫酸锰溶液中钾离子的浓度，实现了电解二氧化锰深度除钾的效果；

(4)经大量实验证明，本发明的电解二氧化锰深度除钾的方法相对于传统的除钾方法具有取材方便、操作简单、除钾效果好的优点。

附图说明