[发明专利]一种硫酸锰的纯化制备方法

说明书

本发明涉及一种硫酸锰的纯化制备方法，其包括将低纯度硫酸锰研磨成粉末后，加入超纯水溶解，得到硫酸锰初始溶液，向硫酸锰初始溶液加入絮凝剂，静置48h，沉降溶液中不溶物和部分金属离子杂质，过滤后得到硫酸锰净化液1，向硫酸锰净化液1中加入锰粉反应，再过滤得到硫酸锰净化液2，然后，分三步滴加2mol/L的碳酸氢铵100mL，沉淀锰离子后，过滤得到碳酸锰固体1，再洗涤加硫酸得到硫酸锰净化液3，将硫酸锰净化液3结晶、过滤得到硫酸锰固体4，最后洗涤、干燥、称重，得到高纯硫酸锰粉红色产品。本发明不仅工艺简单、能耗小、环保，且硫酸锰中锰回收率高，满足工业化生产。

技术领域

本发明涉及硫酸锰领域，具体说是一种硫酸锰的纯化制备方法。

背景技术

我国是农畜业大国，而锰元素对动植物的组织结构生长是必不可缺少的微量元素。在畜牧业中，MnSO₄可以作为动物饲料的微量元素添加剂。在农业的应用上，锰元素作为微量元素对经济作物的生长速度和增产有很大的效果。于我国现状来说，土地缺少锰元素使农作物减产，通过施用锰肥是合理的。我国土地有很大一部分面积是缺少锰元素的，MnSO₄作为化肥的一种添加剂其前景还是相当广阔的。据统计，通过施肥的含锰化合物形式是不同的，其中有氯化锰、碳酸锰以及部分有机性质的锰盐等，但是通过经济效益及效果来看，MnSO₄是最合适的。

锂电池的正极材料应用最多的是磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂三种，而现在的趋势是三元正极材料正在慢慢取代二元材料。现今，电池级硫酸锰可作为锰系三元材料镍钴锰的合成原料之一。电池级硫酸锰主要作为合成锂电池的正极材料的原料，合成一种锂离子电池正极三元材料镍钴锰，该三元正极材料具备优良的比容量高、较高的安全性能、循环性能，而且成本价格也较低，锰元素的添加能过够使电池更加稳定、安全，钴的添加使电池比容量高。

生产电池级硫酸锰过程中钙镁离子的处理，使用物理法如萃取法、溶解度法，设备成本高、操作流程长，效果不显著。使用化学法如氟化物、草酸盐处理不仅带入了新的杂质离子，而且氟化物具有腐蚀性，对设备要求高，草酸盐价格昂贵，使成本增加。因此，如何解决硫酸锰溶液中钙镁等杂质的去除，具有重要意义。

据检索,发现如下关于MnSO₄的制备方法的专利文献，其中公开了CN 110282662 A一种MnSO₄溶液中除钙的方法，制备如下：将硫酸加入MnSO₄溶液中，控制MnSO₄溶液中的H⁺离子浓度使硫酸钙沉淀，沉钙后过滤得到钙渣以及含有MnSO₄的沉钙后液。从而通过加入硫酸，控制溶液中H⁺离子的摩尔浓度，使Ca²⁺离子转变为CaSO₄析晶，过滤去除。

专利CN 109467130A公开了一种电池级硫酸锰的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将锰矿粉调浆后加入硫酸浸出，得到硫酸锰浸出液；(2)向硫酸锰浸出液中加入氧化剂，再加入碱性物质调节pH至5～6后加入硫化物，除掉铜、锌、铅重金属，得到硫酸锰初始液；(3)向硫酸锰初始液中加入含铁药剂，除掉MnSO₄溶液中的钾钠杂质，得到硫酸锰净化液；(4)用硫酸调节硫酸锰净化液pH至0.5～3，加热浓缩，部分结晶，得到MnSO₄晶体，晶体用纯化水浆化，再加高纯锰原料调节pH到5～6，浓缩结晶得到电池级硫酸锰产品；(5)上步骤剩余浓缩余液，用一氧化锰矿粉调节pH至4.5～7，浓缩结晶生产饲料级硫酸锰产品。

上述两个专利文献涉及的方法不能完全去除MnSO₄中的杂质，尤其是钙镁离子，且工艺过程过于繁琐，成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能耗小、环保、高效率回收锰的硫酸锰的纯化制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种硫酸锰的纯化制备方法，包括以下步骤：