[发明专利]一种高纯四氧化三锰的焙烧制造方法

说明书

本发明涉及高纯四氧化三锰技术领域，公开了一种高纯四氧化三锰的焙烧制造方法，包括以下步骤：步骤一：先将金属锰或锰的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐及高锰酸盐在空气中或氧气中，于1000℃在焙烧炉中进行焙烧；步骤二：经冷却、粉碎制得四氧化三锰，利用四氧化三锰与浓硫酸在反应设备中进行反应，形成硫酸锰溶液和氧气。本发明通过反应的氧气输入到焙烧炉中，不仅可以助燃，而且氧气与碳燃烧生成的二氧化碳能够对硫酸锰溶液进行深度净化，去除硫酸锰溶液中的杂质元素，利用深度净化的硫酸锰溶液再进行二次四氧化三锰的制造，从而制造出杂质元素含量低的高纯四氧化三锰。

技术领域

本发明涉及高纯四氧化三锰技术领域，具体为一种高纯四氧化三锰的焙烧制造方法。

背景技术

专利号CN200810100882.3，公开了一种制备高纯锰氧化物的方法，属于湿法冶金领域。本方法是利用杂质含量高的碳酸锰制备高纯四氧化三锰，制备过程分为三步：第一步为碳酸锰氧化焙烧，得焙烧物，焙烧条件为焙烧温度150～1300℃，焙烧时间为0.5～40小时；第二步用酸处理焙烧物，分离杂质，得锰的中间产物，酸处理条件为温度为室温～110℃，液固比(0.5～50)∶1，处理时间0.1～24小时，反应pH为0～7.5；第三步为焙烧锰的中间产物，得高纯锰的氧化物，焙烧条件为焙烧温度300～1300℃，焙烧时间为0.1分～10小时。本发明工艺简单，成本低，产品杂质含量低和质量好。

但是，高纯四氧化三锰在实际焙烧制造过程中，四氧化三锰内部存在大量杂质元素，无法将四氧化三锰内部的杂质元素进行过滤，导致高纯四氧化三锰在生产完成后，内部依旧存在着大量杂质元素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯四氧化三锰的焙烧制造方法，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纯四氧化三锰的焙烧制造方法，包括以下步骤：

步骤一：先将金属锰或锰的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐及高锰酸盐在空气中或氧气中，于1000℃在焙烧炉中进行焙烧；

步骤二：经冷却、粉碎制得四氧化三锰，利用四氧化三锰与浓硫酸在反应设备中进行反应，形成硫酸锰溶液和氧气，在反应设备表面连通两个气泵，利用其中一个气泵，将氧气输送进入到焙烧炉中，控制氧气量为2m³-5m³，氧气输送进入到焙烧炉中后，利用碳和氧气燃烧获得二氧化碳；

步骤三：将二氧化碳输入到硫酸锰溶液中，二氧化碳溶于硫酸锰溶液中，控制二氧化碳为5m³-10m³，产生离子梯度，分别驱动带负电荷和带正电荷的钾、铁、钴、镍、钼等杂质元素分离到硫酸锰溶液的两端，从而将钾、铁、钴、镍、钼等杂质元素从硫酸锰溶液中清理；

步骤四：将硫酸锰溶液加热，控制温度在50℃～90℃，向硫酸锰溶液中加入氨水搅拌；

步骤五：停止加入氨水后继续搅拌1～2小时，过滤后得到氢氧化锰滤饼；在干燥箱内活化氢氧化锰滤饼，向活化后的氢氧化锰滤饼加入去离子水制成溶液后，利用另一个气泵将氧气通入干燥箱内进行空气氧化；

步骤六：溶液中无二价锰离子检出后，继续搅拌1～2小时，冷却到室温，过滤，用去离子水洗涤滤饼，过滤后所得到的滤饼即为四氧化三锰前驱体，对四氧化三锰进行加热干燥，然后进行焙烧，冷却后即得到高纯四氧化三锰。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中采用焙烧法制备四氧化三锰的反应式为3MnO2→Mn3O4+O2。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中四氧化三锰与浓硫酸的反应式为2Mn3O4+6H2SO4(浓)＝＝＝加热＝＝＝6MnSO4+O2+6H2O。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中的焙烧炉为燃煤焙烧炉。