CN101049971A - 一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法 - Google Patents

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郑翠红
朱伟长
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Abstract

本发明提供一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法，该方法是以软锰矿粉为原料，首先将粉状的软锰矿原料在稀酸(硫酸或硝酸或盐酸)中浸泡1－24小时，浸泡后的矿物制成矿浆，在控制pH值不小于5的条件下通入二氧化硫还原剂，得到钙镁离子含量极低的硫酸锰溶液，用公知的包括化学除杂的净化方法对制得的硫酸锰溶液进一步净化，提纯后得到纯净的硫酸锰溶液，在碱性条件下，通入空气氧化得到产物，经洗涤、干燥后直接得到高纯四氧化三锰颗粒。本发明具有生产成本低，产品纯度高的显著特点。

Description

一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法
技术领域：
本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法。
背景技术：
四氧化三锰是生产软磁铁氧体的主要原料，对纯度的要求较高，特别是钙镁离子的含量。目前高纯四氧化三锰制备方法主要有还原-电解法和还原-氧化法，还原-电解法是一种成熟的制备方法，但此法要经过电解除杂步骤，耗电量较大，生产成本较高；还原-氧化法一般是将软锰矿直接还原为硫酸锰溶液，通过化学除杂后再通空气氧化制备四氧化三锰，该方法中大量杂质离子溶解在硫酸锰溶液中，大大增加了化学除杂难度和成本。
发明内容：
本发明针对还原-氧化法中存在的大量杂质离子溶解在硫酸锰溶液中，大大增加了化学除杂难度和成本的问题，提供一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法，本制备方法中软锰矿先用酸浸泡除去大部分钙、镁等金属离子，然后再还原成硫酸锰溶液。
本发明所提供的一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法如下：首先将200---500目的软锰矿原料在稀酸中浸泡1-24小时，浸泡时间为1-24小时。浸泡后的矿物用去离子水制成矿浆，固液比为1∶2-3，在接近中性的条件下通入二氧化硫还原剂，在还原软锰矿过程中，保持矿浆的pH值不小于5，得到钙镁离子含量极低的硫酸锰溶液，用公知的包括化学除杂的净化方法对制得的硫酸锰溶液进一步净化，提纯后得到纯净的硫酸锰溶液，在碱性条件下，通入空气氧化，沉淀物经洗涤、干燥后直接得到高纯四氧化三锰颗粒。
上述的稀酸可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸，浓度为0.01-1mol/L。
本发明通过对软锰矿还原前的预处理，大大降低了产品中钙镁离子含量；还原剂采用二氧化硫，不带入任何杂质、廉价、易得，且在常温常压下和二氧化锰反应，使软锰矿中锰的浸出率达到95％，因此降低了四氧化三锰的成本，该方法具有工艺简单，投资少的特点。
具体实施方式：
实施例1：软锰矿细粉(粒度为200-300目)中加入浓度为0.2mol/L的稀盐酸浸泡18小时，经3次洗涤压滤，再加去离子水调制成pH为6-6.5、固液比为1∶2的矿浆。向矿浆中通入二氧化硫气体，控制pH值不小于5，待反应完全(此时矿浆中黑色矿物全部消失)，过滤，用氨水将滤液pH值调整约6.5，加入适量的硫化钡，静止24小时，过滤。得到纯净硫酸锰溶液。向硫酸锰溶液中加入10％的氨水，通入空气进行氧化，氧化过程的最高pH不超过8，氧化时间为10小时。过滤洗涤4次。即得到四氧化三锰。将四氧化三锰在120℃中干燥5小时。对干燥的四氧化三锰进行分析，结果如下：
  成分   SiO2   CaO   MgO   Na2O   K2O   SO4 2-   Al   Co   Fe   Ni
  检测结果(ppm) 18 18.2 无 无 无 500 无 无 无 无
                Mn含量：71.3％                  比表面积：11.56m2/g
实施例2：软锰矿细粉(粒度为300-400目)中加入浓度为1.0mol/L的稀硫酸浸泡8小时，经3次洗涤压滤，再加去离子水和稀氨水调制成pH为6-6.5、固液比为1∶2的矿浆。向矿浆中通入二氧化硫气体，控制pH值不小于5，待反应完全(此时矿浆中黑色矿物全部消失)，过滤，用氨水将滤液pH值调整约6.5，加入适量的硫化钡，静止24小时，过滤。得到纯净硫酸锰溶液。向硫酸锰溶液中加入10％的氨水，通入空气进行氧化，氧化过程的最高pH不超过8，氧化时间为10小时。过滤洗涤4次。即得到四氧化三锰。将四氧化三锰在120℃中干燥5小时。对干燥的四氧化三锰进行分析，结果如下：
  成分   SiO2   CaO   MgO   Na2O   K2O   SO4 2-   Al   Co   Fe   Ni
  检测结果(ppm) 4 13.5 无 无 无 500 无 无 无 无
                 Mn含量：71.5％               比表面积：12.02m2/g
实施例3：软锰矿细粉(粒度为300-400目)中加入浓度为0.5mol/L的稀硝酸浸泡10小时，经3次洗涤压滤，再加去离子水和稀氨水调制成pH为6-6.5、固液比为1∶2的矿浆。向矿浆中通入二氧化硫气体，控制pH值不小于5，待反应完全(此时矿浆中黑色矿物全部消失)，过滤，用氨水将滤液pH值调整约6.5，加入适量的硫化钡，静止24小时，过滤。得到纯净硫酸锰溶液。向硫酸锰溶液中加入10％的氨水，通入空气进行氧化，氧化过程的最高pH不超过8，氧化时间为10小时。过滤洗涤4次。即得到四氧化三锰。将四氧化三锰在120℃中干燥5小时。对干燥的四氧化三锰进行分析，结果如下：
  成分   SiO2   CaO   MgO   Na2O   K2O   SO4 2-   Al   Co   Fe   Ni
  检测结果(ppm) 18 16.7 无 无 无 400 无 无 无 无
               Mn含量：71.3％               比表面积：11.75m2/g

Claims (2)

1、一种以软锰矿为原料制备高纯四氧化三锰的方法，其特征为该方法步骤如下：首先将粉状、粒径200---500目的软锰矿原料在稀酸中浸泡1-24小时，浸泡后的矿物制成矿浆，使其pH值为6-6.5，固液比为1∶2-3，在接近中性的条件下通入二氧化硫还原剂，在还原软锰矿过程中，保持矿浆的pH值不小于5，得到钙镁离子含量极低的硫酸锰溶液，然后用公知的包括化学除杂的净化方法对制得的硫酸锰溶液进一步净化，提纯后得到纯净的硫酸锰溶液，在碱性条件下，通入空气氧化，沉淀物经洗涤、干燥后直接得到高纯四氧化三锰颗粒。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述的稀酸为硫酸或硝酸或盐酸，浓度为0.01-1mol/L。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102060332A (zh) * 2010-11-10 2011-05-18 湘西自治州兴湘科技开发有限责任公司 一种硫酸锰循环生产四氧化三锰的方法
CN102154566A (zh) * 2011-03-25 2011-08-17 重庆大学 一种以软锰矿为原料制备高锰含量锰-铝中间合金的方法
CN114772649A (zh) * 2022-04-13 2022-07-22 贵州大龙汇成新材料有限公司 一种利用贫锰矿制备四氧化三锰的方法

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