CN106517347A - 一种电池级硫酸锰的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种电池级硫酸锰的制备方法,属于湿法冶金技术领域，该方法包括以下步骤：步骤一、用硫酸锰溶液作为萃取前液；步骤二、向辛癸酸中加入400g/L的氢氧化钠进行皂化；步骤三、将萃取前液和皂化后的辛癸酸进行混合萃取；步骤四、向所述萃取箱中泵入20g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应；步骤五、将含有锰离子的萃取有机相经200g/L的硫酸进行反萃；步骤六、得到电池级硫酸锰。该方法将含杂质较高的硫酸锰溶液，进入萃取系统，经过萃取、洗涤、反萃过程达到去除杂质的目的，整个工艺过程没有化学净化和化学除钙、镁过程，节省了能源和辅助材料，并且不引入氟等阴离子，降低了对设备的要求。

Description

一种电池级硫酸锰的制备方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，特别是涉及一种电池级硫酸锰的制备方法。
背景技术
目前电池级硫酸锰的生产方法主要为化学净化法和萃取法，现在化学法涉及除钙、镁工序，存在能耗大和引入腐蚀性强的氟离子，对设备影响较大。萃取法一般用P204进行全萃，萃取之前也需进行化学净化除钙、镁，也存在能耗大和引入腐蚀性强的氟离子，对设备影响较大的技术问题，且生产的电池级硫酸锰含氟较高，降低了产品质量。
因此现有技术当中亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种电池级硫酸锰的制备方法，能够克服传统方法的工序多，能耗高及引进腐蚀性较高的氟离子对设备的腐蚀等技术问题，降低了对设备的要求，提高了产品的质量。
为了达到上述目的，本发明提出了一种电池级硫酸锰的制备方法，其特征是包括如下步骤,且以下步骤顺次进行：
步骤一、用硫酸锰溶液作为萃取前液，调整萃取前液的pH值为1.0～3.0，其中萃取前液中元素含量为：Ni：0.005g/L～0.04g/L，Mn：100g/L～130g/L，Zn：0.1g/L～0.6g/L，Cu:0.66g/L～4g/L，Ca:0.1g/L～0.5g/L，Mg:0.01g/L～0.001g/L；
步骤二、向体积浓度为10％～30％的辛癸酸中加入400g/L的氢氧化钠进行皂化，皂化率控制在40％～60％；
步骤三、将萃取前液和皂化后的辛癸酸泵入萃取箱内进行混合萃取，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为5:1～10:1，开启搅拌桨，搅拌桨转速控制在100转/分钟～300转/分钟；
步骤四、萃取完毕后，向所述萃取箱中泵入20g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应，搅拌桨转速控制在100转/分钟～300转/分钟，萃取温度控制在30℃～50℃，萃取相比控制在10:1～30：1，洗涤终点pH值控制在3.0～4.0，将共萃到有机相中的钙、镁及镍杂质洗到萃余液中；
步骤五、将含有锰离子的萃取有机相经200g/L的硫酸进行反萃，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为6：1～10：1，搅拌桨转速控制在100转/分钟～300转/分钟,萃取终点pH值控制在4.0～6.0，得到硫酸锰溶液，其中硫酸锰溶液包含杂质的组分及含量为Ca≤0.01g/L，Mg≤0.001g/L，Cu≤0.01g/L，Zn≤0.01g/L，Ni≤0.01g/L；
步骤六、通过步骤一到步骤五得到的硫酸锰溶液经过超声波破乳除油及活性炭吸附除油，硫酸锰溶液含油控制在1ppm～5ppm，除油后的硫酸锰液体经过蒸发、结晶、离心、干燥及包装得到电池级硫酸锰。
优选的，所述步骤三中萃取相比为5：1。
优选的，所述步骤五中萃取相比为7：1。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提出了一种电池级硫酸锰的制备方法，将含杂质硫酸锰溶液与萃取剂辛癸酸在一定温度下和一定搅拌转数下进行逆流萃取，整个工艺过程没有化学净化和化学除钙、镁过程，节省了能源和辅助材料，并且不引入氟等阴离子，降低了对设备的要求，提高了产品的质量。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种电池级硫酸锰的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提出了将含杂质硫酸锰溶液与萃取剂辛癸酸在一定温度下和一定搅拌转数下进行逆流萃取，用含杂硫酸锰生产电池级硫酸锰的新方法，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但实施例不限制本发明，且发明中未述及之处适用于现有技术。
实施例1
步骤一、选取萃取前液
用硫酸锰溶液作为萃取前液，调整萃取前液的pH值为1.5，其中萃取前液中元素含量为：Ni：0.01g/L，Mn：113g/L，Zn：0.3g/L，Cu:0.66g/L，Ca:0.39g/L，Mg:0.005g/L；
步骤二、萃取剂辛癸酸皂化
辛癸酸向体积浓度为30％的辛癸酸中加入400g/L的氢氧化钠进行皂化，皂化率控制在54％；
步骤三、萃取
用泵将萃取前液和皂化后的辛癸酸泵入萃取箱内混合，发生萃取反应，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为5:1，开启搅拌桨，搅拌桨转速控制在260转/分钟；
步骤四、洗涤
萃取完毕后，向所述萃取箱中泵入20g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应，搅拌桨转速控制在260转/分钟，萃取温度控制在30℃～50℃，萃取相比控制在20：1，洗涤终点pH值控制在3.0～4.0，将共萃到有机相中的钙、镁及镍杂质洗到萃余液中，达到降低有机相中钙、镁及镍三种杂质的浓度，以保证硫酸锰溶液达标；
步骤五、反萃
锰被萃到有机相中，通过200g/L的硫酸将萃到有机相中的锰转化成硫酸锰而进入到无机相中，生产纯净硫酸锰溶液，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为6.6：1，搅拌桨转速控制在260转/分钟,萃取终点pH值控制在5.1，得到硫酸锰溶液，硫酸锰溶液中各元素含量为：Ni:0.0086g/L，Mn:120g/LZn:0.0018g/L，Cu:0.001g/L，Ca:0.025g/L，Mg:0.0005g/L；
步骤六、通过步骤一到步骤五得到的硫酸锰溶液经过超声波破乳除油及活性炭吸附除油，硫酸锰溶液含油控制在1ppm～5ppm，除油后的硫酸锰液体经过蒸发、结晶、离心、干燥及包装得到电池级硫酸锰。
实施例2
步骤一、选取萃取前液
用硫酸锰溶液作为萃取前液，调整萃取前液的pH值为1.72，其中萃取前液中元素含量为：Ni：0.03g/L，Mn：120g/L，Zn：0.55g/L，Cu:2.5g/L，Ca:0.44g/L，Mg:0.008g/L；
步骤二、萃取剂辛癸酸皂化
向体积浓度为10％的辛癸酸中加入400g/L的氢氧化钠进行皂化，皂化率控制在45％；
步骤三、萃取
将萃取前液和皂化后的辛癸酸泵入萃取箱内进行混合萃取，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为5.5:1，开启搅拌桨，搅拌桨转速控制在100转/分钟；
步骤四、洗涤
萃取完毕后，向所述萃取箱中泵入20g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应，搅拌桨转速控制在100转/分钟，萃取温度控制在30℃～50℃，萃取相比控制在14：1，洗涤终点pH值控制在3.0～4.0，将共萃到有机相中的钙、镁及镍杂质洗到萃余液中，达到降低有机相中钙、镁及镍三种杂质的浓度，以保证硫酸锰溶液达标；
步骤五、反萃
锰被萃到有机相中，通过200g/L的硫酸将萃到有机相中的锰转化成硫酸锰而进入到无机相中，生产纯净硫酸锰溶液，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为9：1，搅拌桨转速控制在100转/分钟,萃取终点pH值控制在5.36，得到硫酸锰溶液，硫酸锰溶液中各元素含量为：Ni:0.0075g/L，Mn:104g/LZn:0.0011g/L，Cu:0.0006g/L，Ca:0.019g/L，Mg:0.0003g/L；
步骤六、通过步骤一到步骤五得到的硫酸锰溶液经过超声波破乳除油及活性炭吸附除油，硫酸锰溶液含油控制在1ppm～5ppm，除油后的硫酸锰液体经过蒸发、结晶、离心、干燥及包装得到电池级硫酸锰。
实施例3
步骤一、选取萃取前液
用硫酸锰溶液作为萃取前液，调整萃取前液的pH值为1.0，其中萃取前液中元素含量为：Ni:0.04g/L，Mn:115g/L，Zn:0.38g/L，Cu:3.0g/L，Ca:0.38g/L，Mg:0.008g/L；
步骤二、萃取剂辛癸酸皂化
向体积浓度为20％的辛癸酸中加入400g/L的氢氧化钠进行皂化，皂化率控制在50％；
步骤三、萃取
将萃取前液和皂化后的辛癸酸泵入萃取箱内进行混合萃取，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为6:1，开启搅拌桨，搅拌桨转速控制在300转/分钟；
步骤四、萃取有机的洗涤
萃取完毕后，向所述萃取箱中泵入20g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应，搅拌桨转速控制在300转/分钟，萃取温度控制在30℃～50℃，萃取相比控制在18：1，洗涤终点pH值控制在3.0～4.0，将共萃到有机相中的钙、镁及镍杂质洗到萃余液中，达到降低有机相中钙、镁及镍三种杂质的浓度，以保证硫酸锰溶液达标；
步骤五、萃取有机的反萃
锰被萃到有机相中，通过200g/L的硫酸将萃到有机相中的锰转化成硫酸锰而进入到无机相中，生产纯净硫酸锰溶液，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为8：1，搅拌桨转速控制在300转/分钟,萃取终点pH值控制在5.26，得到硫酸锰溶液，硫酸锰溶液中各元素含量为：Ni:0.006g/L，Mn:108g/L Zn:0.0015g/L，Cu:0.0015g/L，Ca:0.0063g/L，Mg:0.0004g/L；
步骤六、通过步骤一到步骤五得到的硫酸锰溶液经过超声波破乳除油及活性炭吸附除油，硫酸锰溶液含油控制在1ppm～5ppm，除油后的硫酸锰液体经过蒸发、结晶、离心、干燥及包装得到电池级硫酸锰。
本发明提供一种电池级硫酸锰的制备方法，能够克服传统方法的工序多，能耗高及引进腐蚀性较高的氟离子对设备的腐蚀，降低了对设备的要求，产品质量高。本发明的技术方案较现有技术具有更广范的应用前景。

Claims (3)

1.一种电池级硫酸锰的制备方法，其特征是包括如下步骤,且以下步骤顺次进行：
步骤一、用硫酸锰溶液作为萃取前液，调整萃取前液的pH值为1.0～3.0，其中萃取前液中元素含量为：Ni：0.005g/L～0.04g/L，Mn：100g/L～130g/L，Zn：0.1g/L～0.6g/L，Cu:0.66g/L～4g/L，Ca:0.1g/L～0.5g/L，Mg:0.01g/L～0.001g/L；
步骤二、向体积浓度为10％～30％的辛癸酸中加入400g/L的氢氧化钠进行皂化，皂化率控制在40％～60％；
步骤三、将萃取前液和皂化后的辛癸酸泵入萃取箱内进行混合萃取，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为5:1～10:1，开启搅拌桨，搅拌桨转速控制在100转/分钟～300转/分钟；
步骤四、萃取完毕后，向所述萃取箱中泵入20g/L硫酸与萃取有机相接触进行萃取反应，搅拌桨转速控制在100转/分钟～300转/分钟，萃取温度控制在30℃～50℃，萃取相比控制在10:1～30：1，洗涤终点pH值控制在3.0～4.0，将共萃到有机相中的钙、镁及镍杂质洗到萃余液中；
步骤五、将含有锰离子的萃取有机相经200g/L的硫酸进行反萃，萃取温度为30℃～50℃，萃取相比为6：1～10：1，搅拌桨转速控制在100转/分钟～300转/分钟,萃取终点pH值控制在4.0～6.0，得到硫酸锰溶液，其中硫酸锰溶液包含杂质的组分及含量为Ca≤0.01g/L，Mg≤0.001g/L，Cu≤0.01g/L，Zn≤0.01g/L，Ni≤0.01g/L；
步骤六、通过步骤一到步骤五得到的硫酸锰溶液经过超声波破乳除油及活性炭吸附除油，硫酸锰溶液含油控制在1ppm～5ppm，除油后的硫酸锰液体经过蒸发、结晶、离心、干燥及包装得到电池级硫酸锰。
2.根据权利要求1所述的电池级硫酸锰的制备方法，其特征是：所述步骤三中萃取相比为5：1。
3.根据权利要求1所述的电池级硫酸锰的制备方法，其特征是：所述步骤五中萃取相比为7：1。
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