CN114481166A - 一种高品质的电解二氧化锰的制备方法 - Google Patents
一种高品质的电解二氧化锰的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114481166A CN114481166A CN202210221969.6A CN202210221969A CN114481166A CN 114481166 A CN114481166 A CN 114481166A CN 202210221969 A CN202210221969 A CN 202210221969A CN 114481166 A CN114481166 A CN 114481166A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- manganese
- gas
- sulfur dioxide
- concentration
- manganese dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 16
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 84
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 48
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- GOPYZMJAIPBUGX-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Mn+4] Chemical class [O-2].[O-2].[Mn+4] GOPYZMJAIPBUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 4
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N propylenediamine Chemical compound CC(N)CN AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 3
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 3
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/21—Manganese oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
- B02C19/186—Use of cold or heat for disintegrating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G45/00—Compounds of manganese
- C01G45/10—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/50—Processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明属于电解技术领域，公开了一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。本发明在破碎过程中不会产生粉尘，噪音小，破碎更均匀，装置结构更紧凑；同时，通过硫酸的制备方法制备的硫酸质量高，从而制备的电解二氧化锰品质高。
Description
技术领域
本发明属于电解技术领域，尤其涉及一种高品质的电解二氧化锰的制备方法。
背景技术
二氧化锰，是一种无机化合物，化学式为MnO2，为黑色无定形粉末或黑色斜方晶体，难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸，加热情况下溶于浓盐酸而产生氯气。用于锰盐的制备，也用作氧化剂、除锈剂、催化剂。主要取自天然矿物软锰矿。普遍采用高温硫酸锰溶液电解法制取，碳酸锰矿和软锰矿均可作为原料。硫酸锰溶液的制备包括浸取、除铁、中和、除重金属、过滤、静置除钙镁等工序，经高温电解后制得粗产品，再经处理包括剥离、粉碎、洗涤、中和与干燥等过程制得合格晶。当采用氯化锰溶液电解可制得纤维状二氧化锰。还有碳酸锰、硝酸锰热解法，由低价氧化锰与氧化剂如氯酸钠、氯气、氧气等分别组合反应直接氧化制得。然而，现有高品质的电解二氧化锰的制备方法无法对天然锰矿进行充分粉碎，粉碎效果差，无法满足需要；同时，采用的硫酸质量差，导致制备的电解二氧化锰品质低。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有高品质的电解二氧化锰的制备方法无法对天然锰矿进行充分粉碎，粉碎效果差，无法满足需要；同时，采用的硫酸质量差，导致制备的电解二氧化锰品质低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高品质的电解二氧化锰的制备方法。
本发明是这样实现的，一种高品质的电解二氧化锰的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将天然锰矿进行粉碎；
步骤二，通过二氧化硫气体制备硫酸；
步骤三，将粉碎后的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合进行络合反应，过滤得到粗硫酸锰溶液；
步骤四，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。
进一步，所述有机聚合物为PVDF、PVDF-HFP、PEO按质量比1：1：1混合；
所述负极为锂金属、锌金属、铝金属按质量比1：1：1混合。
进一步，介孔SiO2纳米颗粒与有机聚合物的质量比为1.2:1；复合人工固态电解质膜的厚度为0.5-100μm。
进一步，改进的二氧化锰负极制备方法包括：
(1)将高分子聚合物溶解在溶剂中；
(2)加入介孔SiO2纳米颗粒，超声分散并剧烈搅拌，得到均匀的分散液；
(3)采用刮涂法或旋涂法将该分散液涂覆在负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
进一步，步骤(1)所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃按质量比1：1：1混合。
进一步，所述步骤(3)进一步包括：采用刮涂法将该分散液涂覆在金属负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
进一步，所述将天然锰矿进行粉碎方法如下：
(1)将大块天然锰矿破碎成合适后续步骤处理的尺寸的小块天然锰矿，将小块天然锰矿导入到进行第一次微波加热，经加热的天然锰矿进行水冷却，经水冷却后的天然锰矿通过吹风将天然锰矿表面的水分吹干，将天然锰矿送入第二次微波加热箱进行第二次加热，加热后的天然锰矿送入粉碎箱进行粉碎。
进一步，所述硫酸的制备方法如下：
1)将二氧化硫气体进行净化处理，除去其中的尘埃；
2)将部分所述高浓度二氧化硫气体进行预转化吸收处理，所述高浓度二氧化硫气体的二氧化硫浓度高于设定二氧化硫浓度，所述预转化吸收处理包括：将所述高浓度二氧化硫气体进行加热处理，以便得到加热后的气体；利用第一催化剂床层对所述加热后的气体进行第一转化处理，以便得到第一转化后的气体，其中，所述第一转化处理是在不高于630摄氏度的条件下进行的；
3)将所述第一转化后的气体进行预吸收处理，以便得到硫酸和预吸收后的气体，将所述预吸收后的气体与剩余所述气体混合，以便得到混合气体，其中，所述混合气体的二氧化硫浓度低于设定二氧化硫浓度；以及利用所述低浓度二氧化硫气体制酸装置将所述混合气体转化吸收为所述硫酸，其中，所述低浓度二氧化硫气体的制酸装置的二氧化硫气体处理浓度不高于所述设定二氧化硫浓度。
进一步，所述天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合得到的混合溶液中多胺的质量浓度为11％；
进一步，所述多胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺和丙三胺中的至少一种；
所述电解液中多胺的质量浓度为9％；
所述电解时，电解液的温度为106℃；在阳极施加一组电化学震荡。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过将天然锰矿进行粉碎方法经过初步破碎的天然锰矿块通过微波加热和冷水喷淋，使天然锰矿内部产生热胀冷缩的形变，天然锰矿内部的自动破裂，使得粉碎跟容易，更均匀。本装置在破碎过程中不会产生粉尘，噪音小，破碎更均匀，装置结构更紧凑；同时，通过硫酸的制备方法制备的硫酸质量高，从而制备的电解二氧化锰品质高。
本发明创造性地提出一种介孔SiO2/高分子复合金属负极，借助SiO2的介孔结构来储存一定量的电解液，从而保证固态电解质膜内部Li+的高效快速传输。该负极与电解液之间的界面稳定性，抑制枝晶生长，延长金属负极的循环寿命。
附图说明
图1是本发明实施提供的高品质的电解二氧化锰的制备方法流程图。
图2是本发明实施提供的将天然锰矿进行粉碎方法流程图。
图3是本发明实施提供的硫酸的制备方法流程图。
图4是本发明实施提供的测试在1M电解液中的离子电导率图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明提供一种高品质的电解二氧化锰的制备方法包括以下步骤：
S101，将天然锰矿进行粉碎；
S102，通过二氧化硫气体制备硫酸；
S103，将粉碎后的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合进行络合反应，过滤得到粗硫酸锰溶液；
S104，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；
步骤S104在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。
优选地，所述有机聚合物为PVDF、PVDF-HFP、PEO按质量比1：1：1混合；
所述负极为锂金属、锌金属、铝金属按质量比1：1：1混合。
优选地，介孔SiO2纳米颗粒与有机聚合物的质量比为1.2:1；复合人工固态电解质膜的厚度为0.5-100μm。
优选地，改进的二氧化锰负极制备方法包括：
(1)将高分子聚合物溶解在溶剂中；
(2)加入介孔SiO2纳米颗粒，超声分散并剧烈搅拌，得到均匀的分散液；
(3)采用刮涂法或旋涂法将该分散液涂覆在负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
优选地，步骤(1)所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃按质量比1：1：1混合。
优选地，所述步骤(3)进一步包括：采用刮涂法将该分散液涂覆在金属负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
如图2所示，本发明提供的将天然锰矿进行粉碎方法如下：
S201，将大块天然锰矿破碎成合适后续步骤处理的尺寸的小块天然锰矿，将小块天然锰矿导入到进行第一次微波加热，经加热的天然锰矿进行水冷却，经水冷却后的天然锰矿通过吹风将天然锰矿表面的水分吹干，将天然锰矿送入第二次微波加热箱进行第二次加热，加热后的天然锰矿送入粉碎箱进行粉碎。
如图3所示，本发明提供的硫酸的制备方法如下：
S301，将二氧化硫气体进行净化处理，除去其中的尘埃；
S302，将部分所述高浓度二氧化硫气体进行预转化吸收处理，所述高浓度二氧化硫气体的二氧化硫浓度高于设定二氧化硫浓度，所述预转化吸收处理包括：将所述高浓度二氧化硫气体进行加热处理，以便得到加热后的气体；利用第一催化剂床层对所述加热后的气体进行第一转化处理，以便得到第一转化后的气体，其中，所述第一转化处理是在不高于630摄氏度的条件下进行的；
S303，将所述第一转化后的气体进行预吸收处理，以便得到硫酸和预吸收后的气体，将所述预吸收后的气体与剩余所述气体混合，以便得到混合气体，其中，所述混合气体的二氧化硫浓度低于设定二氧化硫浓度；以及利用所述低浓度二氧化硫气体制酸装置将所述混合气体转化吸收为所述硫酸，其中，所述低浓度二氧化硫气体的制酸装置的二氧化硫气体处理浓度不高于所述设定二氧化硫浓度。
本发明提供的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合得到的混合溶液中多胺的质量浓度为11％；
本发明提供的多胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺和丙三胺中的至少一种；
所述电解液中多胺的质量浓度为9％；
所述电解时，电解液的温度为106℃；在阳极施加一组电化学震荡。
实验表明，与现有技术一、现有技术二公开的常规电极相比，本发明制备的负极，分别测试了在1M电解液中的离子电导率，如图4所示，当加入介孔SiO2颗粒后，离子电导率高达5.0×10-4S/cm。说明介孔SiO2的确能大幅提高离子电导率。此外，机械强度大幅提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述高品质的电解二氧化锰的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将天然锰矿进行粉碎；
步骤二，通过二氧化硫气体制备硫酸；
步骤三，将粉碎后的天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合进行络合反应，过滤得到粗硫酸锰溶液；
步骤四，采用多胺将得到的粗硫酸锰溶液的pH值调至7，过滤得到硫酸锰溶液；将得到的硫酸锰溶液进行机械式蒸汽再压缩，得到浓缩液；将得到的浓缩液与多胺混合，得到电解液；将得到的电解液进行电解，得到电解二氧化锰；在电解液进行电解中，利用改进的二氧化锰负极配合正极进行二氧化锰，所述改进的二氧化锰负极表面集成由介孔SiO2纳米颗粒和有机聚合物组成的电解质膜。
2.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物为PVDF、PVDF-HFP、PEO按质量比1：1：1混合；
所述负极为锂金属、锌金属、铝金属按质量比1：1：1混合。
3.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，介孔SiO2纳米颗粒与有机聚合物的质量比为1.2:1；复合人工固态电解质膜的厚度为0.5-100μm。
4.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，改进的二氧化锰负极制备方法包括：
(1)将高分子聚合物溶解在溶剂中；
(2)加入介孔SiO2纳米颗粒，超声分散并剧烈搅拌，得到均匀的分散液；
(3)采用刮涂法或旋涂法将该分散液涂覆在负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
5.如权利要求4所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃按质量比1：1：1混合。
6.如权利要求4所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)进一步包括：采用刮涂法将该分散液涂覆在金属负极表面，经真空干燥后得改进的二氧化锰负极。
7.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述将天然锰矿进行粉碎方法如下：
(1)将大块天然锰矿破碎成合适后续步骤处理的尺寸的小块天然锰矿，将小块天然锰矿导入到进行第一次微波加热，经加热的天然锰矿进行水冷却，经水冷却后的天然锰矿通过吹风将天然锰矿表面的水分吹干，将天然锰矿送入第二次微波加热箱进行第二次加热，加热后的天然锰矿送入粉碎箱进行粉碎。
8.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述硫酸的制备方法如下：
1)将二氧化硫气体进行净化处理，除去其中的尘埃；
2)将部分所述高浓度二氧化硫气体进行预转化吸收处理，所述高浓度二氧化硫气体的二氧化硫浓度高于设定二氧化硫浓度，所述预转化吸收处理包括：将所述高浓度二氧化硫气体进行加热处理，以便得到加热后的气体；利用第一催化剂床层对所述加热后的气体进行第一转化处理，以便得到第一转化后的气体，其中，所述第一转化处理是在不高于630摄氏度的条件下进行的；
3)将所述第一转化后的气体进行预吸收处理，以便得到硫酸和预吸收后的气体，将所述预吸收后的气体与剩余所述气体混合，以便得到混合气体，其中，所述混合气体的二氧化硫浓度低于设定二氧化硫浓度；以及利用所述低浓度二氧化硫气体制酸装置将所述混合气体转化吸收为所述硫酸，其中，所述低浓度二氧化硫气体的制酸装置的二氧化硫气体处理浓度不高于所述设定二氧化硫浓度。
9.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述天然锰矿与硫酸混合进行酸浸，然后与多胺混合得到的混合溶液中多胺的质量浓度为11％。
10.如权利要求1所述的高品质的电解二氧化锰的制备方法，其特征在于，所述多胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺和丙三胺中的至少一种；
所述电解液中多胺的质量浓度为9％；
所述电解时，电解液的温度为106℃；在阳极施加一组电化学震荡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210221969.6A CN114481166A (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种高品质的电解二氧化锰的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210221969.6A CN114481166A (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种高品质的电解二氧化锰的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114481166A true CN114481166A (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81486391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210221969.6A Pending CN114481166A (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种高品质的电解二氧化锰的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114481166A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106582253A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-04-26 | 贵州大学 | 一种锰酸铁用于烟气脱硫脱汞处理方法 |
| CN106731644A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-31 | 贵州大学 | 一种改性软锰矿处理燃煤烟气的方法 |
| CN109095441A (zh) * | 2017-06-20 | 2018-12-28 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 制备硫酸的方法 |
| CN111463403A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-28 | 武汉大学 | 复合人工固态电解质界面膜修饰的负极材料及其电池应用 |
| CN113061910A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-02 | 长沙学院 | 一种电解二氧化锰及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-03-07 CN CN202210221969.6A patent/CN114481166A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106582253A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-04-26 | 贵州大学 | 一种锰酸铁用于烟气脱硫脱汞处理方法 |
| CN106731644A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-31 | 贵州大学 | 一种改性软锰矿处理燃煤烟气的方法 |
| CN109095441A (zh) * | 2017-06-20 | 2018-12-28 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 制备硫酸的方法 |
| CN111463403A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-28 | 武汉大学 | 复合人工固态电解质界面膜修饰的负极材料及其电池应用 |
| CN113061910A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-02 | 长沙学院 | 一种电解二氧化锰及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103094539B (zh) | 一种二氧化锡量子点石墨烯片复合物的制备方法 | |
| CN113443640B (zh) | 一种利用磷酸铁锂电池正负极废粉制备电池级碳酸锂和电池级磷酸铁的方法 | |
| CN106876704B (zh) | 一种纳微结构正磷酸铁的制备方法 | |
| CN112186182B (zh) | 一维中空碳包覆硒化铁纳米管复合电极材料及其制备方法 | |
| CN109574005B (zh) | 一种锂硫电池负极生物碳材料的制备方法 | |
| CN115650202B (zh) | 一种榴莲壳基硬碳负极材料及其制备方法 | |
| CN111115604A (zh) | 一种碳掺杂磷酸铁的制备方法 | |
| CN109065864B (zh) | 碳/氧化锡/石墨烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113213453B (zh) | 一种基于废旧沥青的离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN117476858A (zh) | 一种改性硫酸铁钠正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN114481166A (zh) | 一种高品质的电解二氧化锰的制备方法 | |
| CN115584397B (zh) | 一种锂离子半固态电池中锂镧锆钛氧回收方法 | |
| CN115321505B (zh) | 一种含锂废水综合回收制取磷酸铁锂的方法及应用 | |
| CN114604850B (zh) | 多孔微球碳负极材料的制备方法及其应用 | |
| CN113097473B (zh) | 一种纳米结构锐钛矿二氧化钛及其制备方法和应用 | |
| CN114243013B (zh) | 一种钠离子电池正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN112125352B (zh) | 一种高镍正极材料的制备方法 | |
| CN114262905B (zh) | 一种捕集co2的熔融碳酸盐电解液及其用途 | |
| CN109546148B (zh) | 一种板栗皮制备多孔不规则球状生物碳锂硫电池正极材料的方法 | |
| CN111005031B (zh) | 一种掺杂改性电解二氧化锰及其制备方法和应用 | |
| CN109686945B (zh) | 一种低温自活化制备碳包覆锡基复合材料的方法 | |
| CN115448363B (zh) | 一种mil-100(v)衍生的多孔钒氧化物正极材料及其制备方法和应用 | |
| JPH07257928A (ja) | カーボン−マンガン酸化物複合体分散浴からの二酸化マンガンの電解製造とアルカリ電池正極活物質への応用 | |
| JPH11345612A (ja) | リチウム電池用正極材科の製造方法 | |
| CN114744192A (zh) | 磷酸铁锂正极材料的再生方法、磷酸铁锂正极材料及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220513 |