CN114507781A - 一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，涉及湿法冶金领域。该硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，包括以下步骤：S1：取锰离子浓度20～30g/L硫酸锰溶液作底液，放入烧杯中使用玻璃棒常温搅拌，得到硫酸锰溶液；S2：使用天平称取30‑60克二氧化锰与40‑120克硫化钡，称量好之后将二氧化锰和硫化钡均放入纯水中融化成就浆状，得到化浆液。通过氧化还原反应制得复合反萃剂对硫酸锰溶液萃取脱氟，包括等摩尔量二氧化锰和硫化钡在纯水中化浆，再将其加入到等摩尔量锰离子的硫酸锰溶液中充分反应，过滤湿料作反萃剂萃取脱氟，有机相中氟离子浓度从3.5～4g/L降至10mg/L以下。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体为一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法。
背景技术
硫酸锰是锰系动力锂电池正极材料最重要、最基础的锰源材料。有研究报告表明，电池用高纯硫酸锰的需求量将随着三元材料的爆发式增长而稳步增长。由于原材料中的钙、镁等杂质对锂离子电池的高温形貌及循环性能有重要影响，因此动力电池的发展对硫酸锰中杂质含量的要求相当苛刻。
目前，硫酸锰溶液钙、镁离子的去除主要通过添加氟化物形成氟化钙、氟化镁沉淀经压滤去除。然而在除钙镁阶段，由于钙镁离子很容易与氟离子形成络合物，如六氟化钙、六氟化镁等，因此需要在溶液中加入大量氟化物才能使钙镁沉淀出来。一般而言，需保持溶液中氟离子浓度在3.5～4g/L，才可使溶液中钙镁离子含量降至40mg/L以下。
为使氟循环利用，一般采取萃取回收溶液中氟。首先将除钙镁后含氟硫酸锰溶液酸化，使溶液中氟离子转化为氢氟酸分子，然后加入萃取剂把氢氟酸分子萃取到有机相中。有机相中氟经反萃进入水相，回收的氟继续对硫酸锰溶液除钙镁，从而实现氟的循环利用。
传统有机相反萃氟时，一般以氨水、金属锰粉、液碱等调pH回收氟。对于硫酸锰溶液而言，若以氨水、液碱作反萃剂，则会导致硫酸锰产品硫铵含量和钠含量严重超标，导致产品质量不合格，因此现阶段生产的硫酸锰产品在回收氟阶段不再采用氨水、液碱调pH。以金属锰粉作反萃剂时，硫酸锰产品虽不会引入其他杂质，但在反萃阶段会产生大量氢气，有严重的安全隐患。因此在保证硫酸锰产品质量和生产操作安全的前提下，开发出一种新的复合反萃剂成为一个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，解决了硫酸锰生产过程中以金属锰粉作反萃剂萃取回收氟时存在的弊端的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，包括以下步骤：
S1：取锰离子浓度20～30g/L硫酸锰溶液作底液，放入烧杯中使用玻璃棒常温搅拌，得到硫酸锰溶液；
S2：使用天平称取30-60克二氧化锰与40-120克硫化钡，称量好之后将二氧化锰和硫化钡均放入纯水中融化成就浆状，得到化浆液；
S3：将步骤S2中的化浆液加入S1中的硫酸锰溶液中，使用玻璃棒胶棒1-5分钟之后静置反应1h；
S4：所述S3中静置反应结束之后获得反应溶液，使用压滤设备将反应溶液压滤获得硫酸锰湿料；
S5：将S4步骤中的硫酸锰湿料作反萃剂加入反萃介质中，净化脱氟，有机相中F含量降至10mg/L以下。
优选的，步骤S1中硫酸锰溶液为稀释的硫酸锰母液、稀释的硫酸锰合格液中任意一种。
优选的，步骤S2中二氧化锰与硫化钡摩尔比为1：1，且二者加入量与步骤S1中硫酸锰溶液中锰离子摩尔数相同。化浆所需纯水体积为步骤S1中硫酸锰溶液体积10％。
优选的，步骤S5中未反应的固体经压滤后返回步骤S3中循环利用。
优选的，所述S4步骤中的压滤设备为压滤机。
本发明提供了一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法。具备以下有益效果：
本发明通过氧化还原反应制得反萃剂对硫酸锰溶液萃取脱氟，包括取等摩尔量二氧化锰和硫化钡纯水中化浆，再将其加入到等摩尔量锰离子的硫酸锰溶液中充分反应，过滤湿料作反萃剂萃取脱氟。与现有以金属锰粉作反萃剂相比，无环境污染，无易燃易爆气体产生，具有很高应用价值和广阔的发展前景，实现了环保、安全的氟回收。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，包括以下步骤：
S1：取锰离子浓度20～30g/L硫酸锰溶液作底液，放入烧杯中使用玻璃棒常温搅拌，得到硫酸锰溶液；
S2：使用天平称取30-60克二氧化锰与40-120克硫化钡，称量好之后将二氧化锰和硫化钡均放入纯水中融化成就浆状，得到化浆液；
S3：将步骤S2中的化浆液加入S1中的硫酸锰溶液中，使用玻璃棒胶棒1-5分钟之后静置反应1h；
S4：所述S3中静置反应结束之后获得反应溶液，使用压滤设备将反应溶液压滤获得硫酸锰湿料；
S5：将S4步骤中的硫酸锰湿料作反萃剂加入反萃介质中，净化脱氟，有机相中F含量降至10mg/L以下，通过氧化还原反应制得反萃剂对硫酸锰溶液萃取脱氟，包括取等摩尔量二氧化锰和硫化钡纯水中化浆，再将其加入到等摩尔量锰离子的硫酸锰溶液中充分反应，过滤湿料作反萃剂萃取脱氟。与现有以金属锰粉作反萃剂相比，无环境污染，无易燃易爆气体产生，具有很高应用价值和广阔的发展前景，实现了环保、安全的氟回收。
步骤S1中硫酸锰溶液为稀释的硫酸锰母液、稀释的硫酸锰合格液中任意一种。
步骤S2中二氧化锰与硫化钡摩尔比为1：1，且二者加入量与步骤S1中硫酸锰溶液中锰离子摩尔数相同。化浆所需纯水体积为步骤S1中硫酸锰溶液体积10％。
步骤S5中未反应的固体经压滤后返回步骤S3中循环利用。
所述S4步骤中的压滤设备为压滤机。
实施例二：
如图1所示，本发明实施例提供一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，包括以下步骤：
S1:取硫酸锰溶液1L，锰离子浓度20g/L，常温搅拌；
S2:取31.64g二氧化锰和61.45g硫化钡在纯水中化浆，纯水体积100ml；
S3:浆料加入硫酸锰溶液，反应1h；
S4:压滤机压滤；
S5:取湿料19.62g作反萃剂加入反萃介质中，有机相氟离子浓度由3.5g/L降至6.35mg/L。
实施例三：
如图1所示，本发明实施例提供一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，包括以下步骤：
S1:取硫酸锰溶液1L，锰离子浓度30g/L，常温搅拌；
S2:取47.45g二氧化锰和92.18g硫化钡在纯水中化浆，纯水体积100ml；
S3:浆料加入硫酸锰溶液，反应1h；
S4:压滤机压滤；
S5:取湿料28.25g作反萃剂加入反萃介质中，有机相氟离子浓度由3.5g/L降至3.45mg/L。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：取锰离子浓度20～30g/L硫酸锰溶液作底液，放入烧杯中使用玻璃棒常温搅拌，得到硫酸锰溶液；
S2：使用天平称取30-60克二氧化锰与40-120克硫化钡，称量好之后将二氧化锰和硫化钡均放入纯水中融化成就浆状，得到化浆液；
S3：将步骤S2中的化浆液加入S1中的硫酸锰溶液中，使用玻璃棒胶棒1-5分钟之后静置反应1h；
S4：所述S3中静置反应结束之后获得反应溶液，使用压滤设备将反应溶液压滤获得硫酸锰湿料；
S5：将S4步骤中的硫酸锰湿料作反萃剂加入反萃介质中，净化脱氟，有机相中F含量降至10mg/L以下。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，其特征在于：步骤S1中硫酸锰溶液为稀释的硫酸锰母液、稀释的硫酸锰合格液中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，其特征在于：步骤S2中二氧化锰与硫化钡摩尔比为1：1，且二者加入量与步骤S1中硫酸锰溶液中锰离子摩尔数相同。化浆所需纯水体积为步骤S1中硫酸锰溶液体积10％。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，其特征在于：步骤S5中未反应的固体经压滤后返回步骤S3中循环利用。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸锰溶液萃取脱氟净化中复合反萃剂的使用方法，其特征在于：所述S4步骤中的压滤设备为压滤机。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN103771526A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-05-07 | 湖南邦普循环科技有限公司 | 一种以工业硫酸锰为原料制备高纯硫酸锰的方法 |
| CN103771378A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-05-07 | 四川川恒化工股份有限公司 | 湿法净化磷酸用磷酸盐母液反萃联产工业级磷酸盐的方法 |
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2022
- 2022-01-26 CN CN202210133534.6A patent/CN114507781B/zh active Active
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