CN1281510C - 二氧化锰的超声清洗的方法 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化锰的超声清洗的方法，包括下述步骤：(1)将工业二氧化锰置于设有加热器和搅拌器的容器中，再放入水，混合配制成二氧化锰与水的混合液；或是，将工业二氧化锰与水混合配制成二氧化锰与水的混合液，然后置于设有加热器和搅拌器的容器中；(2)再将容器放入超声设备中的超声槽中，并在超声槽内放入超声介质；(3)使用加热器升温，并进行搅拌，在频率为25-40KHz的条件进行超声处理；(4)超声处理后，取出二氧化锰与水的混合液，过滤后，烘干二氧化锰即完成。本发明的方法洗除杂质效果好、生产时间短、效率高、可大幅度地提高二氧化锰的放电性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氧化锰的超声清洗的方法。
背景技术
电解二氧化锰是锌锰电池的最佳去极化剂材料，随着电池工业的发展，电池厂家对电解二氧化锰材料要求越来越高，其中电解二氧化锰的放电性能是重中之重。为此，电解厂家以及诸多科研部门都投入很大力量，从电解工艺以及后处理工艺寻找更加合理的工艺，生产质量更高的电解二氧化锰。尤其是产品的水洗工艺。
过去的工业生产方法是采用热水，长时间搅拌浸泡多次往复洗涤，然后过滤，该法缺点是耗水量大，浸泡时间长，设备占用时间长生产效率低，长时间搅拌电耗太多，而且杂质洗除效果并不佳。在“无汞碱锰电池用电解二氧化锰生产工艺”(“电池”刊物、2003年、33(2)、102页、肖峥著)一文中，建议可以采用高压蒸汽洗涤方法，该方法因涉及到高压，对大量处理二氧化锰设备难以实现，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种洗除杂质效果好、生产时间短、效率高、可大幅度地提高二氧化锰的放电性能的二氧化锰的超声清洗的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种二氧化锰的超声清洗的方法，该方法包括下述步骤：
(1)、将工业二氧化锰与水混合配制成二氧化锰与水的混合液，置于设有加热器和搅拌器的容器中；或是，在设有加热器和搅拌器的容器中，将工业二氧化锰与水混合配制成二氧化锰与水的混合液；
(2)、再将容器放入超声设备中的超声槽中，并在超声槽内放入水；
(3)、使用加热器升温，并进行搅拌，在频率为25-40KHz的条件进行超声处理；
(4)超声处理后，取出二氧化锰与水的混合液，过滤后，烘干二氧化锰即完成。
本发明是采用超声处理方法，利用超声空化作用，产生强力的冲击，破坏微颗粒表面气膜及液膜，使洗液充分与二氧化锰的微颗粒表面接触和冲击进入二氧化锰的颗粒孔隙内部，然后再脱离开二氧化锰的颗料表面及微孔以达到对二氧化锰的微颗粒表面及内部洗涤的目的。
本发明的超声产生的方法是利用已有的技术，已有的超声产生的方法在“超声工程”(克洛福德著、科学出版社、1959年出版)一书中已详细记载，如喷注式发生器，压电换能器，电磁换能器等多种方法。本发明是把已有的超声产生的方法用在超声处理二氧化锰上。
在所述的步骤(3)中，超声处理一般是在30℃以上，100℃以下的温度条件下进行的。随着温度的升高，效果不断的增加，但不能接近沸点，达到沸点就失去超声的空化作用，达不到洗涤的目的。还有，超声处理的温度的选择是根据不同的超声发生器而选择不同的温度，如，采用压电换能器，最高温度不超过80℃。
在所述的步骤(3)中，超声处理的时间为20分钟以上。超声处理的时间低于20分钟，洗涤效果不好。
在所述的步骤(3)中，超声处理的时间优选为40-60分钟。超声处理的时间超过60分钟，洗涤效果增加不大，SO4 -2含量的下降幅度不大。
在本发明的方法中，对于二氧化锰与水的配比并没有限定。工业二氧化锰与水混合时，只要所加入容器中的水没过工业二氧化锰即可，如按水与二氧化锰的重量比计算，水与二氧化锰的重量比为大于1，优选水与二氧化锰的重量比为4-6。
本发明的优点是：本发明的二氧化锰的超声清洗的方法，其洗除杂质效果好、生产时间短、效率高、可大幅度地提高二氧化锰的放电性能。
附图说明
图1为本发明的实验设备结构示意图
具体实施方式
本发明的实验设备如图1所示，该实验设备采用设有加热器1和搅拌器2的容器，容器可以采用烧杯3，烧杯3置于超声设备中的超声槽4中。烧杯3中装有二氧化锰与水的混合液5，超声槽4中装有超声介质一水6。
在本发明中采用的超声设备为昆山市超声仪器有限公司生产的KQ-500型超声清洗器，但是，本发明并不限定于超声清洗器，也可以采用其它厂家或公司生产的超声清洗器。所采用的二氧化锰为张家口电池厂生产的工业成品二氧化锰，经化学分析，含硫酸根为1.05wt％。实验设备如图1所示，加热器1采用异形热得快。
分析方法按企标QB2106-95行业标准分析法做硫酸根含量分析。
如图1所示，称取工业二氧化锰50g，置于500ml烧杯3中，加入300ml水，将烧杯3放入超声槽中，然后将加热器1和控温热电偶7及搅拌器2装进烧杯3中。再将烧杯3放入超声设备中的超声槽4中，并在超声槽4内放入超声介质—水6。使用加热器1即热得快升温，温度升到80℃，恒温后，边搅拌进行超声处理，在频率分别为25KHz和40KHz的条件下进行两组超声处理实验。每组超声处理又分20分钟、40分钟、60分钟、120分钟，各作4次超声处理实验，共8次超声处理实验。其工艺条件和进行超声处理结果列入下表1中。
表1：不同频率和时间超声处理后样品中硫酸根含量分析的结果
| 频率(KHz) | 25 | 40 | ||||||
| 时间(分) | 20 | 30 | 60 | 120 | 20 | 30 | 60 | 120 |
| SO4 -2含量(wt％) | 0.82 | 0.71 | 0.62 | 0.61 | 0.80 | 0.68 | 0.60 | 0.61 |
由表1可见，通过60分钟超声处理可使样品硫酸根含量下降40wt％，如果被洗除的是硫酸锰则洗除的杂质量为0.63wt％，也即二氧化锰含量可提高0.63wt％，又由于杂质的去除等可大幅度地提高二氧化锰的放电性能。
超声处理后，将每次超声处理后的二氧化锰与水的混合液取出，分别过滤后，烘干二氧化锰即完成。
Claims (4)
1、一种二氧化锰的超声清洗的方法，其特征在于：该方法包括下述步骤
(1)、将工业二氧化锰与水混合配制成二氧化锰与水的混合液，置于设有加热器和搅拌器的容器中；或是，在设有加热器和搅拌器的容器中，将工业二氧化锰与水混合配制成二氧化锰与水的混合液；
(2)、再将容器放入超声设备中的超声槽中，并在超声槽内放入水；
(3)、使用加热器升温，并进行搅拌，在频率为25-40KHz的条件进行超声处理；
(4)、超声处理后，取出二氧化锰与水的混合液，过滤后，烘干二氧化锰即完成。
2、根据权利要求1所述二氧化锰的超声清洗的方法，其特征在于：在所述的步骤(3)中，超声处理是在30℃以上，100℃以下的温度条件下进行的。
3、根据权利要求1或2所述二氧化锰的超声清洗的方法，其特征在于：在所述的步骤(3)中，超声处理的时间为20分钟以上。
4、根据权利要求3所述二氧化锰的超声清洗的方法，其特征在于：在所述的步骤(3)中，超声处理的时间为40-60分钟。
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