CN1560288A - 从锂锰氧化物中分离回收锂和锰的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从锂锰氧化物中分离回收锂和锰的方法，该方法将锂锰氧化物粉碎后，加入碳粉混合，在搅拌下加入浓硫酸反应。物料重量比为锂锰氧化物∶碳粉∶浓硫酸＝1.0∶0.05～0.8∶1.2～2.0。加热使其充分反应后，进一步加热蒸发至干，然后于炉中在400℃～600℃下焙烧至呈灰白色，取出用热水浸取，待冷却后过滤，得到含有MnSO4和Li2SO4的滤液。将滤液浓缩结晶得到硫酸锰晶体，在母液中加入NaHCO3，煮沸后冷却过滤得固体MnCO3，滤液用NaOH调节pH至大于12后，加入饱和NaCO3溶液沉淀Li2CO3，过滤干燥后得到固体Li2CO3。本发明工艺简单，生产成本低，节约资源，可使锂锰氧化物中的锂、锰得到有效的分离回收，回收率高，回收试剂纯度高。

Description

从锂锰氧化物中分离回收锂和锰的方法
技术领域
本发明涉及一种分离回收锂和锰的方法，特别涉及一种从锂锰氧化物中采用沉淀法分离回收锂和锰的方法。
背景技术
金属锂及其化合物被广泛应用于国民经济的各个领域，人们将金属锂誉为“金属材料的维生素”、“21世纪的新能源”。目前锂离子二次电池的正极材料主要是LiCoO2。由于钴资源贫乏，价格昂贵且对环境有害，因此人们正在积极寻找LiCoO2的代用材料。尖晶石结构LixMn2-xO4对锂离子具有优良的记忆性能，且锰元素来源广泛、成本低廉，价格仅为钴的1/40，且无环境公害，因此正尖晶石结构的LixMn2-xO4被认为是取代LiCoO2成为锂离子二次电池正极的首选材料。同时LixMn2-xO4也可能成为盐湖卤水和海水中提取锂资源的新技术材料。随着LixMn2-xO4电池正极材料和盐湖卤水提锂新技术的深入研究和逐步使用，废弃的锂锰氧化物将会大量产生，如何充分地回收和利用该化合物中有用的锂和锰，减少资源的浪费，是人们必须考虑的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种从锂锰氧化物中分离回收锂和锰的方法。提出了一种通过浓缩结晶与碳酸盐沉淀相结合来从锂锰氧化物中分离回收锂、锰的新方法。
本发明的主要工艺过程为：在酸性条件下，用碳还原分解锂锰氧化物，再通过浓缩结晶与碳酸盐沉淀相结合的方法从锂锰氧化物中分离回收锂和锰。
从锂锰氧化物中分离回收锂和锰的方法步骤是：
(1)将锂锰氧化物粉碎过40目筛，再加入碳粉并混合均匀，在搅拌下加入浓硫酸，加热分解；
(2)用热水进行浸取，待冷却后过滤，得到含有MnSO4和Li2SO4的滤液，滤液加热浓缩结晶得到硫酸锰晶体；
(3)向步骤(2)分离结晶后的残余母液中加入NaHCO3，煮沸后冷却，过滤制得固体MnCO3；
(4)滤液用NaOH调节pH至大于12后，再加入饱和NaCO3溶液使锂沉淀为Li2CO3，经过滤、干燥后得到固体Li2CO3。
所述的加热分解反应物的重量配比为锂锰氧化物∶碳粉∶浓硫酸＝1.0∶0.05～0.8∶1.2～2.0。
所述的加热分解条件是；将锂锰氧化物与碳粉和浓硫酸混合物加热使其充分反应后，进一步加热蒸发至干，然后置于高温炉中在400℃～600℃下焙烧至呈灰白色。
本发明具有工艺简单，生产成本低，节约资源，可使锂锰氧化物中的锂、锰得到有效的分离回收，且回收率高，回收试剂纯度高的特点。
附图说明
图1是锂锰氧化物中锂锰的分离回收流程图
图中锂锰氧化物试样与碳粉和浓硫酸在搅拌混合条件下，加热分解，然后用热水浸取、过滤、滤液加热浓缩结晶制得硫酸锰固体后，在其母液中加入NaHCO3沉淀试剂，进行一次沉淀，过滤制得固体MnCO3；然后在其滤液中加入NaOH试剂调节pH，再加入饱和NaCO3溶液，进行二次沉淀、沉淀经过滤、干燥制得固体Li2CO3试剂。
具体实施方式
实施例1
将500克锂锰氧化物粉碎至过60目标准筛，加入50mL蒸馏水与200克碳粉并使物料混合均匀，在搅拌下加入350mL浓硫酸，加热至沸腾使反应充分进行，进一步加热蒸发至干，然后置于高温焙烧炉中在500℃下焙烧至呈灰白色，取出用60℃的热水浸取40分钟，待冷却后过滤，得到含有MnSO4和Li2SO4的滤液。将滤液加热至70℃以上进行浓缩结晶，并趁热抽滤得到硫酸锰晶体。在剩余母液中加入0.2mol/L的NaHCO3试剂使锰进一步沉淀，煮沸后冷却过滤制得固体MnCO3。在滤液中加入10mol/L的NaOH调节pH至大于12后，再加入饱和的NaCO3溶液使锂沉淀为Li2CO3，经过滤干燥后得到固体Li2CO3。本实施例对锰的回收率为92％，MnSO4和MnCO3的纯度分别为92％和94％；对锂的回收率为87％，锂的纯度为95％。
实施例2
将300克锂锰氧化物粉碎至过100目标准筛，加入20mL蒸馏水与70克碳粉并使物料混合均匀，在搅拌下加入250mL浓硫酸，加热至沸腾使反应充分进行，进一步加热蒸发至干，然后置于高温焙烧炉中在450℃下焙烧至呈灰白色，取出用80℃的热水浸取60分钟，待冷却后过滤，得到含有MnSO4和Li2SO4的滤液。将滤液加热至80℃以上进行浓缩结晶，并趁热抽滤得到硫酸锰晶体。在剩余母液中加入0.1mol/L的NaHCO3试剂使锰进一步沉淀，煮沸后冷却过滤制得固体MnCO3。在滤液中加入12mol/L的NaOH调节pH至大于12后，再加入饱和的NaCO3溶液使锂沉淀为Li2CO3，经过滤干燥后得到固体Li2CO3。本实施例对锰的回收率为95％，MnSO4和MnCO3的纯度分别为95％和96％；对锂的回收率为90％，锂的纯度为96％。

Claims (3)

1、一种从锂锰氧化物中分离回收锰和锂的方法，其特征是按下述步骤进行：
(1)将锂锰氧化物粉碎过40目筛，加入碳粉并混合均匀，在搅拌下加入浓硫酸，加热分解；
(2)分解物用热水进行浸泡，待冷却后过滤，得到含有MnSO4和Li2SO4的滤液，滤液加热浓缩结晶得到硫酸锰晶体；
(3)向步骤(2)分离结晶后的残余母液中加入NaHCO3，煮沸后冷却，过滤制得MnCO3固体；
(4)步骤(3)得到的滤液用NaOH调节pH至大于12后，加入饱和Na2CO3溶液使锂沉淀、经过滤、干燥得Li2CO3固体。
2、如权利要求1所述的方法，其特征是锂锰氧化物∶碳粉∶浓硫酸＝1.0∶0.05～0.8∶1.2～2.0(重量比)。
3、如权利要求1所述的方法，其特征是所述的加热分解方法是；将锂锰氧化物与碳粉和浓硫酸混合物加热使其充分反应后，进一步加热蒸发至干，然后置于高温炉中在400℃～600℃下焙烧至呈灰白色。
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