JPH05208824A - 四三酸化マンガンの製造法 - Google Patents
四三酸化マンガンの製造法Info
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Abstract
応で高品位の微粒子状の四三酸化マンガンを得ることの
できる工業的方法を提供することを目的とする。 【構成】 アンモニア水溶液に酸素ガスを吹き込みなが
ら、硫酸マンガン水溶液を添加する。この際、アンモニ
ア水溶液の温度は40〜80℃に設定し、アンモニア水
溶液中のアンモニア濃度を硫酸マンガン水溶液中の硫酸
マンガン濃度の2〜3倍(モル濃度比で)に設定し、n
容のアンモニア水溶液に対する硫酸マンガン水溶液の添
加速度を 0.3n容〜 1.5n容/hrに設定する。
Description
ンモニアを原料として用いて四三酸化マンガンを工業的
に有利に製造する方法に関するものである。
ある四三酸化マンガンは、従来次のような方法により製
造されている。
物として珪素、燐およびカルシウムイオンを含むマンガ
ン鉄の鉱酸溶液から高純度のマンガン酸化物を析出させ
るに際して、まずpH4〜8で酸化させ珪酸重合体と燐
を含む鉄水酸化物を析出させて濾過分離し、次いで濾液
をpH 6.3〜7.5 で酸化させカルシウムイオンを溶液中
に残してマンガン酸化物を析出させるようにした高純度
マンガン酸化物の製造方法が示されている。実施例にお
いては、少量の珪素、カルシウムおよび燐を不純物とし
て含むマンガン75%、鉄17%および炭素7%の組成
のフェロマンガン8kgに純水20リットルと硫酸 3.6kg
を加えて溶解した後、上澄液を瀘過して炭素を除去し、
ついでその3リットルを分液して液温30℃、pH 6.0
に設定し、空気を3リットル/分の速度で連続して吹き
込むと共にアンモニア液を間欠注入してpHが 6.0を保
持するようにする第1酸化工程を実施し、次に瀘過後の
濾液を2倍に稀めてから60℃、pH 6.8に設定し、純
酸素吹き込みのほかは上記と同じ方法で酸化させる第2
酸化工程を実施することにより、マンガン酸化物(Mn3
O4)を得ている。
マンガン水溶液とアンモニア水とを反応させて水酸化マ
ンガンの懸濁液を形成させる工程、前記懸濁液に酸化剤
を添加して所望の酸化度の酸化マンガンを得る工程、お
よび該酸化マンガンを瀘過し乾燥する工程からなる酸化
度が 1.3〜1.5 の酸化マンガンの製造方法が示されてい
る。またその特許請求の範囲の第2項には、硫酸マンガ
ン水溶液とアンモニア水との反応が、Mn濃度100〜
220g/リットルにおいて、1〜6Nのアンモニア水を
添加し、pH 9.0〜10.2の条件下で行われる旨記載され
ている。同じく特許請求の範囲第3項には、酸化剤が過
酸化水素水、酸素または空気であることが示されてい
る。
マンガン微粉末をペレットに成形し、得られるペレット
状硫酸マンガンを焙焼してMn2O3 および/またはMn3
O4を得る酸化マンガンの製造方法が示されている。
属マンガンと水とを調合し、加温しながら反応させた
後、残存水を乾燥除去する工程と、空気と接触させて酸
化させる工程とからなる四三酸化マンガンの製造方法が
示されている。
5号公報の方法は、酸化反応時のpHが 6.3〜7.5 であ
るため、マンガンが完全に酸化せずに溶液中に残存して
最終的な生成物である酸化マンガンの収率が低くなり、
工業的生産性を考慮した場合には経済効率が悪くなると
いう問題点がある。
生成酸化マンガン(酸化度が 1.3〜1.5 、すなわち四三
酸化マンガン相当)中のマンガン品位(マンガン含有
率)が68.0〜68.5重量%というように、該公報に比較例
として記載されている従来法のマンガン品位(71.1〜7
1.4重量%)に比し低いこと、2工程を経るため反応時
間が長くなることなどの問題点がある。
報および特開昭58−20729号公報の方法は、硫酸
マンガン水溶液にアンモニア水を添加して反応させる方
法であるため、生成酸化マンガン中に設備腐食の原因と
なる硫酸根が残存するという問題点がある。
800〜1000℃という高温での酸化が必要であるこ
と、生成した酸化マンガンを粉砕する必要があることな
どの問題点がある。
は、金属マンガンを用いることから原料が高価であるこ
と、反応時間が極端に長いことなどの問題点がある。
酸マンガンを原料として用い、短時間の反応で高品位の
微粒子状の四三酸化マンガンを得ることのできる工業的
方法を提供することを目的とするものである。
ンの製造法は、硫酸マンガン水溶液とアンモニア水溶液
とを反応させると共に酸化して四三酸化マンガンを製造
するにあたり、(1) アンモニア水溶液に酸素ガス吹き込
みながら、硫酸マンガン水溶液を添加すること、(2) ア
ンモニア水溶液の温度を40〜80℃に設定すること、
(3) アンモニア水溶液中のアンモニア濃度を硫酸マンガ
ン水溶液中の硫酸マンガン濃度の2〜3倍(モル濃度比
で)に設定すること、(4) n容のアンモニア水溶液に対
する硫酸マンガン水溶液の添加速度を 0.3n容〜 1.5n
容/hrに設定すること、の条件を全て満足するように実
施することを特徴とするものである。
溶液は、たとえば、フェロマンガンを粉砕して硫酸に溶
解させ、浮上するカーボンを分離除去することにより得
られる。このようにして得た硫酸マンガン水溶液を、必
要に応じて水で濃度調整して用いる。硫酸マンガン水溶
液中の硫酸マンガンの濃度に特に限定はないものの、工
業的には1〜2モル/リットル程度とすることが多い。
を用いる。アンモニア水溶液中のアンモニア濃度は、硫
酸マンガン水溶液中の硫酸マンガン濃度の2〜3倍(モ
ル濃度比で)に設定することが必要である。アンモニア
濃度がこの範囲よりも少ないときは反応速度が遅くな
り、一方この範囲よりも多いときは生成物中に含まれる
不純物の量が多くなる。
設定される。温度が40℃未満では反応速度が遅くなる
と共に、四三酸化マンガン以外のマンガン化合物が混在
するようになり、さらに温度が低くなるとMnOOHが
生成するようになる。一方、温度が80℃を越えると、
アンモニアの蒸気圧が高くなって酸素ガス吹き込み時の
アンモニア飛散量が多くなる上、熱エネルギー的にも不
利になる。なお硫酸マンガン水溶液もアンモニア水溶液
の温度と同程度の温度に保っておくこともできるが、そ
れ以下の温度(たとえば常温)でも差し支えない。
ガスを吹き込みながら硫酸マンガン水溶液を添加するこ
とが必要である。アンモニア水溶液に硫酸マンガン水溶
液を添加、反応させてから酸素ガスを吹き込むと、四三
酸化マンガンの収率が著しく低下する。
ンへの酸化に足る量とする。なお酸素ガスとしては通常
純酸素が用いられるが、酸素濃度が90%程度以上の高
酸素濃度ガス、たとえば空気をPSA(圧力変動式吸着
分離)に供して高酸素濃度としたガスも用いることがで
きる。
酸マンガン水溶液を添加することが重要であり、硫酸マ
ンガン水溶液にアンモニア水溶液を添加すると生成する
四三酸化マンガン中の硫酸根の含有量が多くなる上、四
三酸化マンガンの品位も低下する。
溶液の添加速度は、アンモニア水溶液の容量をn容とす
るとき、 0.3n容〜 1.5n容/hrに設定することが必要
である。添加速度が 0.3n容/hr未満では無視しえぬ量
のMnOOHが副生し、一方添加速度が 1.5n容/hrを
越えると、四三酸化マンガン中に含まれる硫酸根の量が
多くなる。
ンは、従来用いられている四三酸化マンガンの利用分野
に用いることができるが、高品位でかつ粒度の揃った微
粒子であるので、特にソフト・フェライトの原料として
有用である。
ガン水溶液にアンモニア水溶液を添加する方法を採用し
ている。しかもその際、アンモニア水溶液に酸素ガスを
吹き込みながら硫酸マンガン水溶液を添加するように工
夫している。
0℃に設定するだけでなく、アンモニア水溶液中のアン
モニア濃度を硫酸マンガン水溶液中の硫酸マンガン濃度
との関連で特定範囲に設定し、さらにはアンモニア水溶
液に対する硫酸マンガン水溶液の添加速度を特定範囲に
設定している。後二者の管理指標は、pHを指標とする
従来の管理指標とは別の指標である。
より、短時間の反応で、マンガン含有量が理論値に近
く、しかも硫酸根をほとんど含まない高品位の四三酸化
マンガンを微粒子状で得ることができたのである。
る。
水溶液2リットルに、酸素ガスを吹き込みながら、濃度
1.5モル/リットルの硫酸マンガン水溶液2リットルを
2時間かけて添加し、沈澱物を得た。
布測定装置を用いて測定した粒度分布図を示したよう
に、平均粒径が 9.4μm でかつ粒度の揃った微粒子状の
マンガン化合物が得られた。なお、倍率が1000倍、
4800倍および10000倍の顕微鏡写真観察では、
1μm 以下の微粒子が凝集して平均粒径 9.4μm の疑似
粒子となっていることがわかる。
ンであり、マンガン含有量は71.0重量%であった。硫酸
根含有量は0.09重量%にすぎなかった。X線回折分析の
結果、MnOOHの存在は認められなかった。
水溶液2リットルに、酸素ガスを吹き込みながら、濃度
1.5モル/リットルの硫酸マンガン水溶液2リットルを
45分かけて添加し、沈澱物を得た。
布測定装置を用いて測定した粒度分布図を示したよう
に、平均粒径が 4.9μm でかつ粒度の揃った微粒子状の
マンガン化合物が得られた。なお、倍率が1000倍、
4800倍および10000倍の顕微鏡写真観察では、
1μm 以下の微粒子が凝集して平均粒径 4.9μm の疑似
粒子となっていることがわかる。
ンであり、マンガン含有量は70.5重量%であった。硫酸
根含有量は0.10重量%にすぎなかった。X線回折分析の
結果、MnOOHの存在は認められなかった。
ン水溶液2リットルに、酸素ガスを吹き込みながら、水
溶液のpHが8になるように濃度 3.5モル/リットルの
アンモニア水溶液を添加し、沈澱物を得た。
ンであったが、マンガン含有量は69.2重量%と若干低
く、また硫酸根含有量は0.90重量%と多かった。
ン水溶液2リットルに濃度 3.5モル/リットルのアンモ
ニア水溶液2リットルを添加して白色の沈澱を生成させ
た後、酸素ガスを吹き込んで酸化した。
ンであったが、マンガン含有量は69.0重量%と若干低
く、また硫酸根含有量は1.05重量%と多かった。
リットルに濃度 1.5モル/リットルの硫酸マンガン水溶
液2リットルを添加して沈澱を生成させた後、酸素ガス
を吹き込んで酸化した。
0.09重量%と低かったが、X線回折分析の結果、このマ
ンガン化合物は四三酸化マンガンではないことが判明し
た。
水溶液2リットルに、酸素ガスを吹き込みながら、濃度
1.5モル/リットルの硫酸マンガン水溶液2リットルを
2時間かけて添加し、沈澱物を得た。
0.12重量%と低かったが、X線回折分析の結果、四三酸
化マンガン以外にMnOOHを含有していることが判明
した。
水溶液2リットルに、酸素ガスを吹き込みながら、濃度
1.5モル/リットルの硫酸マンガン水溶液2リットルを
4時間かけて添加し、沈澱物を得た。
0.12重量%と低かったが、X線回折分析の結果、針状の
MnOOHを多量に含有していることが判明した。
ン水溶液を原料としながらも、短時間の反応で、マンガ
ン含有量が理論値に近く、しかも硫酸根をほとんど含ま
ない高品位の四三酸化マンガンを粒径の揃った微粒子状
で得ることができる。
布の測定結果を示した図である。
布の測定結果を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項1】硫酸マンガン水溶液とアンモニア水溶液と
を反応させると共に酸化して四三酸化マンガンを製造す
るにあたり、 (1) アンモニア水溶液に酸素ガス吹き込みながら、硫酸
マンガン水溶液を添加すること、 (2) アンモニア水溶液の温度を40〜80℃に設定する
こと、 (3) アンモニア水溶液中のアンモニア濃度を硫酸マンガ
ン水溶液中の硫酸マンガン濃度の2〜3倍(モル濃度比
で)に設定すること、 (4) n容のアンモニア水溶液に対する硫酸マンガン水溶
液の添加速度を 0.3n容〜 1.5n容/hrに設定するこ
と、 の条件を全て満足するように実施することを特徴とする
四三酸化マンガンの製造法。
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JP03865992A JP3272759B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 四三酸化マンガンの製造法 |
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JPH05208824A true JPH05208824A (ja) | 1993-08-20 |
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- 1992-01-28 JP JP03865992A patent/JP3272759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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