專利名稱：一種高純四氧化三錳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高純四氧化三錳的制備方法，具體涉及一種利用普通硫酸錳固體
或錳礦石用硫酸浸取后的硫酸錳溶液制備高純四氧化三錳的方法。
背景技術(shù)：
四氧化三錳的制備方法有多種，從工藝特點和反應(yīng)性質(zhì)大致可歸納為焙燒法、還 原法、氧化法和電解法。國內(nèi)四氧化三錳的生產(chǎn)基本都采用電解金屬錳粉(片)懸浮液氧 化法。它是以電解金屬錳片為原料，先將金屬錳片粉碎制成懸浮液，再利用空氣或氧氣作氧 化劑，在一定溫度和銨鹽添加劑濃度下制備四氧化三錳。該法工藝成熟、簡單、投資少，但其 突出的缺點多年未得到解決1)技術(shù)含量低，生產(chǎn)成本高，利潤很低；2)各種雜質(zhì)含量普遍 偏高，只能生產(chǎn)出普通級別的產(chǎn)品；3)比表面積較小，一般為5m7g-10m7g，國外客戶一般 要求在10m7g以上；4)含雜質(zhì)硒(Se)較高。為解決以上問題，國內(nèi)外科研人員對其他方法 進(jìn)行探索研究，包括焙燒法、還原法、錳鹽_Mn02氧化水熱法和錳鹽水熱氧化法等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高純四氧化三錳的制備方法。該方法能克服普通四氧化
三錳制備方法的不足，能有效地降低產(chǎn)品中雜質(zhì)含量并提高產(chǎn)品的比表面積，大大提高了
產(chǎn)品的附加值，為電子行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)價廉的四氧化三錳產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1、一種高純四氧化三錳的制備方法， (1)硫酸錳溶液配制將含雜質(zhì)的硫酸錳固體配制成硫酸錳溶液或在錳礦石用硫
酸浸取后配制成硫酸錳溶液； (2)去除雜質(zhì)在配制好的硫酸錳溶液中加入氟化物沉淀劑，除鈣、鎂雜質(zhì)，沉淀
劑的用量為雜質(zhì)理論用量的100% -200X，維持溶液的pH值4-10，保持在40°C -IO(TC的 溫度下0. 5小時-2小時，再加入除雜劑BaS或金屬錳粉，除Co、 Ni、 Pb、 Cd或Cr重金屬雜 質(zhì)，BaS或金屬錳粉的用量為雜質(zhì)理論用量的100% -200X，維持溶液的pH值4-10，保持在 40°C -IO(TC的溫度下反應(yīng)0. 5小時-2小時； (3)將步驟(2)中得到的溶液過濾后加入水合二氧化錳膠體，除硅，水合二氧化錳 膠體用量為溶液量的10% 20%，靜止3 5小時，過濾、加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳酸 錳打漿洗滌、經(jīng)過抽濾、烘干后，再煅燒得四氧化三錳。
所配制的硫酸錳溶液濃度100g/l—300g/1。
氟化物沉淀劑為氟化錳。 碳酸氫銨加入量以終點檢測Mn%< 0. 3%為準(zhǔn)。 本發(fā)明提供的四氧化三錳的制備方法，能顯著降低普通四氧化三錳產(chǎn)品中所含 Ca、Mg雜質(zhì)及Co、Ni、Pb、Cd、Cr等重金屬雜質(zhì)量，可使Ca、Mg、Si02含量低于50ppm， Co、Ni、 Pb、 Cd、 Cr等重金屬雜質(zhì)含量低于50卯m，同時由于未引入其它雜質(zhì)，生產(chǎn)的四氧化三錳產(chǎn) 品錳含量達(dá)71%以上，比表面積達(dá)10m7g-20m7g，，可滿足電子行業(yè)對四氧化三錳產(chǎn)品的需要。
具體實施例方式實施實例1 : 200gMnS04加水溶解至500ml，加熱攪拌升溫至80°C ，加入20g氟化物沉淀劑氟化 錳，保持溶液pH值為6. 5，攪拌下保溫反應(yīng)1小時，再加入5gBaS，攪拌保溫反應(yīng)0. 5小時， 過濾，加入50ml的水合二氧化錳膠體，靜止2小時過濾，加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加 入量以終點檢測Mn^〈0.3^為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌三次抽濾烘干后，送入馬弗爐95(TC煅 燒2小時得高純四氧化三錳產(chǎn)品，分析Mn^為71. 5，Ga 20卯m、Mg 34TOm、Si0248TOm、比表 面禾只15m2/g、S 160ppm、Na 45ppm、K 5ppm、 Se 1. 6ppm。
實施實例2: 500gMnS04加水溶解至1. 3L，加熱攪拌升溫至40°C ，加入50g氟化物沉淀劑氟化 錳，再加入7g金屬錳粉保持溶液pH值為8. 0，攪拌下保溫反應(yīng)2小時，過濾，加入60ml的水 合二氧化錳膠體，靜止2小時過濾，加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加入量以終點檢測Mn% < 0. 3%為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌三次抽濾烘干后，送入馬弗爐IOO(TC煅燒2小時得高純四 氧化三錳產(chǎn)品，分析:Mn^為71. 2， Ga 40Ppm、 Mg 48Ppm、 Si02 38Ppm、比表面積12m7g、 S 230ppm、 Na 35ppm、 K 6ppm、 Se 1. 3ppm。
實施實例3: 200gMnS04加水溶解至500ml，加熱攪拌升溫至5(TC，加入22g氟化物沉淀劑氟化 錳，保持溶液pH值為7，攪拌下保溫反應(yīng)2小時，再加入3gBaS，攪拌保溫反應(yīng)2小時，過濾， 加入70ml的水合二氧化錳膠體，靜止2小時過濾，加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加入量以 終點檢測Mn% < 0. 3%為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌三次抽濾烘干后，送入馬弗爐IOO(TC煅燒2 小時得高純四氧化三錳產(chǎn)品，分析Mn^為71. 3，Ga 35Ppm、Mg 40Ppm、Si0235Ppm、比表面積 16m2/g、S 300ppm、 Na 25ppm、 K 4ppm、 Se 1. 3ppm。
實施實例4: 300gMnS04加水溶解至1000ml，加熱攪拌升溫至60°C ，加入30g氟化物沉淀劑氟化 錳，保持溶液pH值為4，攪拌下保溫反應(yīng)1小時，再加入4. 5gBaS，攪拌保溫反應(yīng)1小時，過 濾，加入80ml的水合二氧化錳膠體，靜止3小時過濾，加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加入 量以終點檢測MnX〈 0. 3%為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌二次抽濾烘干后，送入馬弗爐105(TC煅 燒2小時得高純四氧化三錳產(chǎn)品，分析Mn^為71. 6，Ga 25卯m、Mg 38TOm、Si0225TOm、比表 面積16m7g、S 180ppm、Na 25ppm、K 4Ppm、 Se 1. 3ppm。
實施實例5 : 300gMnS04加水溶解至1000ml，加熱攪拌升溫至80°C，加入50g氟化物沉淀劑氟 化錳、5gBaS，保持溶液pH值為6. 5，攪拌下保溫反應(yīng)1小時，過濾，加入90ml的水合二氧化 錳膠體，靜止3小時過濾，加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加入量以終點檢測Mn%< 0. 3% 為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌二次抽濾烘干后，送入馬弗爐105(TC煅燒2小時得高純四氧化三錳 產(chǎn)品，分析:Mn^為71. 6， Ga 15ppm、 Mg 32ppm、 Si0225ppm、比表面積18m7g、 S 260ppm、 Na 20ppm、 K 4ppm、 Se 1. 5ppm。
實施實例6 :
錳礦石經(jīng)硫酸浸取的MnS04溶液1000ml， MnS04含量為300g/l，加熱升溫至90°C ， 加入30g氟化物沉淀劑氟化錳，保持溶液pH值為6. 5，攪拌下保溫反應(yīng)1. 5小時，再加入 5gBaS，攪拌保溫反應(yīng)1小時，過濾，加入50ml的水合二氧化錳膠體，靜止3小時過濾，加入 碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加入量以終點檢測Mn^〈0.3^為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌二次抽 濾烘干后，送入馬弗爐105(TC煅燒2小時得高純四氧化三錳產(chǎn)品，分析Mn^為71. 2， Ga 25ppm、Mg 36ppm、 Si0245ppm、比表面積14m7g、 S 218ppm、Na 30ppm、 K 4ppm、 Se 1. 5ppm ;
實施實例7 : 錳礦石經(jīng)硫酸浸取的MnS04溶液1000ml， MnS04含量為150g/l，加熱升溫至90°C ， 加入20g氟化物沉淀劑氟化錳，保持溶液pH值為7，攪拌下保溫反應(yīng)2小時，再加入6. 5g金 屬錳粉，攪拌保溫反應(yīng)0. 5小時，過濾，加入70ml的水合二氧化錳膠體，靜止3小時過濾，加 入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加入量以終點檢測MnX〈 0.3%為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌二次 抽濾烘干后，送入馬弗爐105(TC煅燒2小時得高純四氧化三錳產(chǎn)品，分析Mn^為71. 4， Ga 15ppm、Mg 28卯m、Si023 2卯m、比表面積13m7g、S 280ppm、 Na 32ppm、 K 5ppm、 Se 1. 8卯m ;
實施實例8 : 錳礦石經(jīng)硫酸浸取的MnS04溶液2000ml， MnS04含量為200g/l，加熱升溫至80°C ， 加入50g氟化物沉淀劑氟化錳，再加入10gBaS，保持溶液pH值為5，攪拌保溫反應(yīng)1小時， 過濾，加入70ml的水合二氧化錳膠體，靜止3小時過濾，加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳銨加 入量以終點檢測Mn^〈0.3^為準(zhǔn)，碳酸錳打漿洗滌二次抽濾烘干后，送入馬弗爐1050°C 煅燒2小時得高純四氧化三錳產(chǎn)品，分析MnX為71. 4，Ga 13卯m、Mg 27TOm、Si0230TOm、比 表面積15m7g、S 285Ppm、Na 30ppm、 K 5ppm、 Se 1. 8ppm。
權(quán)利要求
一種高純四氧化三錳的制備方法，包其特征在于(1)硫酸錳溶液配制將含雜質(zhì)的硫酸錳固體配制成硫酸錳溶液或在錳礦石用硫酸浸取后配制成硫酸錳溶液；(2)去除雜質(zhì)在配制好的硫酸錳溶液中加入氟化物沉淀劑，除鈣、鎂雜質(zhì)，沉淀劑的用量為雜質(zhì)理論用量的100％-200％，維持溶液的pH值4-10，保持在40℃-100℃的溫度下0.5小時-2小時，再加入除雜劑BaS或金屬錳粉，除Co、Ni、Pb、Cd或Cr重金屬雜質(zhì)，BaS或金屬錳粉的用量為雜質(zhì)理論用量的100％-200％，維持溶液的pH值4-10，保持在40℃-100℃的溫度下反應(yīng)0.5小時-2小時；(3)將步驟(2)中得到的溶液過濾后加入水合二氧化錳膠體，除硅，水合二氧化錳膠體用量為溶液量的10％～20％，靜止3～5小時，過濾、加入碳酸氫銨制取碳酸錳，碳酸錳打漿洗滌、經(jīng)過抽濾、烘干后，再煅燒得四氧化三錳。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純四氧化三錳的制備方法，其特征在于所配制的硫酸錳 溶液濃度100g/l—300g/1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純四氧化三錳的制備方法，其特征在于氟化物沉淀劑為 氟化錳。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純四氧化三錳的制備方法，其特征在于碳酸氫銨加入量以終點檢測MnX〈 0. 3%為準(zhǔn)。
全文摘要
一種高純四氧化三錳的制備方法，主要步驟是硫酸錳溶液配制將含雜質(zhì)的硫酸錳固體配制成硫酸錳溶液或在錳礦石用硫酸浸取后配制成硫酸錳溶液；去除雜質(zhì)在配制好的硫酸錳溶液中加入氟化物沉淀劑，除鈣、鎂雜質(zhì)，再加入除雜劑BaS或金屬錳粉，除Co、Ni、Pb、Cd或Cr重金屬雜質(zhì)過濾，得到的溶液過濾后加入水合二氧化錳膠體，除硅，過濾、碳化、漿洗、煅燒得四氧化三錳。本發(fā)明可使產(chǎn)品中Ca、Mg、SiO2含量低于50ppm，Co、Ni、Pb、Cd、Cr等重金屬雜質(zhì)含量低于50ppm，同時由于未引入其它雜質(zhì)，生產(chǎn)的四氧化三錳產(chǎn)品錳含量達(dá)71％以上，比表面積達(dá)10m2/g-20m2/g，可滿足電子行業(yè)對四氧化三錳產(chǎn)品的需要。
文檔編號C01G45/00GK101698513SQ20091027264
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者田海蓉, 鄢冬子 申請人:鄢冬子;田海蓉;葉中炎