一種提純硫酸錳同時制備硫酸鋇的方法技術

本發明專利技術涉及一種提純硫酸錳的同時制備硫酸鋇的方法，其特征在于，包括以下步驟：在濃度為10～400g/L的硫酸錳溶液中加入硫化物加熱除雜，將反應產物固液分離，固體棄，其中硫酸錳溶液中的金屬雜質與硫化物中的硫的摩爾比例為M:S=1:1.5～2.5；將所得液相，與等摩爾的硫化鋇反應，反應產物固液分離，液體棄，得到固體；將所得固相，用熱去離子水洗滌，固液分離；將所得固相加水形成漿液，通入氧氣氧化后進行固液分離；將所得固相經酸洗、中和和烘干得到亞微米球形硫酸鋇產品；將所得的濾液純化得到硫酸錳，加入過氧化氫維持煮沸，調pH值為5.0～6.0，固液分離，濾液經蒸發烘干獲得硫酸錳產品。本發明專利技術在提純硫酸錳的同時制備了球型亞微米硫酸鋇產品，降低了生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無機精細化工制備
，特別是。
技術介紹
高純硫酸錳主要用于鋰離子二次電池錳系正極材料的制備，對K、Na、Ca、Mg、Fe及重金屬等指標有較為嚴格的要求。亞微米球型硫酸鋇廣泛應用于涂料和塑料行業，一般采 用沉淀法工藝制備。
技術實現思路
本專利技術利用硫酸錳與硫化鋇復分解反應，在提純硫酸錳的同時制備了球型亞微米硫酸鋇產品，降低了生產成本。本專利技術涉及的基本化學反應MS04+BaS — MS 丨 +BaSO4式中M :Fe、Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、As 等MnS04+BaS — MnS 丨 +BaSO4 IMnS+02+H20 — MnSO4本專利技術涉及一種提純硫酸錳的同時制備硫酸鋇的方法，其特征在于，包括以下步驟(I)硫化物除雜濃度為10 400g/L的硫酸錳溶液加入硫化物加熱除雜，將反應產物固液分離，固體棄，其中硫酸錳溶液中的金屬雜質與硫化物中的硫的摩爾比例為M:S=1 :1. 5 2. 5，優選1:2 ;其中硫酸錳溶液濃度優選為10 200g/L ;優選反應時間為3 5小時，更優選4小時；(2)硫酸錳與硫化鋇反應將步驟(I)所得液相，與等摩爾的硫化鋇反應，反應產物固液分離，液體棄，得到固體；(3)熱洗將步驟(2)所得固相，用熱去離子水洗滌，固液分離；(4)氧化將步驟(3)所得固相加水形成漿液，通入氧氣氧化后進行固液分離；(5)硫酸鋇產品處理將步驟(4)中所得固相經酸洗、中和和烘干得到亞微米球形硫Ife鎖廣品；(6)硫酸錳產品凈化將步驟(4)中的濾液純化得到硫酸錳，加入過氧化氫維持煮沸，調pH值為5. 0 6. 0，固液分離，濾液經蒸發烘干獲得硫酸錳產品。優選地，所述步驟(I)的除雜反應的加熱溫度為80 100°C，優選90 100°C。優選地，所述步驟(3)的洗滌操作采用料水比為I :5 I :7，優選1:6進行；洗滌溫度70 80°C，優選80°C。優選地，所述步驟(4)的加入水形成漿液的操作控制300 500公斤濾餅/立方米水，優選500公斤濾餅/立方米水。優選地，所述步驟(4)的通入氧氣操作在加熱條件下進行，優選加熱溫度為50 55°C，優選 55。。。優選地，所述步驟(4)的通入氧氣操作維持O2氣壓力在0. 35 0. 4MPa進行，優選0.4MPa。優選地，所述步驟(6)的調節pH值操作用氫氧化鋇進行時，優選調節pH值5. 5 6.O。優選地，所述步驟(6)的固液分離為精密過濾，其采用直徑為0. 24-0. 45iim的濾膜進行，優選0. 24 u m0 優選地，所述步驟(6)中加入過氧化氫使得溶液中Fe2+含量小于0. 5ppm。本專利技術還涉及前述方法制備的硫酸錳產品，優選純度大于99%。本專利技術還涉及前述方法制備的亞微米球狀硫酸鋇產品，優選純度大于98%，白度大于 98. 5, D50=O. 3 0. 5。附圖說明圖I為本專利技術的制備方法的主要工藝流程圖。具體實施例方式下面以具體實例詳細描述本專利技術，應當理解的是，本專利技術的保護范圍并不限于以下具體的描述。本專利技術使用的原料如下硫酸錳對于任何的純度硫酸錳均可使用，只要將其配制成10 400g/L的硫酸錳即可，優選配制成100 200g/L的硫酸錳溶液。硫酸錳溶液中，除了錳離子外，還存在大量的雜質金屬元素，例如Fe、Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Cr等,需要估算這些金屬離子,其中絕大部分為Fe，Fe的含量會達到數千ppm，其它的一般為幾十ppm，所以實際操作中就測定Fe即可，測定全鐵含量一般采用鄰菲啰啉比色法。硫化物硫化物的引入主要是為了沉淀金屬雜質元素，可以使用任何純度或濃度的硫化鋇、硫化銀、硫化銨、硫化鈉等硫化物，優選硫化銀和硫化鋇，特別優選硫化鋇，不會引入新的雜質，選擇硫化物的原因是鍶離子或鋇離子可與硫酸根形成沉淀，該沉淀在后面的固液分離中可被排出，對硫化鋇或硫化鍶溶液的要求是，硫酸錳中的雜質金屬與硫化鋇或硫化鍶中的硫離子的摩爾比M:S=1 :1. 5 2. 5，優選1:2，即硫化物中的硫離子的摩爾數為硫酸錳溶液中的金屬雜質摩爾數的I. 5倍至2. 5倍。硫化鋇對硫化鋇的雜質沒有要求，由于其生產是由硫酸鋇經過還原、熱浸取得到的，Ca、Mg離子形成了氫氧化物沉淀已經被分離。其使用是為了與硫酸錳反應，可選任意濃度的硫化鋇溶液，只要滿足與硫酸錳等摩爾即可。過氧化氫可選任意濃度的常規工業過氧化氫，例如質量百分濃度為27. 5%,60%的過氧化氫。氫氧化鋇可選任意濃度的常規工業氫氧化鋇，本專利技術利用氫氧化鋇調節pH值，因此優選稀氫氧化鋇，例如重量百分比為10%的氫氧化鋇。結合流程1，本專利技術的具體步驟如下(I)硫化物除雜在硫fe猛溶液中加入硫化物加熱除雜，將硫Ife猛中的金屬雜質(Fe、Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、As等)變為硫化物沉淀，將反應產物固液分離，固體棄，溶液中剩下較純的硫酸錳。由于硫化物中硫化錳的溶度積最高，錳離子最不易與硫離子形成沉淀，大部分的錳粒子可以保留在溶液中。其中，MnSO4—般選10 400g/L溶液，濃度低時體系的水比例大，實際上對可溶鹽的分離效果高，也就是說生成硫酸錳時的夾帶濃度低，因此優選10 200g/L，但是工業操作時濃度太低設備利用效率低，因此不宜選用太低的濃度；硫化物優選硫化鋇或硫化鍶溶液，最優選硫化鋇溶液，并要求其中的金屬雜質與硫化物中的硫的摩爾比例為M:S=1:1. 5 2. 5，優選1:2，由于硫酸錳溶液中，能夠與硫離子反應的雜質有Fe、Cu、Co、Ni、Pb、As、Cr、Cd、Hg，而其中絕大部分為Fe，因此測定其中的全鐵含量，即可基本代表金屬雜質的含量，因此可控制Fe: S=I :1. 5 2. 5，優選1:2，測定全鐵含量一般采用鄰菲啰啉比色法；硫化物除雜時溫度越高越有利，但水的沸點隨海拔變化較大，在一些地點水的沸點只有90 95°C，因此反應加熱溫度控制在80 100°C，優選90 100°C;反應在攪拌下進行，反應時間控制在3飛小時，優選4小時左右；所述固液分離使用壓濾分離。(2)與硫化鋇反應濾液加入等摩爾的硫化鋇反應，濾液中的硫酸錳與硫化鋇復分解反應，得到硫酸鋇和硫化錳混合沉淀，反應產物固液分離，液體棄，得到固體。硫化鋇溶液選擇與硫酸錳等摩爾反應，保證了反應產率，提高了反應效果。該反應是生成兩種沉淀的復分解反應，在攪拌下進行，可加快反應速度。所述反應產物的固液分離利用壓濾分離進行。(3)熱洗 上步得到的固體為硫酸鋇和硫化錳的混合沉淀，經過熱洗之后能夠將溶在溶液中的大部分的K, Na, Ca, Mg等尚子去除，固液分尚，得到固相。所述的熱洗步驟采用下述方法進行先加入少量去離子水，攪拌下投入濾餅，補力口去離子水至料水比例I :5 I :7，優選1:6左右，料水比為利用水洗滌濾餅時，所洗滌濾餅的重量/洗滌所用水的重量的比例。洗滌溫度70 80°C，優選80°C，攪拌洗滌8小時左右，壓榨壓濾，濾液處理排放，濾餅進入下步操作。(4)氧化將熱洗得到的固體打漿處理，加熱條件下通入氧氣反應，將硫化錳氧化為硫酸錳，經過固液分離洗滌濾液，將硫酸錳轉移入濾液中。所述打漿處理按照300 500公斤濾餅(折干基)/立方米水，優選500公斤濾餅(折干基)/立方米本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種提純硫酸錳的同時制備硫酸鋇的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)硫化物除雜濃度為10 400g/L的硫酸錳溶液加入硫化物加熱除雜，將反應產物固液分離，固體棄；其中硫酸錳溶液中的金屬雜質與硫化物中的硫的摩爾比例為M:S=1:1. 5 2. 5，優選1:2 ;其中硫酸錳溶液濃度優選為10 200g/L ;優選反應時間為3 5小時，更優選4小時； (2)硫酸錳與硫化鋇反應將步驟(I)所得液相，與等摩爾的硫化鋇反應，反應產物固液分離，液體棄，得到固體； (3)熱洗將步驟(2)所得固相，用熱去離子水洗滌，固液分離； (4)氧化將步驟(3)所得固相加水形成漿液，通入氧氣氧化后進行固液分離； (5)硫酸鋇產品處理將步驟(4)中所得固相經酸洗、中和和烘干得到亞微米球形硫酸鎖廣品； (6)硫酸錳產品凈化將步驟(4)中的濾液，加入過氧化氫維持煮沸，調pH值為5.0 6.0，固液分離，濾液經蒸發烘干獲得硫酸錳產品。2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)的除雜反應的加熱溫度為80 100°C，優選 90 100°C。3.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)的洗滌操作采用料水比為I :5 I :7，優選1:6進行；洗滌溫度70 80°C...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜志光，華東，
申請(專利權)人：貴州紅星發展股份有限公司，深圳市昊一通投資發展有限公司，
類型：發明
國別省市：