CN112499687A - 低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法 - Google Patents

低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法。它包括将电解二氧化锰制备过程中产生的废水和废液与碳酸锰粉、硫酸进行化合反应制液,制液过程中,在高温酸性环境下,利用黄钾铁钒和黄钠铁钒原理去除伴随原料酸解的钾、钠和铁元素,中和、固液分离得粗制的硫酸锰溶液,分三步净化去除各种有害重金属后,经电解得电解二氧化锰半成品,采用氢氧化锰作为中和剂进行漂洗、研磨、磁化去除单质铁、混匀后包装即得成品。本发明电解二氧化锰晶型单一,晶型结构呈纯γ型,活性高,具有更好的理化性能;且由于杂质含量低,钾、钠含量100ppm以下,达到锰酸锂用电解二氧化锰低钾低钠的要求,可以有效的提高锂离子电池的电池容量及循环性能。

Description

低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法
技术领域
本发明属于冶金及电池材料制备技术领域,具体涉及一种低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法。
背景技术
电解二氧化锰是优良的电池的去极化剂,它与天然放电二氧化锰生产的干电池相比,具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长等特点,掺用20%-30%电解二氧化锰做成的干电池比全用天然 MnO2 做成的干电池其放电容量可提高50%~100%,在高性能氯化锌电池中掺用50%~70%电解二氧化锰,其放电容量可提高2~3倍,全部用电解二氧化锰做成的碱锰电池,其放电容量可提高5~7倍,因此电解二氧化锰成为电池工业的一种非常重要的原料。
电解二氧化锰生产过程中,往往由于传统工艺漂洗时采用碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠作中和剂,使产品含钾、钠超标,尤其是含钠量一般达到3000ppm。而电解二氧化锰中的钾杂质容易形成隐钾锰矿型MnO2八面体晶体,这种位于晶格中心的钾离子在电池放电过程中阻碍了质子的迁移,降低了EMD的密度,使放电过程难以进行,特别是在大电流放电时影响更显著;当Na+含量过高时,残留的钠离子通过电池放电被释放,这就会在电池的电解质中出现钠与锂的交换,由于Na+会使Li+移动受阻,严重影响了电池容量及循环性能。
针对上述问题,现有技术申请号为CN201010183376.2低钠电解二氧化锰的生产方法公开了使用氢氧化锂或碳酸锂替代小苏打或氢氧化钠作中和剂来制备锰酸锂型电解二氧化锰的技术方案,该技术方案虽然解决了产品钠高的问题,但是由于氢氧化锂具有强腐蚀性,水中形成强腐蚀性溶液;氢氧化锂能灼伤眼睛、皮肤,吸入可引起喉、支气管炎症、痉挛,化学性肺炎、肺水肿等,使用和储存过程,稍有不慎会对水源、空气、土壤带来污染,氢氧化锂、碳酸锂均需在密闭空间操作,操作人员需经严格培训,进行严格的防护,按严格的操作规程操作,这些都会给安全生产带来隐患,生产实际中应用困难。
发明内容
本发明提供了一种低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,该方法制备得到的电解二氧化锰不仅具有低钾低钠的优点,且其制备方法安全性好、可用于实际生产。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
包括以下步骤:
A.浸出:将电解二氧化锰制备过程中产生的废水和废液混合,并放入化合反应器中,同时将碳酸锰粉与硫酸放入所述化合反应器中进行化合反应,反应温度控制在95℃~98℃、PH值控制在1.5~2.5;其中,所述碳酸锰粉与所述硫酸的重量比为1:0.65~0.72,液固比9.6~17:1;
B.除钾、钠和铁:当所述化合反应达到3小时后,先检测所述化合反应器中反应产物溶液里是否含有Fe2+,如有检测含有Fe2+,则加入二氧化锰粉,先使含有的Fe2+氧化转换Fe3+,然后再在高温酸性环境下,使转换生成的Fe3+与K+、Na+反应形成黄钾铁矾和黄钠铁矾沉淀;接着,检测此时反应产物溶液中钾和钠的含量,如钾或钠中有一样或者两样都大于50ppm,则加入硫酸铁,使钾和钠的含量至:K≤50ppm、Na≤50ppm;
C.水解净化除铁:当所述化合反应达到5小时后,向所述化合反应器中投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至4.0~4.5,使Fe3+的含量≤2*10-6;接着,继续投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至5.0~6.0,然后将矿浆进行固液分离,得到粗制的硫酸锰溶液;
D.硫化沉淀法除重金属杂质:将步聚C得到粗制的的硫酸锰溶液注入净化器中,加入硫化钡并在温度为68℃~72℃的条件下进行净化,使Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+的含量分别至:Cu≤2ppm、Co≤2ppm、Ni≤2ppm、Pb≤4ppm,然后过滤,得到初步净化的硫酸锰溶液;
E.除钼和砷、铅:将步骤D得到的初步净化的硫酸锰溶液注入除钼器中,调节其PH值在3.0~5.0,投入电解二氧化锰粉作为吸附剂除钼,使钼和砷、铅的含量分别至:Mo≤0.5ppm、As≤0.5ppm、Pb≤2ppm,然后过滤,得到二次净化的硫酸锰溶液;
F.钙、镁离子的沉淀:将步骤E得到的二次净化的硫酸锰溶液通过中性液贮存、静置,使硫酸钙、硫酸镁分别结晶析出;
G.电解:将步骤F得到的三次净化的硫酸锰溶液送至电解槽进行电解,得到电解二氧化锰半成品;其中,所述电解的条件为:阳极电流密度为50 A/m2~90A/m2、电解液硫酸浓度0.40mol/L~0.45mol/L、硫酸锰浓度0.38 mol/L~0.42mol/L、电解周期为10天~12天;
H.漂洗:将步骤G得到的电解二氧化锰半成品送至漂洗桶中,采用水洗-碱洗-水洗三级漂洗工艺进行漂洗,然后研磨、磁化除铁;其中,所述漂洗工艺中的碱洗采用氢氧化锰作为中和剂。
上述技术方案中,更具体的技术方案还可以是:步骤A中,在加入所述碳酸锰粉、硫酸之前先分别检测所述废水和废液混合物中H2SO4和Mn+的含量;其中,所述废水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解不合格的废弃冷凝水和废弃漂洗水,所述废液为电解二氧化锰制备过程中产生的废弃阳极液。
进一步的,步骤A中,碳酸锰粉加工粒度-200目90%。
进一步的,步骤B中,二氧化锰矿粉为锰含量为18%的二氧化锰矿粉。
进一步的,步骤E中,所述电解二氧化锰粉粒度≤8μ,且所述电解二氧化锰粉加入后初步净化的硫酸锰溶液后的浓度为1.33g/L~2.0g/L。
进一步的,步骤H中,步骤H中,步骤H中,所述漂洗工艺中的第一道水洗工艺的温度控制在90℃以上,碱洗工艺的温度控制在75℃,第二道水洗工艺的温度为90℃以上,漂洗周期为30小时~35小时,漂洗液温度均采用蒸汽直接加热;其中,所述水洗使用的水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解合格的废弃冷凝水。
进一步的,在步骤H之后,将该步骤得到的产物采用密相输送方式送入重力式掺混料仓进行掺混。
进一步的,所述氢氧化锰的制备为:用氨水与硫酸锰溶液反应,生成白色沉淀,收集白色沉淀物用水洗涤。
采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
1. 本发明制备的电解二氧化锰晶型单一,具有纯γ型结构,活性高,具有更好的理化性能。
2.本发明能够很好的除去钾、钠、铁、铜、钴、镍、铅、钙、镁、钼等杂质,杂质含量低,钾、钠含量100ppm以下,达到锰酸锂用电解二氧化锰低钾低钠的要求,可以有效的提高锂离子电池的电池容量及循环性能。
3.本发明由于能够很好的除去钾、钠、铁、铜、钴、镍、铅、钙、镁、钼等杂质,因此使用的碳酸锰矿粉品位可低至18%,可以充分利用广西丰富的低品位锰矿资源,对合理利用锰矿资源,降低生产成本有着良好的经济效益和社会效益。
4.本发明在利用氧化锰矿粉除铁的基础上,额外加入硫酸铁深度去除钾、钠。
5.本发明通过在加入所述碳酸锰粉、硫酸之前先分别检测所述废水和废液混合物中H2SO4和Mn2+的含量,从而更加准确的确定碳酸锰粉与硫酸的加入量,确保反应原料不会发生浪费,化合反应也能按照预定的反应进行。
6.本发明将经检测电解合格的冷凝水直接用于漂洗工艺中 ,将经检测电解不合格的冷凝水及漂洗水返回化合反应工序中用于制液,从而实现了废水的循环利用。
7.本发明漂洗过程用氢氧化锰作为后处理中和剂,达到去除产品残留SO4 2-的目的同时不会向***引入新的杂质。
8.本发明通过在电解二氧化锰半成品漂洗、研磨、磁化除铁后,采用密相输送方式送入重力式掺混料仓进行掺混,从而消除产品质量差异,保证产品的均匀性,对产品粒度进行控制,产品目数为-325目达98.0%以上,符合锰酸锂电池专用电解二氧化锰要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1—低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法
它包括以下步骤:
A.浸出:将电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解不合格的废弃冷凝水、废弃漂洗水的废水和废弃阳极液混合,并放入化合反应器中,检测所述废水和废液混合物中H2SO4的含量为0.3mol/L和为Mn2+的含量为0.30mol/L,同时将碳酸锰粉与硫酸放入所述化合反应器中进行化合反应,反应温度控制在95℃~98℃、PH值控制在1.5~2.5;其中,所述碳酸锰粉与所述硫酸重量比为1:0.65,液固比9.6:1,所述碳酸锰粉锰含量为18%,加工粒度-200目90%;
B.除钾、钠和铁:当所述化合反应达到3小时后,检测到所述化合反应器中反应产物溶液里含有Fe2+,加入锰含量为18%二氧化锰矿粉,先使含有的Fe2+氧化转换Fe3+,然后再在高温酸性环境下,使转换生成的Fe3+与K+、Na+反应形成黄钾铁矾和黄钠铁矾沉淀;接着,检测此时反应产物溶液中钾和钠的含量,发现钾(或钠)的含量大于50ppm,加入硫酸铁,使钾和钠的含量至:K≤50ppm、Na≤50ppm;
C.水解净化除铁:当所述化合反应达到5小时,向所述化合反应器中投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至4.0~4.5,使Fe3+的含量≤2*10-6;接着,继续投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至5.0~6.0,然后将矿浆进行固液分离,得到粗制的硫酸锰溶液;
D.硫化沉淀法除重金属杂质:将步聚C得到粗制的的硫酸锰溶液注入净化器中,加入硫化钡并在温度为68℃~72℃的条件下进行净化,使Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+的含量分别至:Cu≤2ppm、Co≤2ppm、Ni≤2ppm、Pb≤4ppm,然后过滤,得到初步净化的硫酸锰溶液;
E.除钼和砷、铅:将步骤D得到的初步净化的硫酸锰溶液注入除钼器中,调节其PH值在3.0~5.0,投入电解二氧化锰粉作为吸附剂除钼,使钼和砷、铅的含量分别至:Mo≤0.5ppm、As≤0.5ppm、Pb≤2ppm,然后过滤,得到二次净化的硫酸锰溶液,所述电解二氧化锰粉粒度≤8μ,所述电解二氧化锰粉的加入浓度2.0g/L;
F.钙、镁离子的沉淀:将步骤E得到的二次净化的硫酸锰溶液通过中性液贮存、静置,使硫酸钙、硫酸镁分别结晶析出,然后过滤,得到三次净化的硫酸锰溶液;
G.电解:将步骤F得到的三次净化的硫酸锰溶液经过超细过滤后送至电解槽进行电解,得到电解二氧化锰半成品;其中,所述电解的条件为:阳极电流密度为50A/m2、电解液硫酸浓度0.40mol/L、硫酸锰浓度0.380mol/L、电解周期为10天;
H.漂洗:将步骤G得到的电解二氧化锰半成品送至漂洗器中,采用水洗-碱洗-水洗三级漂洗工艺进行漂洗,然后研磨、磁化除铁,接着采用密相输送方式送入重力式掺混料仓进行掺混;所述漂洗工艺的过程为:将电解二氧化锰半成品送至漂洗器中,首先用水洗涤半成品中残留的硫酸、硫酸锰等杂质,控制水中硫酸含量为1.0g/L以下为水洗终点;接着,用碱中和剩余硫酸,采用氢氧化锰作为中和剂,且所述氢氧化锰的制备为:用氨水与硫酸锰溶液反应,生成白色沉淀,收集白色沉淀物用水洗涤;碱洗温度控制在75℃,碱洗结束后再次用水清洗半成品表面残留的中和剂,水洗温度为90℃以上,漂洗周期为30小时,漂洗液温度均采用蒸汽直接加热;其中,所述水洗使用的水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测合格的废弃冷凝水。
本实施例所得产物的主要指标如表1所示:
表1 产品质量情况表
Figure 179028DEST_PATH_IMAGE001
实施例2—低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法
它包括以下步骤:
A.浸出:将电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解不合格的废弃冷凝水、废弃漂洗水的废水和废弃阳极液混合,并放入化合反应器中,检测所述废水和废液混合物中H2SO4的含量为0.32mol/L和为Mn2+的含量为0.35mol/L,同时将碳酸锰粉与硫酸放入所述化合反应器中进行化合反应,反应温度控制在95℃~98℃、PH值控制在1.5~2.5;其中,所述碳酸锰粉与所述硫酸重量比为1:0.68,液固比12:1,所述碳酸锰粉锰含量为20%,加工粒度-200目90%;
B.除钾、钠和铁:当所述化合反应达到3小时后,检测到所述化合反应器中反应产物溶液里含有Fe2+,加入含锰量18%二氧化锰粉,使Fe2+氧化转换Fe3+,然后再在高温酸性环境下,使转换生成的Fe3+与K+、Na+反应形成黄钾铁矾和黄钠铁矾沉淀;接着,检测此时反应产物溶液中钾和钠的含量,发现钠的含量大于50ppm,加入硫酸铁,使钾和钠的含量至:K≤50ppm、Na≤50ppm;
C.水解净化除铁:当所述化合反应达到5小时,向所述化合反应器中投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至4.0~4.5,使Fe3+的含量≤2*10-6;接着,继续投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至5.0~6.0,然后将矿浆进行固液分离,得到粗制的硫酸锰溶液;
D.硫化沉淀法除重金属杂质:将步聚C得到粗制的的硫酸锰溶液注入净化器中,加入硫化钡并在温度为68℃~72℃的条件下进行净化,使Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+的含量分别至:Cu≤2ppm、Co≤2ppm、Ni≤2ppm、Pb≤4ppm,然后过滤,得到初步净化的硫酸锰溶液;
E.除钼和砷、铅:将步骤D得到的初步净化的硫酸锰溶液注入除钼器中,调节其PH值在3.0~5.0,投入电解二氧化锰粉作为吸附剂除钼,使钼和砷、铅的含量分别至:Mo≤0.5ppm、As≤0.5ppm、Pb≤2ppm,然后过滤,得到二次净化的硫酸锰溶液,所述电解二氧化锰粉粒度≤8μ,所述电解二氧化锰粉的加入浓度1.66g/L;
F.钙、镁离子的沉淀:将步骤E得到的二次净化的硫酸锰溶液通过中性液贮存、静置,使硫酸钙、硫酸镁分别结晶析出,然后过滤,得到三次净化的硫酸锰溶液;
G.电解:将步骤F得到的三次净化的硫酸锰溶液经过超细过滤后送至电解槽进行电解,得到电解二氧化锰半成品;其中,所述电解的条件为:阳极电流密度为75A/m2、电解液硫酸浓度0.42mol/L、硫酸锰浓度0.40mol/L、电解周期为11天;
H.漂洗:将步骤G得到的电解二氧化锰半成品送至漂洗器中,采用水洗-碱洗-水洗三级漂洗工艺进行漂洗,然后研磨、磁化除铁,接着采用密相输送方式送入重力式掺混料仓进行掺混;所述漂洗工艺的过程为:将电解二氧化锰半成品送至漂洗器中,首先用水洗涤半成品中残留的硫酸、硫酸锰等杂质,控制水中硫酸含量为1.0g/L以下为水洗终点;接着用碱中和剩余硫酸,采用氢氧化锰作为中和剂,且所述氢氧化锰的制备为:用氨水与硫酸锰溶液反应,生成白色沉淀,收集白色沉淀物用水洗涤;碱洗温度控制在75℃,碱洗结束后再次用水清洗半成品表面残留的中和剂,水洗温度为90℃以上,漂洗周期为35小时,漂洗液温度均采用蒸汽直接加热;其中,所述水洗使用的水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测合格的废弃冷凝水。
本实施例所得产物的主要指标如表2所示:
表2产品质量情况表
Figure 993400DEST_PATH_IMAGE002
实施例3—低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法
它包括以下步骤:
A.浸出:将电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解不合格的废弃冷凝水、废弃漂洗水的废水和废弃阳极液混合,并放入化合反应器中,检测所述废水和废液混合物中H2SO4的含量为0.40mol/L和为Mn2+的含量为0.42mol/L,同时将碳酸锰粉与硫酸放入所述化合反应器中进行化合反应,反应温度控制在95℃~98℃、PH值控制在1.5~2.5;其中,所述碳酸锰粉与所述硫酸重量比为1:0.72,液固比17:1,所述碳酸锰粉含量为22%,加工粒度-200目90%;
B.除钾、钠和铁:当所述化合反应达到3小时后,检测到所述化合反应器中反应产物溶液里含有Fe2+,加入含锰量18%二氧化锰矿粉,先使含有的Fe2+氧化转换Fe3+,然后再在高温酸性环境下,使转换生成的Fe3+与K+、Na+反应形成黄钾铁矾和黄钠铁矾沉淀;接着,检测此时反应产物溶液中钾和钠的含量,发现钾和钠的含量均大于50ppm,加入硫酸铁,使钾和钠的含量至:K≤50ppm、Na≤50ppm;
C.水解净化除铁:当所述化合反应达到5小时,向所述化合反应器中投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至4.0~4.5,使Fe3+的含量≤2*10-6;接着,继续投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至5.0~6.0,然后将矿浆进行固液分离,得到粗制的硫酸锰溶液;
D.硫化沉淀法除重金属杂质:将步聚C得到粗制的的硫酸锰溶液注入净化器中,加入硫化钡并在温度为68℃~72℃的条件下进行净化,使Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+的含量分别至:Cu≤2ppm、Co≤2ppm、Ni≤2ppm、Pb≤4ppm,然后过滤,得到初步净化的硫酸锰溶液;
E.除钼和砷、铅:将步骤D得到的初步净化的硫酸锰溶液注入除钼器中,调节其PH值在3.0~5.0,投入电解二氧化锰粉作为吸附剂除钼,使钼和砷、铅的含量分别至:Mo≤0.5ppm、As≤0.5ppm、Pb≤2ppm,然后过滤,得到二次净化的硫酸锰溶液;所述电解二氧化锰粉粒度≤8μ,所述电解二氧化锰粉的加入浓度1.33g/L;
F.钙、镁离子的沉淀:将步骤E得到的二次净化的硫酸锰溶液通过中性液贮存、静置,使硫酸钙、硫酸镁分别结晶析出,然后过滤,得到三次净化的硫酸锰溶液;
G.电解:将步骤F得到的三次净化的硫酸锰溶液经过超细过滤后送至电解槽进行电解,得到电解二氧化锰半成品;其中,所述电解的条件为:阳极电流密度为90A/m2、电解液硫酸浓度0.45mol/L、硫酸锰浓度0.42mol/L、电解周期为12天;
H.漂洗:将步骤G得到的电解二氧化锰半成品送至漂洗器中,采用水洗-碱洗-水洗三级漂洗工艺进行漂洗,然后研磨、磁化除铁,接着采用密相输送方式送入重力式掺混料仓进行掺混;所述漂洗工艺的过程为:将电解二氧化锰半成品送至漂洗器中,首先用水洗涤半成品中残留的硫酸、硫酸锰等杂质;控制水中硫酸含量为1.0g/L以下为水洗终点;接着用碱中和剩余硫酸,采用氢氧化锰作为中和剂,且所述氢氧化锰的制备为:用氨水与硫酸锰溶液反应,生成白色沉淀,收集白色沉淀物用水洗涤;碱洗温度控制在75℃;碱洗结束后再次用水清洗半成品表面残留的中和剂,水洗温度为90℃以上;漂洗周期为33小时,漂洗液温度均采用蒸汽直接加热;其中,所述水洗使用的水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测合格的废弃冷凝水。
本实施例所得产物的主要指标如表3所示:
表3 产品质量情况表
Figure 379644DEST_PATH_IMAGE003

Claims (8)

1.一种低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于包括以下步骤:
A.浸出:将电解二氧化锰制备过程中产生的废水和废液混合,并放入化合反应器中,同时将碳酸锰粉与硫酸放入所述化合反应器中进行化合反应,反应温度控制在95℃~98℃、PH值控制在1.5~2.5;其中,所述碳酸锰粉与所述硫酸的重量比为1:0.65~0.72,液固比9.6~17:1;
B.除钾、钠和铁:当所述化合反应达到3小时后,先检测所述化合反应器中反应产物溶液里是否含有Fe2+,如有检测含有Fe2+,则加入二氧化锰粉,先使含有的Fe2+氧化转换Fe3+,然后再在高温酸性环境下,使转换生成的Fe3+与K+、Na+反应形成黄钾铁矾和黄钠铁矾沉淀;接着,检测此时反应产物溶液中钾和钠的含量,如钾或钠中有一样或者两样都大于50ppm,则加入硫酸铁,使钾和钠的含量至:K≤50ppm、Na≤50ppm;
C.水解净化除铁:当所述化合反应达到5小时后,向所述化合反应器中投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至4.0~4.5,使Fe3+的含量≤2*10-6;接着,继续投入碳酸钙粉调节反应产物溶液的PH值至5.0~6.0,然后将矿浆进行固液分离,得到粗制的硫酸锰溶液;
D.硫化沉淀法除重金属杂质:将步聚C得到粗制的的硫酸锰溶液注入净化器中,加入硫化钡并在温度为68℃~72℃的条件下进行净化,使Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+的含量分别至:Cu≤2ppm、Co≤2ppm、Ni≤2ppm、Pb≤4ppm,然后过滤,得到初步净化的硫酸锰溶液;
E.除钼和砷、铅:将步骤D得到的初步净化的硫酸锰溶液注入除钼器中,调节其PH值在3.0~5.0,投入电解二氧化锰粉作为吸附剂除钼,使钼和砷、铅的含量分别至:Mo≤0.5ppm、As≤0.5ppm、Pb≤2ppm,然后过滤,得到二次净化的硫酸锰溶液;
F.钙、镁离子的沉淀:将步骤E得到的二次净化的硫酸锰溶液通过中性液贮存、静置,使硫酸钙、硫酸镁分别结晶析出;
G.电解:将步骤F得到的三次净化的硫酸锰溶液送至电解槽进行电解,得到电解二氧化锰半成品;其中,所述电解的条件为:阳极电流密度为50 A/m2~90A/m2、电解液硫酸浓度0.40mol/L~0.45mol/L、硫酸锰浓度0.38 mol/L~0.42mol/L、电解周期为10天~12天;
H.漂洗:将步骤G得到的电解二氧化锰半成品送至漂洗桶中,采用水洗-碱洗-水洗三级漂洗工艺进行漂洗,然后研磨、磁化除铁;其中,所述漂洗工艺中的碱洗采用氢氧化锰作为中和剂。
2.根据权利要求1所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:步骤A中,在加入所述碳酸锰粉、硫酸之前先分别检测所述废水和废液混合物中H2SO4和Mn2+的含量;其中,所述废水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解不合格的废弃冷凝水和废弃漂洗水,所述废液为电解二氧化锰制备过程中产生的废弃阳极液。
3.根据权利要求2所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:步骤A中,碳酸锰粉加工粒度-200目90%。
4.根据权利要求3所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:步骤B中,所述二氧化锰矿粉为锰含量为18%的二氧化锰矿粉。
5.根据权利要求4所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:步骤E中,所述电解二氧化锰粉粒度≤8μ,且所述电解二氧化锰粉加入后初步净化的硫酸锰溶液后的浓度为1.33g/L~2.0g/L。
6.根据权利要求5所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:步骤H中,所述漂洗工艺中的第一道水洗工艺的温度控制在90℃以上,碱洗工艺的温度控制在75℃,第二道水洗工艺的温度为90℃以上,漂洗周期为30小时~35小时,漂洗液温度均采用蒸汽直接加热;其中,所述水洗使用的水为电解二氧化锰制备过程中产生且经检测电解合格的废弃冷凝水。
7.根据权利要求6所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:在步骤H之后,将该步骤得到的产物采用密相输送方式送入重力式掺混料仓进行掺混。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7所述的低钾低钠型锰酸锂用电解二氧化锰制备方法,其特征在于:
所述氢氧化锰的制备为:用氨水与硫酸锰溶液反应,生成白色沉淀,收集白色沉淀物用水洗涤。
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