一种电池级类球形碳酸锰的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113582234A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110920206.6(22)申请日2021.08.11(71)申请人南方锰业集团有限责任公司地址532200广西壮族自治区崇左市石林路(72)发明人李春流农艳莉万维华闫冠杰杨茂峰阮籍廖伟峰黎明(74)专利代理机构南宁东智知识产权代理事务所(特殊普通合伙)45117代理人黎华艳裴康明(51)Int.Cl.C01G45/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种电池级类球形碳酸锰的制备方法(57)摘要本发明一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，制备反应液时，将电解金属锰片和去离子水一同加入溶解罐中，先加入质量分数为98%的浓硫酸进行溶解，再用锰粉将反应液的pH值调节至4.0～5.5，再加入双氧水除去二价铁离子，加入除杂剂除去重金属离子，过滤，取滤液，得到杂质含量低的电池级硫酸锰溶液，将电池级硫酸锰溶液、沉淀剂、含络合剂的碱液以并流的方式加入反应釜反应，在沉淀过程中，控制碳酸根与锰离子摩尔比、反应温度、反应时间，加料完毕后，再陈化，过滤，制备得到的电池级类球形碳酸锰颗粒均为类球形，且锰含量高，杂质含量低，电池级类球形碳酸锰粒径可控且均一性较好；本发明提供的一种电池级类球形碳酸锰的工艺流程简单，生产成本较低，适合工业化批量生产。CN113582234ACN113582234A权利要求书1/2页1.一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将电解金属锰片和去离子水一同加入溶解罐中，控制固液比为（1:5）~（1:20）；再加入质量分数为98%的浓硫酸，搅拌反应10~60min，得到反应液；质量分数为98%的浓硫酸与所述电解金属锰片的重量份数比为（1.7～2.1）：1；（2）用锰粉将所述反应液的pH值调节至4.0～5.5；再加入双氧水并搅拌10~60min，除去二价铁离子，所述双氧水的用量为步骤（1）中所述的电解金属锰片重量的1%～5%；再加入除杂剂并搅拌10~60min，除去重金属离子，所述除杂剂用量为步骤（1）中所述的金属锰片重量的0.2%～1%，得到除杂的溶液；（3）过滤步骤（2）中得到的除杂的溶液，取滤液，得到电池级硫酸锰溶液；（4）在全自动反应釜中加入适量去离子水作为底液，底液的加入量为反应釜容积的1/5~1/4；打开反应釜搅拌器，搅拌速度为250~700r/min；以并流的方式分别将所述的电池级硫酸锰溶液、沉淀剂加入反应釜中，再通过并流的方式加入含络合剂的碱液控制反应体系的pH值在6.09.0之间；在沉淀过程中，控制碳酸根与锰离子摩尔比n（CO2‑）：n（Mn2+）=(1:1)~3~(2:1)、反应温度为20~70℃、反应时间为2~25h；加料完毕后，继续搅拌、陈化3~15h，得到反应液；（5）过滤上述步骤（4）所得的反应液，取滤渣；用去离子水洗涤滤渣，将滤渣放入烘箱中干燥，干燥时间为615~h，干燥温度为60~100℃，得到电池级类球形碳酸锰。2.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的电解金属锰片为普通电解金属锰片，所述电解金属锰片中锰的含量在99.5wt%以上。3.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的除杂剂为福美钠、硫化铵、硫化钠、硫化氢、硫化钡中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的电池级硫酸锰溶液中硫酸锰的浓度为0.1~4mol/L，Fe含量低于0.001wt%，Ca、Mg、K、Na的含量均低于0.005wt%，重金属含量低于0.001wt%。5.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钾中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的络合剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、五水偏硅酸钠、十二酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、壬基酚聚氧乙烯醚、二乙二醇丁醚、乙二胺四乙酸二钠、乙酸乙酯、正丁醇中的一种或多种，其中，所述的含络合剂的碱液中络合剂的浓度为1~30g/L。7.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的含络合剂的碱液是指加入了络合剂的碱液，其中，碱液为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种的水溶液，碱液中的溶质的浓度为0.1~3mol/L。8.根据权利要求1所述的一种电池级类球形碳酸锰的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的电池级硫酸锰溶液的加料速度为1~30m