高纯硫酸锰生产流程危险性分析与职业健康防护

文章首先介绍了高纯硫酸锰生产工艺的各种添加剂及生产流程中涉及到的安全问题,分别从车间生产、相关添加剂及硫酸锰成品进行危险性分析、并提出相应的预防措施,对高纯硫酸锰的车间安全生产有着指导性的现实意义。

溶剂萃取法制备电池级高纯硫酸锰

以Versatic10为萃取剂从含钙、镁、钾、钠的模拟硫酸锰浸出液中选择性萃取锰。在萃取剂浓度30%、皂化率50%、相比O/A=4/1、35℃两级逆流萃取10min后,得到平均锰含量为13.5g/L的负载有机相,锰萃取率达85.34%。负载有机相和2mol/L硫酸反萃液在相比O/A=8/1、反萃温度35℃、两级逆流反萃的条件下,得到平均锰含量为107.89g/L的反萃后液,锰反萃率达99.94%,其中钙、镁、钾、钠的浓度均小于15mg/L。反萃后液经活性炭吸附、浓缩结晶并干燥后,获得了满足电池级高纯硫酸锰要求的一水硫酸锰产品。

钛白废酸-软锰矿-硫铁矿制备高纯硫酸锰

研究以硫铁矿为还原剂,在钛白废酸中湿法还原软锰矿制备硫酸锰的工艺过程。探讨反应温度、反应时间、酸矿比和矿浆浓度等因素对硫酸锰浸出率的影响。实验结果表明:在反应温度为95℃、反应时间为2.5 h、硫铁矿与软锰矿(以锰计)的质量比为0.95～1.0、硫酸与软锰矿(以锰计)的质量比为1.30、矿浆质量分数为28%～30%的条件下,硫酸锰的浸出率达到95%以上。通过加入碳酸钙中和浸出溶液使其pH为5～6,以除去溶液中的铁、钛、铝等杂质;加入自制硫化锰以除去溶液中的重金属离子;加入二氟化锰以除去溶液中的钙镁离子等。所得溶液经陈化、过滤、浓缩和结晶后得高纯一水硫酸锰,产品纯度为99%以上。

废铁屑还原软锰矿制备高纯硫酸锰工艺研究

研究了采用废铁屑作为还原剂,在稀硫酸介质中湿法还原软锰矿制备硫酸锰的工艺过程。通过单因素实验确定最佳工艺参数,结果表明：当Fe/MnO2的摩尔比为0.78∶1,H2SO4/MnO2的摩尔比为2.1∶1,反应温度50℃,反应时间80 min时,锰的浸出率在95%以上。加入碳酸钙中和调节溶液pH值至5~6,使溶液中的铁、铝等杂质离子水解为氢氧化铁、氢氧化铝等沉淀除去,加入硫化钡使浸出溶液中的重金属离子以硫化物沉淀除去,减压过滤得到硫酸锰粗滤液,向粗滤液中加入二氟化锰使溶液中的Ca2＋、Mg2＋等离子生成氟化物沉淀,然后溶液经过静置过滤得到硫酸锰净化液,滤液经浓缩、结晶制备硫酸锰产品。经检测产品纯度在99%以上,杂质含量低于国家标准。

MnSO4溶液的净化及制备电池级高纯硫酸锰

研究了采用高品位氧化锰矿石氧化亚铁离子—硫酸铁沉淀钾、钠—碳酸锰中和除铁—氟化锰除钙、镁—硫化钡除铜、锌—浓缩结晶工艺生产电池级高纯硫酸锰。通过单因素试验,考察了杂质分步去除的影响因素。试验结果表明:在高品位氧化锰矿石加入量为理论量2倍、硫酸铁加入量为n(Fe^3+)/n(K^++Na^+)=6/1、碳酸锰中和溶液pH=5、MnF^2+添加剂加入量为理论量3倍、BaS加入量为理论量20倍、温度60~80℃条件下对溶液进行净化,所得净化液中Fe质量浓度小于1 mg/L,K^+、Na^+、Ca^2+、Mg^2+质量浓度均低于50 mg/L,重金属Cu^2+、Zn^2+质量浓度分别低于3、5 mg/L;此溶液经过浓缩结晶得到硫酸锰,所得硫酸锰在160℃下烘干12~20 h,得到电池级高纯硫酸锰。

高纯硫酸锰生产技术现状

高纯硫酸锰生产的核心技术是钙、镁、钾、钠等杂质离子与锰离子的高效分离问题。综述了高纯硫酸锰生产各种方法的优缺点,其中包括电解金属生产法,氟化物除钙镁法,重结晶法,硫化锰法等。重点介绍了低成本绿色全新技术生产超高纯和高纯硫酸锰的方法。通过对各种方法的介绍,希望为工业上选择理想的高纯硫酸锰生产方法提供指导。

高纯硫酸锰制备球形四氧化三锰的研究

以高纯硫酸锰、片碱及氯化铵为原料,采用化学络合沉淀法制备球形四氧化三锰,通过优化氨锰比、搅拌强度、pH值、温度等工艺参数,于30 L反应器中制备出球形四氧化三锰产品。实验结果表明,在锰浓度120 g/L、pH值8.3～8.7、铵锰比1∶4、搅拌频率40 Hz时,能够得到Mn含量70.4%、Na含量0.019%、S含量0.048%、颗粒粒径D_(50)=10.50μm、比表面积0.44 m^2/g、振实密度2.41 g/cm^3、具有良好分散性的球形四氧化三锰。

氟化法制备高纯硫酸锰中氟含量的控制

采用氟化法除钙镁与控制结晶法除氟相结合的方式制备了高纯硫酸锰,有效控制硫酸锰中氟含量的同时实现了氟的循环利用。具体工艺如下:首先依次加入适量的MnF_(2)、双氧水、锰粉、硫化铵去除溶液中的钙、镁、铁以及重金属杂质;再调节脱水泊美度将晶体中的氟杂质控制在标准范围内;最后通过母液直接净化结晶和母液与原液1∶2混合这2种方式实现氟的循环利用。实验结果表明:氟化锰最佳加入量13 g/L,反应温度为室温,反应时间2 h,除铁最佳pH值5.5,硫化铵最佳加入量1 mg/L,脱水泊美度51,母液与原液1∶2混合后,只需加入9 g/L的氟化锰就能将钙镁杂质含量降至50μg/g以内。

二氧化锰和硫化锰两矿法制备高纯硫酸锰

利用天然二氧化锰粉与硫化锰精矿为原料制备高纯一水硫酸锰,并取得了初步成功。其最优工艺为:以二氧化锰与硫的摩尔比为2.25∶1,在温度90℃条件下浸出3 h后,除渣,再用A试剂1.5倍理论用量除去硫酸锰溶液中的钾钠,按工业硫化钡1.5倍理论用量除去各重金属,用氟化锰5倍理论用量除去钙镁后蒸发结晶烘干,得到高纯一水硫酸锰产品。

高纯硫酸锰制备中除重金属新工艺的研究

研究了用MnS在高纯硫酸锰制备过程中除重金属的工艺方法,探讨了净化过程中反应温度、添加量及反应时间对除重金属的影响,并比较了用MnS、MnS矿、BaS除重金属的效果,得出高纯硫酸锰制备过程中用MnS除重金属能得到较理想的结果。

高纯硫酸锰的工业生产实践

对硫酸锰生产过程中溶液的净化除杂进行了深入研究,探索出了适合于工业化生产的除杂方法,生产出了杂质含量低、主含量高的高纯级硫酸锰。

高纯硫酸锰中的杂质特性及净化工艺研究

高纯硫酸锰是三元电池正极材料中的合成材料之一,目前由于石油等传统资源的枯竭以及对环境造成的影响,新能源技术成为可持续发展的新关键,三元电池材料是新能源电动汽车使用的主要电池材料,从而也推动高纯硫酸锰产业的快速发展;但相对于三元材料的其余两种原料高纯硫酸钴、高纯硫酸镍来说,高纯硫酸锰中的杂质分离更为困难,因此生产相对复杂。本文简要介绍某公司高纯硫酸锰净化工艺及其过程中产生的杂质的特性,并开展了溶液除杂简要试验。

低品位碳酸锰矿制备高纯硫酸锰前端浸出研究

使用低品位碳酸锰矿生产高纯硫酸锰,是锰矿资源高效综合利用领域的一项关键工艺技术研究。高纯硫酸锰是近年来开发生产的新产品,是锰酸锂、镍锰二元、镍钴锰三元锂离子电池的重要原材料。以黔东铜仁地区锰矿资源禀赋为基础,结合铜仁地区锰矿资源的特点,围绕低品位碳酸锰矿浸出及净化、高效结晶两个方面开展关键技术研究,旨在深挖地区资源优势、延长产业链、拓宽产业幅、提升产品附加值。

硫酸亚铁在高纯硫酸锰生产的应用

本文就贵州黔东某公司公司在高纯硫酸锰生产中硫酸亚铁的作用进行分析,得出使用硫酸亚铁不仅具有良好的除钾钠效果,还可提高锰的回收率。实验得出当七水硫酸亚铁添加量过量系数为2,反应温度为95℃,时间为4小时,PH值在1.5~2.5之间,可将溶液的钾钠去除至10ppm以下,满足高纯硫酸锰化合工序对杂质钾钠的含量要求。另分析了锰的回收率与硫酸亚铁添加量的关系,得出硫酸亚铁可将锰的回收率从90.16%提高至98.765%。

硫酸锰溶液溶剂萃取分离氟及其循环利用研究

氟盐沉淀法除钙、镁是制备高纯硫酸锰溶液最普遍的方法,但引入的氟需进一步去除。针对含氟硫酸锰溶液,本文提出溶剂萃取法分离回收氟的新技术,主要包含溶剂萃取分离氟、氧化锰循环反萃氟两个过程。在硫酸锰溶液初始pH为1.9,有机相组成为60%TBP+40%磺化煤油,相比为2∶1,萃取时间3min的条件下,经过室温五级逆流萃取,硫酸锰溶液中的氟可以降至35mg/L以下;在氧化锰添加量为理论量的1.0倍,相比5∶1,反萃时间1h,反应温度298K的最佳反萃条件下,氧化锰循环反萃率可达98.08%以上,反萃过程析出的氟化锰可以返回用于硫酸锰溶液除钙、镁。相较于现有氟反萃工艺,新技术可在深度除氟的同时实现氟的循环利用。

离心萃取制备电池级硫酸锰

电池级硫酸锰可采用溶剂萃取法制备,目前在实验室研究阶段,通过在分液漏斗中混合、摇匀、静置分离,测试结果受操作因素的影响较大,与工业化应用生产存在差距。针对传统工业萃取设备反应釜、萃取槽存在的问题,采用离心萃取机,通过离心萃取、离心洗涤、离心反萃工艺流程制备电池级硫酸锰。在料液Mn浓度为29.51 g/L,萃取相比O/A为2.0∶1.0时,4级离心萃取Mn的萃取率为75%~81%;提高萃取O/A相比至3.0∶1.0,Mn的萃取率达到98%;再经过4级离心洗涤、3级离心反萃,得到的反萃液中Mn^(2+)浓度为9.16 g/L,Mg^(2+)、Ca^(2+)浓度分别降至3.34 mg/L、2.19 mg/L,达到电池级硫酸锰的指标,全过程Mn的回收率达到93.12%,Mg^(2+)、Ca^(2+)去除率分别为99.75%、99.59%。

3万t/a动力电池专用高纯硫酸锰项目

该项目位于贵州省铜仁市大龙经济开发区,由贵州红星发展大龙锰业有限责任公司投资建设,本次建设在公司原有厂区内,扩建生产线占地面积约为8000m2。红星公司原有高纯硫酸锰生产规模为1万t/a,本次在原有生产线旁扩建2万t/a,并对原有工艺进行优化调整,总产能达到3万t/a;项目总投资7968万元。

工业硫酸锰中钙、镁深度除杂的工艺研究

研究了工业硫酸锰中钙、镁杂质的深度除杂工艺。采用硫酸锰溶液预处理、加入晶种、控制工艺条件相结合的方法,以氟化锰为钙镁除杂剂,改善体系的过滤性能,提高钙、镁的去除率,使产品中钙、镁含量之和降低至小于0.05‰。所得产品可以达到电池级高纯硫酸锰对钙、镁含量的要求。

萃取法脱除工业级硫酸锰溶液中钙和镁离子

以P507和羧酸A混合物为萃取剂,从工业级硫酸锰溶液中选择性萃取脱除钙和镁离子.考察硫酸锰溶液初始pH值、混合萃取剂(x(P507)∶x(羧酸型A)=1∶1)的体积分数、皂化率和相比等因素对萃取脱除钙、镁杂质的影响.实验结果表明,在硫酸锰溶液初始pH值2.3、混合萃取剂体积分数20%、皂化率20%、相比(O/A)2∶1、萃取温度30℃条件下,选择性地萃取脱除钙和镁离子,锰回收率为83.9%.脱除钙和镁的硫酸锰溶液用活性吸附,浓缩结晶并干燥,获得的一水硫酸锰产品符合电池级高纯硫酸锰的要求,钙和镁质量分数分别为38.4×10-6和41.7×10-6.

某高镁低品位软锰矿锰镁分离试验

高镁低品位软锰矿石传统的锰镁分离工艺均存在污染严重、锰镁离子分离效率低等问题。为了实现高镁低品位软锰矿的高效、低污染开发利用,以广西某高镁低品位软锰矿为原料,对采用酸化还原焙烧+尾气(SO2)还原软锰矿矿浆—还原产物合并浸出—浸出液除杂工艺制得的高纯Mn SO4与Mg SO4混合溶液,进行了NH4HCO3沉Mn2+(锰镁高效分离)工艺条件研究。结果表明,在NH4HCO3与Mn SO4物质的量之比为2.25,反应时间为60 min,反应温度为30℃,搅拌速度为120 r/min情况下,锰镁分离率可达96.96%。该锰镁分离工艺既解决了酸化还原焙烧尾气(SO2)的高效回收利用问题,又高效地实现了浸出液中锰镁离子的分离。