一種電解二氧化錳的除鈣方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電池材料加工領域，具體涉及一種電解二氧化錳的除鈣方法。
【背景技術】
[0002] 電解二氧化錳（EMD)是優良的電池的去極化劑，它與天然放電二氧化錳生產的干 電池相比，具有放電容量大、活性強、體積小、壽命長、工作電壓穩定、低溫性能和防漏性能 好等特點，摻用20 - 30%EMD做成的干電池比全用天然MnO2做成的干電池其放電容量可 提高50 - 100%，在高性能氯化鋅電池中摻用50 - 70%EMD，其放電容量可提高2 - 3 倍，全部用EMD做成的堿錳電池，其放電容量可提高5 - 7倍，因此電解二氧化錳成為電 池工業的一種非常重要的原料。
[0003] 物理狀態電解二氧化錳除作為電池的主要原料外，也廣泛應用于冶金、醫學、電 子、通訊等領域。如：精細化工生產過程中作氧化劑、錳鋅鐵氧體軟磁材料中的原料。電 解二氧化錳由于具有很強的催化、氧化/還原，離子交換和吸附能力，在經處理與成型后， 是一種性能全面的優良凈水濾料，與常用的活性碳、沸石等凈水濾料相比，具有更強的脫色 和去除金屬的能力。
[0004] 目前國內電解二氧化錳的生產主要以碳酸錳礦或氧化錳礦為原料。隨鋼鐵工業的 發展，錳制品行業也在蓬勃發展，從中低品位錳礦中提取錳的工藝技術也越來越豐富多樣， 如H 2O2浸出法，草酸浸出法，葡萄糖浸出法，米糠浸出法等。但是得到的電解二氧化錳品位 較低，各種金屬雜質含量高，尤其是鈣含量，嚴重影響了電解二氧化錳的品質。同時碳酸錳 礦和硫酸的消耗量都很大，生產成本過高。
[0005] 專利021500851公開了一種硫酸錳溶液的深度凈化方法。其是一種從硫酸錳溶 液中深度凈化雜質鉀、鉬、鐵、鈷、鎳、銅等元素的方法，本發明使用全碳酸制液，引入NaOH、 BaS、硅藻土對溶液進行處理，結合實際情況調節添加量及添加順序。該發明設定的pH值范 圍非常大，不能滿足高質量的電解液需求。沉淀過程不徹底，以此沉淀方法很難除去鈣離 子。
【發明內容】
[0006] 本發明的一個目的是一種電解二氧化錳的除鈣方法，包括以下步驟： (1) 將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，浸泡，控制浸泡的溫度、時間和PH值，過 濾； (2) 烘干，漿化； (3) 中和：加入堿調節pH值，控制溫度和時間； (4) 烘干。
[0007] 所述步驟（1)中的電解液為硫酸和硫酸錳的混合溶液； 所述硫酸錳和硫酸的摩爾比為1:450000~2:1。
[0008] 所述浸泡的進行溫度為30~95°C，優選40~75,時間為20~180,優選30-100分鐘。
[0009] 所述浸泡控制pH值在4. 5以下，優選3. 0以下。
[0010] 所述過濾采用真空過濾。
[0011] 所述漿化使用的漿化液為水或水溶液。
[0012] 所述中和過程中，調節pH至4. 5~7· 0,優選5. 0-5. 8 ;溫度為40-70°C;持續時間為 30-100 分鐘。
[0013] 所述中和過程中，加入的堿為氫氧化鈉；所述氫氧化鈉濃度為0. 5~3mol/L。
[0014] 所述烘干溫度為60~120°C ;時間60-180分鐘。
[0015] 本發明中電解液中的稀硫酸、硫酸錳，能夠有效的獲取純凈的電解二氧化錳。經過 浸泡和時間溫度的控制，去除溶液中的鈣離子，同時去除其它的重金屬離子。兩次烘干過程 能夠有效的收集純凈的電解二氧化錳。中和過程的加入能夠調整溶液的酸堿度，獲得更高 品質的電解二氧化錳溶液。本發明的工藝簡單，對機械設備要求低，適宜大規模生產。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1 (1) 將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液中硫酸和硫酸錳的摩爾比為1 : 600,浸泡，溫度為60°C，時間為60分鐘。真空過濾，控制pH值在3. 0以下； (2) 放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為120分鐘。加水漿化； (3) 中和：加入lmol/L氫氧化鈉，調節pH值為5. 5,控制溫度為60°C，持續時間為60 分鐘； (4) 放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為120分鐘。
[0017] 實施例2 (1) 將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液中硫酸和硫酸錳的摩爾比為2:1， 浸泡，溫度為40°C，時間為100分鐘。真空過濾，控制pH值在4. 5以下； (2) 放入烘箱烘干，溫度為60°C。時間為180分鐘。加水溶液漿化； (3) 中和：加入0.5mol/L氫氧化鈉，調節pH值為5.0,控制溫度為70°C，持續時間為 30分鐘； (4 )放入烘箱烘干，溫度為120 °C。時間為60分鐘。
[0018] 實施例3 (1)將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液中硫酸和硫酸錳的摩爾比為 1:450000,浸泡，溫度為75°C，時間為30分鐘。真空過濾，控制pH值在3.0以下。
[0019] (2)放入烘箱烘干，溫度為120°C。時間為120分鐘。加水溶液漿化； (3) 中和：加入3mol/L氫氧化鈉，調節pH值為5. 8,控制溫度為40°C，持續時間為100 分鐘； (4) 放入烘箱烘干，溫度為90°C。時間為180分鐘。
[0020] 實施例4 (1)將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液中硫酸、硫酸錳的摩爾比為1 : 500,浸泡，溫度為95°C，時間為20分鐘。真空過濾，控制pH值在4.0以下。
[0021] (2)放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為115分鐘。加水漿化； (3)中和：加入lmol/L氫氧化鈉，調節pH值為4. 5,控制溫度為40°C，持續時間為70 分鐘； (4)放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為130分鐘。
[0022] 實施例5 (1)將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液中硫酸、硫酸錳的摩爾比為1 : 80000,浸泡，溫度為30°C，時間為45分鐘。真空過濾，控制pH值在4. 5以下。
[0023] (2)放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為140分鐘。加水溶液漿化； (3) 中和：加入2. 5mol/L氫氧化鈉，調節pH值為7.0,控制溫度為64°C，持續時間為 50分鐘； (4) 放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為112分鐘。
[0024] 實施例6 (1)將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液中硫酸、硫酸錳的摩爾比為1 : 3000,浸泡，溫度為56°C，時間為180分鐘。真空過濾，控制pH值在2. 5以下。
[0025] (2)放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為160分鐘。加水漿化； (3) 中和：加入1.5mol/L氫氧化鈉，調節pH值為5.8，控制溫度為62°0，持續時間為 45分鐘； (4) 放入烘箱烘干，溫度為110°C。時間為165分鐘。
[0026] 對比例1 (1)將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，電解液為硫酸，浸泡，溫度為15°c，時間為 5分鐘。真空過濾，控制pH值為6. 0以下。
[0027] (2)放入烘箱烘干，溫度為50°C。時間為130分鐘。加水漿化； (3) 中和：加入lmol/L氫氧化鈉，調節pH值為8. 5,控制溫度為70°C，持續時間為20 分鐘； (4) 放入烘箱烘干，溫度為180°C。時間為250分鐘。
[0028] 使用相同的高鈣電解二氧化錳粉末，檢測實施例1、實施例2、對比例1和對比例2 (專利021500851實施例1)的除鈣效果，測定鈣含量以及鎂含量。結果如下：
【主權項】
1. 一種電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，包括以下步驟： 將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，浸泡，控制浸泡的溫度、時間和PH值，過濾； 烘干，漿化； 中和：加入堿調節pH值，控制溫度和時間； 烘干。
2. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述步驟（1)中的電解 液為硫酸和硫酸錳的混合溶液。
3. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述硫酸和硫酸錳的 摩爾比為 1:450000~2:1。
4. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述浸泡的進行溫度 為30~95°C，優選40~75°C;時間為20~180分鐘，優選30-100分鐘。
5.如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述浸泡控制pH值在 4. 5以下，優選3.0以下。
6. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述過濾采用真空過 濾。
7. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述漿化使用的漿化 液為水或水溶液。
8. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述中和過程中，調節 pH至4. 5~7. 0,優選5. 0-5. 8 ;溫度為40-70°C ;持續時間為30-100分鐘。
9. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述中和過程中，加入 的堿為氫氧化鈉；所述氫氧化鈉濃度為〇. 5~3mol/L。
10. 如權利要求1所述的電解二氧化錳的除鈣方法，其特征在于，所述烘干溫度為 60~120°C，時間 60~180 分鐘。
【專利摘要】本發明屬于電池材料加工領域，具體涉及一種電解二氧化錳的除鈣方法。該方法包括以下步驟: 將高鈣電解二氧化錳粉末放入電解液中，浸泡，控制浸泡的溫度、時間和pH值，過濾；烘干，漿化；中和:加入堿調節pH值，控制溫度和時間；烘干。經過本發明的處理，能夠有效的除去高鈣電解二氧化錳中的鈣，提高產品純度。
【IPC分類】C01G45-02
【公開號】CN104773761
【申請號】CN201510177312
【發明人】陳書科, 張學英
【申請人】廣西埃赫曼康密勞化工有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月15日