专利名称：一种高纯四氧化三锰的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯四氧化三锰的制备方法，具体涉及一种利用普通硫酸锰固体
或锰矿石用硫酸浸取后的硫酸锰溶液制备高纯四氧化三锰的方法。
背景技术：
四氧化三锰的制备方法有多种，从工艺特点和反应性质大致可归纳为焙烧法、还 原法、氧化法和电解法。国内四氧化三锰的生产基本都采用电解金属锰粉(片)悬浮液氧 化法。它是以电解金属锰片为原料，先将金属锰片粉碎制成悬浮液，再利用空气或氧气作氧 化剂，在一定温度和铵盐添加剂浓度下制备四氧化三锰。该法工艺成熟、简单、投资少，但其 突出的缺点多年未得到解决1)技术含量低，生产成本高，利润很低；2)各种杂质含量普遍 偏高，只能生产出普通级别的产品；3)比表面积较小，一般为5m7g-10m7g，国外客户一般 要求在10m7g以上；4)含杂质硒(Se)较高。为解决以上问题，国内外科研人员对其他方法 进行探索研究，包括焙烧法、还原法、锰盐_Mn02氧化水热法和锰盐水热氧化法等。
发明内容
本发明的目的是提供一种高纯四氧化三锰的制备方法。该方法能克服普通四氧化
三锰制备方法的不足，能有效地降低产品中杂质含量并提高产品的比表面积，大大提高了
产品的附加值，为电子行业提供优质价廉的四氧化三锰产品。
本发明的目的是这样实现的1、一种高纯四氧化三锰的制备方法， (1)硫酸锰溶液配制将含杂质的硫酸锰固体配制成硫酸锰溶液或在锰矿石用硫
酸浸取后配制成硫酸锰溶液； (2)去除杂质在配制好的硫酸锰溶液中加入氟化物沉淀剂，除钙、镁杂质，沉淀
剂的用量为杂质理论用量的100% -200X，维持溶液的pH值4-10，保持在40°C -IO(TC的 温度下0. 5小时-2小时，再加入除杂剂BaS或金属锰粉，除Co、 Ni、 Pb、 Cd或Cr重金属杂 质，BaS或金属锰粉的用量为杂质理论用量的100% -200X，维持溶液的pH值4-10，保持在 40°C -IO(TC的温度下反应0. 5小时-2小时； (3)将步骤(2)中得到的溶液过滤后加入水合二氧化锰胶体，除硅，水合二氧化锰 胶体用量为溶液量的10% 20%，静止3 5小时，过滤、加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳酸 锰打浆洗涤、经过抽滤、烘干后，再煅烧得四氧化三锰。
所配制的硫酸锰溶液浓度100g/l—300g/1。
氟化物沉淀剂为氟化锰。 碳酸氢铵加入量以终点检测Mn%< 0. 3%为准。 本发明提供的四氧化三锰的制备方法，能显著降低普通四氧化三锰产品中所含 Ca、Mg杂质及Co、Ni、Pb、Cd、Cr等重金属杂质量，可使Ca、Mg、Si02含量低于50ppm， Co、Ni、 Pb、 Cd、 Cr等重金属杂质含量低于50卯m，同时由于未引入其它杂质，生产的四氧化三锰产 品锰含量达71%以上，比表面积达10m7g-20m7g，，可满足电子行业对四氧化三锰产品的需要。
具体实施例方式实施实例1 : 200gMnS04加水溶解至500ml，加热搅拌升温至80°C ，加入20g氟化物沉淀剂氟化 锰，保持溶液pH值为6. 5，搅拌下保温反应1小时，再加入5gBaS，搅拌保温反应0. 5小时， 过滤，加入50ml的水合二氧化锰胶体，静止2小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加 入量以终点检测Mn^〈0.3^为准，碳酸锰打浆洗涤三次抽滤烘干后，送入马弗炉95(TC煅 烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析Mn^为71. 5，Ga 20卯m、Mg 34TOm、Si0248TOm、比表 面禾只15m2/g、S 160ppm、Na 45ppm、K 5ppm、 Se 1. 6ppm。
实施实例2: 500gMnS04加水溶解至1. 3L，加热搅拌升温至40°C ，加入50g氟化物沉淀剂氟化 锰，再加入7g金属锰粉保持溶液pH值为8. 0，搅拌下保温反应2小时，过滤，加入60ml的水 合二氧化锰胶体，静止2小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以终点检测Mn% < 0. 3%为准，碳酸锰打浆洗涤三次抽滤烘干后，送入马弗炉IOO(TC煅烧2小时得高纯四 氧化三锰产品，分析:Mn^为71. 2， Ga 40Ppm、 Mg 48Ppm、 Si02 38Ppm、比表面积12m7g、 S 230ppm、 Na 35ppm、 K 6ppm、 Se 1. 3ppm。
实施实例3: 200gMnS04加水溶解至500ml，加热搅拌升温至5(TC，加入22g氟化物沉淀剂氟化 锰，保持溶液pH值为7，搅拌下保温反应2小时，再加入3gBaS，搅拌保温反应2小时，过滤， 加入70ml的水合二氧化锰胶体，静止2小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以 终点检测Mn% < 0. 3%为准，碳酸锰打浆洗涤三次抽滤烘干后，送入马弗炉IOO(TC煅烧2 小时得高纯四氧化三锰产品，分析Mn^为71. 3，Ga 35Ppm、Mg 40Ppm、Si0235Ppm、比表面积 16m2/g、S 300ppm、 Na 25ppm、 K 4ppm、 Se 1. 3ppm。
实施实例4: 300gMnS04加水溶解至1000ml，加热搅拌升温至60°C ，加入30g氟化物沉淀剂氟化 锰，保持溶液pH值为4，搅拌下保温反应1小时，再加入4. 5gBaS，搅拌保温反应1小时，过 滤，加入80ml的水合二氧化锰胶体，静止3小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入 量以终点检测MnX〈 0. 3%为准，碳酸锰打浆洗涤二次抽滤烘干后，送入马弗炉105(TC煅 烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析Mn^为71. 6，Ga 25卯m、Mg 38TOm、Si0225TOm、比表 面积16m7g、S 180ppm、Na 25ppm、K 4Ppm、 Se 1. 3ppm。
实施实例5 : 300gMnS04加水溶解至1000ml，加热搅拌升温至80°C，加入50g氟化物沉淀剂氟 化锰、5gBaS，保持溶液pH值为6. 5，搅拌下保温反应1小时，过滤，加入90ml的水合二氧化 锰胶体，静止3小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以终点检测Mn%< 0. 3% 为准，碳酸锰打浆洗涤二次抽滤烘干后，送入马弗炉105(TC煅烧2小时得高纯四氧化三锰 产品，分析:Mn^为71. 6， Ga 15ppm、 Mg 32ppm、 Si0225ppm、比表面积18m7g、 S 260ppm、 Na 20ppm、 K 4ppm、 Se 1. 5ppm。
实施实例6 :
锰矿石经硫酸浸取的MnS04溶液1000ml， MnS04含量为300g/l，加热升温至90°C ， 加入30g氟化物沉淀剂氟化锰，保持溶液pH值为6. 5，搅拌下保温反应1. 5小时，再加入 5gBaS，搅拌保温反应1小时，过滤，加入50ml的水合二氧化锰胶体，静止3小时过滤，加入 碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以终点检测Mn^〈0.3^为准，碳酸锰打浆洗涤二次抽 滤烘干后，送入马弗炉105(TC煅烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析Mn^为71. 2， Ga 25ppm、Mg 36ppm、 Si0245ppm、比表面积14m7g、 S 218ppm、Na 30ppm、 K 4ppm、 Se 1. 5ppm ;
实施实例7 : 锰矿石经硫酸浸取的MnS04溶液1000ml， MnS04含量为150g/l，加热升温至90°C ， 加入20g氟化物沉淀剂氟化锰，保持溶液pH值为7，搅拌下保温反应2小时，再加入6. 5g金 属锰粉，搅拌保温反应0. 5小时，过滤，加入70ml的水合二氧化锰胶体，静止3小时过滤，加 入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加入量以终点检测MnX〈 0.3%为准，碳酸锰打浆洗涤二次 抽滤烘干后，送入马弗炉105(TC煅烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析Mn^为71. 4， Ga 15ppm、Mg 28卯m、Si023 2卯m、比表面积13m7g、S 280ppm、 Na 32ppm、 K 5ppm、 Se 1. 8卯m ;
实施实例8 : 锰矿石经硫酸浸取的MnS04溶液2000ml， MnS04含量为200g/l，加热升温至80°C ， 加入50g氟化物沉淀剂氟化锰，再加入10gBaS，保持溶液pH值为5，搅拌保温反应1小时， 过滤，加入70ml的水合二氧化锰胶体，静止3小时过滤，加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳铵加 入量以终点检测Mn^〈0.3^为准，碳酸锰打浆洗涤二次抽滤烘干后，送入马弗炉1050°C 煅烧2小时得高纯四氧化三锰产品，分析MnX为71. 4，Ga 13卯m、Mg 27TOm、Si0230TOm、比 表面积15m7g、S 285Ppm、Na 30ppm、 K 5ppm、 Se 1. 8ppm。
权利要求
一种高纯四氧化三锰的制备方法，包其特征在于(1)硫酸锰溶液配制将含杂质的硫酸锰固体配制成硫酸锰溶液或在锰矿石用硫酸浸取后配制成硫酸锰溶液；(2)去除杂质在配制好的硫酸锰溶液中加入氟化物沉淀剂，除钙、镁杂质，沉淀剂的用量为杂质理论用量的100％-200％，维持溶液的pH值4-10，保持在40℃-100℃的温度下0.5小时-2小时，再加入除杂剂BaS或金属锰粉，除Co、Ni、Pb、Cd或Cr重金属杂质，BaS或金属锰粉的用量为杂质理论用量的100％-200％，维持溶液的pH值4-10，保持在40℃-100℃的温度下反应0.5小时-2小时；(3)将步骤(2)中得到的溶液过滤后加入水合二氧化锰胶体，除硅，水合二氧化锰胶体用量为溶液量的10％～20％，静止3～5小时，过滤、加入碳酸氢铵制取碳酸锰，碳酸锰打浆洗涤、经过抽滤、烘干后，再煅烧得四氧化三锰。
2. 根据权利要求1所述的高纯四氧化三锰的制备方法，其特征在于所配制的硫酸锰 溶液浓度100g/l—300g/1。
3. 根据权利要求1所述的高纯四氧化三锰的制备方法，其特征在于氟化物沉淀剂为 氟化锰。
4. 根据权利要求1所述的高纯四氧化三锰的制备方法，其特征在于碳酸氢铵加入量以终点检测MnX〈 0. 3%为准。
全文摘要
一种高纯四氧化三锰的制备方法，主要步骤是硫酸锰溶液配制将含杂质的硫酸锰固体配制成硫酸锰溶液或在锰矿石用硫酸浸取后配制成硫酸锰溶液；去除杂质在配制好的硫酸锰溶液中加入氟化物沉淀剂，除钙、镁杂质，再加入除杂剂BaS或金属锰粉，除Co、Ni、Pb、Cd或Cr重金属杂质过滤，得到的溶液过滤后加入水合二氧化锰胶体，除硅，过滤、碳化、浆洗、煅烧得四氧化三锰。本发明可使产品中Ca、Mg、SiO2含量低于50ppm，Co、Ni、Pb、Cd、Cr等重金属杂质含量低于50ppm，同时由于未引入其它杂质，生产的四氧化三锰产品锰含量达71％以上，比表面积达10m2/g-20m2/g，可满足电子行业对四氧化三锰产品的需要。
文档编号C01G45/00GK101698513SQ20091027264
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者田海蓉, 鄢冬子 申请人:鄢冬子;田海蓉;叶中炎