本发明涉及新能源材料制备,更具体地说,它涉及一种高纯锰系新能源材料的制备方法。
背景技术:
1、在新能源材料产业“双碳”目标的引领下,全球都在着力打造新能源电池产业集群。目前,不管是主流的镍钴锰三元、锰酸锂电池,或是小规模商用的二元、富锂锰基,还是即将给新能源产业带来新曙光的钠电池以及磷酸锰铁锂电池,锰都是一个不可或缺的主要材料。从目前电池的技术迭代演化方向来看,它是紧跟材料的成本、性能、可持续供应为发展核心的,因此锰材料未来在新能源电池领域的占比会越来越高。因为从技术上看锰具有安全性好,电压平台高,成本优势明显,提纯回收简单,再生循环利用环境友好等众多特点。
2、但在现有高纯锰系新能源材料制备技术中,通常只能制备出一种高纯锰系新能源材料,无法通过一种制备方法同时制备出多种高纯锰系新能源材料,对化工原材料的使用率不高,成本增加。
3、因此,本发明旨在提供一种高纯锰系新能源材料的制备方法,以解决上述提到的相关问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高纯锰系新能源材料的制备方法,该方法在惰性气体氛围中,锰液与碱液在规定的条件下,反应得到高纯碱式硫酸锰;若进一步,在特定氛围条件下对碱式硫酸锰进行焙烧,得到锰系氧化物,再加水浸出分离,可得到多种高纯锰氧化物和高纯硫酸锰(溶液)。因此,本技术可同时制备多种高纯锰系新能源材料产品。
2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种高纯锰系新能源材料的制备方法,包括以下步骤:
3、s1:配置锰液以及碱液;
4、s2:设置第一反应氛围,将s1配置的所述锰液和碱液进行化合沉淀反应,得到浆液;
5、s3:将化合沉淀反应得到的所述浆液进行压滤漂洗,并真空烘干,得到锰氧化物;
6、s4:设置第二反应氛围以及焙烧温度,将s3所得到的所述锰氧化物进行焙烧后冷却,得到第一物料;
7、s5:将s4得到的所述第一物料加水浸出并压滤,得到滤液和滤渣;
8、s6:将s5得到的所述滤液进行浓缩结晶,得到高纯硫酸锰;
9、s7:将s5得到的所述滤渣进行真空烘干,得到高纯氧化锰。
10、本发明进一步设置为:s1中所述锰液为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、磷酸锰中的一种或多种溶液,其中的锰含量为60-120g/l。
11、本发明进一步设置为:s1中所述碱液为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锰中的一种或多种,其中碱性物质的质量比为5-10%。
12、本发明进一步设置为:s2中所述第一反应氛围为氮气、氩气、氢气中的一种或多种气体保护氛围。
13、本发明进一步设置为:s2中所述化合沉淀反应的反应过程中,控制所述锰液以及碱液的加料速率均为10-100ml/min,搅拌并升温反应中搅拌速率为150-300r/min,反应温度设为20-60℃。
14、本发明进一步设置为:s3中所述漂洗是采用漂洗水量为渣量的1-3倍纯水进行漂洗。
15、本发明进一步设置为:s3中所述真空烘干温度为80-100℃,烘干时间为0.5-2h。
16、本发明进一步设置为:s4中所述第二反应氛围为还原氛围、氧化氛围中的一种,所述焙烧温度为200-900℃,焙烧时间为0.5-3h。
17、本发明进一步设置为:s5中所述加水浸出的液固比为1-3:1,浸出温度为15-50℃,浸出时间为0.5-1h。
18、综上所述,本发明具有以下有益效果:
19、在本发明中,通过在惰性气体氛围中,锰液与碱液在规定的条件下,反应得到高纯碱式硫酸锰;并且进一步在特定氛围条件下对碱式硫酸锰进行焙烧,得到锰系氧化物,再加水浸出分离,可得到多种高纯锰氧化物和高纯硫酸锰(溶液),从而本发明工艺可同时制备多种高纯锰系新能源材料产品。
1.一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s1中所述锰液为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、磷酸锰中的一种或多种溶液,其中的锰含量为60-120g/l。
3.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s1中所述碱液为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锰中的一种或多种,其中碱性物质的质量比为5-10%。
4.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s2中所述第一反应氛围为氮气、氩气、氢气中的一种或多种气体保护氛围。
5.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s2中所述化合沉淀反应的反应过程中,控制所述锰液以及碱液的加料速率均为10-100ml/min,搅拌并升温反应中搅拌速率为150-300r/min,反应温度设为20-60℃。
6.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s3中所述漂洗是采用漂洗水量为渣量的1-3倍纯水进行漂洗。
7.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s3中所述真空烘干温度为80-100℃,烘干时间为0.5-2h。
8.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s4中所述第二反应氛围为还原氛围、氧化氛围中的一种,所述焙烧温度为200-900℃,焙烧时间为0.5-3h。
9.根据权利要求1所述的一种高纯锰系新能源材料的制备方法,其特征是:s5中所述加水浸出的液固比为1-3:1,浸出温度为15-50℃,浸出时间为0.5-1h。