一种高纯锰系新能源材料的制备方法与流程

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。

技术特征：

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。

技术总结
本发明公开了一种高纯锰系新能源材料的制备方法，涉及新能源材料制备技术领域，其技术方案要点是：包括：配置锰液、碱液；将锰液和碱液进行化合沉淀，得到浆液；将浆液压滤漂洗，并真空烘干，得到锰氧化物；将锰氧化物进行焙烧后冷却，得到第一物料；将第一物料加水浸出并压滤，得到滤液和滤渣；将滤液进行浓缩结晶，得到高纯硫酸锰；将滤渣进行真空烘干，得到高纯氧化锰。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，因此本发明工艺可同时制备多种高纯锰系新能源材料产品。

技术研发人员：韦庆锰,杨雄强,莫燕娇,张帆,甘永兰,李玉婷,杨尚坤,邹敏娟
受保护的技术使用者：广西锰华新能源科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13