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工业硫酸锰中重金属元素脱除的试验研究

2021-07-07贺兵红

中国锰业 2021年3期

贺兵红

(中冶长天国际工程有限责任公司,湖南 长沙 410205)

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硫酸锰是生产电解锰、锰氧化物以及锂电池正极材料的的重要中间产品,广泛应用于新能源、医药、催化剂、陶瓷、造纸等行业[1-3]。近年来,煤、石油等化石能源的大量消耗,造成了严重的环境污染和资源短缺问题,发展新能源技术成为可持续发展的关键环节[4-5]。锂离子电池因其优异特性广泛应用于手机、电脑、无人机等生活各个领域,并在电动汽车、电能质量调节、小型分布式电站等方面具备巨大应用潜力[6-7]。据报道,锂离子电池正极材料占原料成本的40%[8],而硫酸锰是制备锂电池正极材料(镍钴锰酸锂三元正极材料、锰酸锂正极材料)的重要前驱体[9],电池级硫酸锰对杂质含量要求极为严格,对重金属含量达到痕量级[10]。目前我国硫酸锰生产大都采用菱锰矿或软锰矿为原料,经浸出、直接湿法还原浸出或火法还原后浸出得到硫酸锰溶液,去除铁和重金属,最后浓缩结晶得到工业硫酸锰产品[11]。而工业硫酸锰中重金属杂质含量高,无法满足电池级硫酸锰要求。因此研究工业硫酸锰中重金属的脱除极具应用价值。

工业硫酸锰溶液中重金属的脱除方法有锰粉置换法、硫化物沉淀法和吸附法[12-13],硫化物沉淀法因其去除效率高(>90%),适合所有重金属的优点,在工业上应用最为广泛。硫化剂如福美钠(二甲基二硫代氨基甲酸钠)和乙硫氮(二乙基二硫代氨基甲酸钠)是硫酸锰溶液净化常用的重金属Co、Ni等去除剂,但由于其含有电池级硫酸锰中不希望有的碱金属杂质,使用其除重金属会增加除钠的负荷,故不能采用。同……

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