工业硫酸锰中碱金属元素脱除试验研究

2021-09-01赵强

中国锰业 2021年4期

关键词：效果

赵强

(1. 中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙 410205； 2. 烟气多污染物协同治理及资源化湖南省重点实验室，湖南长沙 410205)

硫酸锰作为一种基础化工原料，在钢铁工业、有色冶金、电池、农业、建筑等领域有着广泛应用[1-3]。我国的硫酸锰主要以菱锰矿和软锰矿为原料，通过浸出、直接湿法还原浸出或火法还原后浸出得到硫酸锰溶液，经除杂质、浓缩结晶、离心脱水得到不同等级的硫酸锰产品[4]。锰资源在地理分布上极不平衡，80%以上分布在南非、乌克兰等国，其中南非锰矿储量最多，占世界总储量的42.8%[5-6]。中国有丰富的锰矿资源，储量近7亿t，占世界锰矿资源总量的6.98%，但矿石品位普遍不高(<22%)，绝大多数为菱锰矿，伴生组分复杂，由此生产出来的硫酸锰及其衍生品中钠、钾、钙、镁及其他杂质含量偏高[7-8]。作为锰系动力电池正极材料最基础、最重要原料的高纯硫酸锰对杂质含量要求十分苛刻[9]，硫酸锰中的钠、钾、钙、镁对锂电池的高温形貌和循环性能有重要影响，尤其是K+、Na+的离子半径和性质与Li+比较接近，容易堵塞Li+迁移通道，放电过程难以进行，直接影响锂电池容量及循环性能[10]。

K+、Na+的去除方法有沉淀法、萃取法等[11]。沉淀法原理为在一定条件下溶液中Fe3+能与K+、Na+生成黄钠(钾)铁矾沉淀，从而除去K+、Na+。萃取法是利用萃取剂难以与K+、Na+形成稳定配合物而使K+、Na+留在萃余液中。采用Fe2(SO4)3做净化剂就工业硫酸锰中的碱金属杂质开展脱除试验研究，以期获得符合电池级高纯硫酸锰技术指标要求的产品。