废水中分离制取电池级硫酸锰的工艺

更新时间:2023-09-08   访问量:1227

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  随着动力电池行业的不断发展,对钴镍锰三元正极材料的需求越来越大,从而对其原料高纯硫酸锰的需求也越来越大。今天和大家一起聊聊废水中分离制取电池级硫酸锰的工艺。

一、电池级硫酸锰制备难点

  电池级高纯硫酸锰经济价值高,但Ca、Mg等杂质含量要求较低。在钴的矿物中常伴随有大量的锰,钴的湿法冶炼过程中通常采用萃取的方法将Co与Mn、Zn、Ca、Cu等杂质分离,从而产生了含锰较高的废水。

  该废水若用石灰沉淀,则产生的固体渣无经济价值,且固废处理难。萃取剂无法实现Mn与Ca、Mg的有效分离,离子交换的方法也很难实现Mn与Ca、Mg的分离,电解锰的方法虽然能实现Mn与Ca、Mg的分离,但因生产环境差而不适宜在城市中生产。

二、电池级硫酸锰制备工艺

  目前行业中普遍采用的处理流程为:硫化物除重金属、氟化物除钙、镁,再用P204或P507萃取锰,再经硫酸反萃制得高纯度硫酸锰产品。此工艺使用氟化物来除Ca、Mg,会带来氟离子对环境的污染问题,且对生产设备及产品质量带来一定的影响。

三、废水中分离制取电池级硫酸锰工艺

  采用萃取工艺,使Mn同时与Ca、Mg得到分离,并通过硫酸反萃后,使Mn得到精制和富集,再通过蒸发浓缩、离心分离、干燥得到硫酸锰结晶体。

  利用含锰废水制备高纯硫酸锰,对重金属离子废水进行治理,且不引入新的污染物,同时能够获得价值较高的高纯硫酸锰产品,从而实现资源的利用。

具体工艺:

1、硫化铵除重金属杂质时,pH控制在4.0~5.5、硫化加入量为理论量的0.7~1.0时,Cu、Zn、Co去除较彻底。将此液pH回调至3.0~3.5,作为萃取料液,与经皂化的有机相进行3级萃取、2级洗涤、2级反萃,得到的硫酸锰液含Ca、Zn、Fe、Cu、Mg杂质低,此液经浓缩结晶得到高纯硫酸锰,可用于三元电池材料。

2、萃取金属顺序中,钙在锰之前被萃取,且两者无法实现分离,萃锰优先于萃钙,且锰线与钙线离的较远,具有很高的Mn/Ca分离能力,故较少的萃取、洗涤、反萃级数就能实现锰与钙、镁、锌的分离,且进一步富集锰浓度,减少后续蒸发浓缩结晶的能耗。

  可将钴盐生产过程中产生的含锰废水制得电池级硫酸锰产品,实现废物的资源化利用,且不使用氟化物除钙、镁,不产生含氟的废渣和废水,更环保。


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