本發(fā)明涉及一種硫酸錳的生產(chǎn)方法，具體說是一種新能源汽車動(dòng)力電池正極材料用硫酸錳的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鈷、鎳濕法冶金過程中，常采用P204分餾萃取工藝除去錳、銅、鋅等雜質(zhì)元素，用 1.5-2.5mol/l的硫酸反萃錳、銅、鋅，產(chǎn)出的硫酸錳溶液中還有銅1-5g/l和0.01-0.2g/l 的鎳、鈷、鋅等金屬元素。濕法冶金生產(chǎn)工藝過程中，從硫酸錳溶液中分離銅是比較困難的，P204、P507等萃取劑均不能有較地實(shí)現(xiàn)錳銅分離，一般采用加入硫化鈉將銅及鎳、鈷、鋅等金屬硫化 沉淀的方法，凈化后的硫酸錳溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶等工序生產(chǎn)硫酸錳，但溶液中仍然殘存鈣離子，影響后續(xù)硫酸錳產(chǎn)品的純度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種工藝簡單，生產(chǎn)工序短，成本低，能有效去除萃取鈷后的副產(chǎn)物P204中雜質(zhì)離子，提高硫酸錳產(chǎn)品純度的新能源汽車動(dòng)力電池正極材料用硫酸錳的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種新能源汽車動(dòng)力電池正極材料用硫酸錳的生產(chǎn)方法，其特征在于：以萃取鈷后的副產(chǎn)物P204反萃液為原料，第一步，使用硫化鈉除銅、鋅、鉛等重金屬離子，按原料中銅、鋅、鉛離子總量與硫化鈉的摩爾比=1:3加入硫化鈉，使銅、鋅、鉛以硫化物的形式沉淀下來；第二步，使用硫酸錳晶體初步除鈣離子，按鈣離子的摩爾比1:2加入硫酸錳晶體，利用鈣離子與硫酸根離子形成微溶解性硫酸鈣沉淀，經(jīng)過此步驟后，溶液中鈣離子的去除率在80%-90%；第三步，使用氟化鈉進(jìn)行深度除鈣，依據(jù)此時(shí)溶液中鈣離子的總量加入摩爾比1:3的氟化鈉，生成氟化鈣沉淀，鈣的去除深度達(dá)到0.005g/L以下；第四步，第三步去除鈣離子后溶液進(jìn)入P507萃取槽，萃取槽采用P507萃取劑萃錳，經(jīng)過萃取段、硫酸洗滌段、硫酸反萃段，生成高純硫酸錳溶液；第五步，高純硫酸錳溶液濃縮結(jié)晶干燥，過濾、離心脫水、干燥后，形成硫酸錳產(chǎn)品。
該方法操作簡單，只需數(shù)步就能做出高純硫酸錳，加工成本低，使用的輔料種類少，只需硫化鈉、氟化鈉等，而第二步使用的硫酸錳是回用的，生產(chǎn)出來的硫酸錳產(chǎn)品純度高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電池級硫酸錳的要求，另外一點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了鈷礦中有價(jià)金屬的綜合回收利用。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.實(shí)現(xiàn)了鈷礦中有價(jià)金屬的綜合回收利用，以往鈷濕法冶煉過程，P204產(chǎn)生的反萃液（含有銅、錳、鋅等有價(jià)金屬），全部使用液堿或純堿溶液沉淀，形成的氫氧化銅（錳、鋅）渣或碳酸銅（錳、鋅）等作為工業(yè)廢渣處理。
2.使用二步除鈣法，第一步利用硫酸鈣的微溶性，把大部分鈣除掉，第二步才用氟化鈉進(jìn)行深度除鈣，很大程度上減少了氟化鈉的用量，從而減少了對環(huán)境中氟離子排放。而且初除鈣過程中使用的輔料為硫酸錳，避免了很它金屬離子的加入，利于后序錳萃取步驟。
3.使用P507萃取劑萃取錳，由于P507萃取劑對陽Mn2+的萃取能力大，而對陰如F-、Cl-等萃取能力很弱，而且稀硫酸對共萃至P507萃取劑上的陰離子洗滌效果強(qiáng)，有機(jī)相（萃取劑）在萃取槽中經(jīng)過稀硫酸洗滌之后，共萃取陰離子基本被洗滌下來了，有機(jī)相洗滌后，基本只含有錳離子，經(jīng)過稀硫酸反萃后形成的硫酸錳溶液純度很高，保證了后序硫酸錳產(chǎn)品的質(zhì)量。
4.使用的原料為鈷濕法冶煉產(chǎn)生的副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了鈷礦中其存金屬的綜合回收利用。
5.使用二步法除鈣，第一步使用硫酸錳，使Ca2+以硫酸鈣晶體的形式沉淀下來，此步驟除出大部分鈣，之后再用氟化鈉深度除鈣，此工藝節(jié)省了大量氟化鈉的用量，降低成本，并且對體系引用的其它離子如：Na+，F(xiàn)-很少。減少了對后序工序影響。
6.使用萃取法分離提純錳，由于使用的原料為鈷冶煉的副產(chǎn)物，除Mn2+以外，還含有其它金屬離子，以及陰離子如：Cl-等，以及在硫化鈉除重金屬、除鈣步驟上，引入了Na+、F-等離子。利用P507對Mn2+的強(qiáng)萃取能力，使其從復(fù)雜體系中萃取分離出來。之后經(jīng)過洗滌、反萃生成高純硫酸錳溶液。并且P507萃取劑對F-的萃能力很弱，使用在洗滌過程中（此步驟主要把共萃上去的洗滌下來），F(xiàn)-很容易從萃取劑中洗滌下來。萃取劑帶入至反萃段的F-低于0.0001g/L。
具體實(shí)施方式
一種新能源汽車動(dòng)力電池正極材料用硫酸錳的生產(chǎn)方法，以萃取鈷后的副產(chǎn)物P204反萃液為原料，第一步，使用硫化鈉除銅、鋅、鉛等重金屬離子，按原料中銅、鋅、鉛離子總量與硫化鈉的摩爾比=1:3加入硫化鈉，使銅、鋅、鉛以硫化物的形式沉淀下來；第二步，使用硫酸錳晶體初步除鈣離子，按鈣離子的摩爾比1:2加入硫酸錳晶體，利用鈣離子與硫酸根離子形成微溶解性硫酸鈣沉淀，經(jīng)過此步驟后，溶液中鈣離子的去除率在80%-90%；第三步，使用氟化鈉進(jìn)行深度除鈣，依據(jù)此時(shí)溶液中鈣離子的總量加入摩爾比1:3的氟化鈉，生成氟化鈣沉淀，鈣的去除深度達(dá)到0.005g/L以下；第四步，第三步去除鈣離子后溶液進(jìn)入P507萃取槽，萃取槽采用P507萃取劑萃錳，經(jīng)過萃取段、硫酸洗滌段、硫酸反萃段，生成高純硫酸錳溶液；第五步，高純硫酸錳溶液濃縮結(jié)晶干燥，過濾、離心脫水、干燥后，形成硫酸錳產(chǎn)品。