一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法，所述方法包括以下步驟：用硫鐵礦對高猛酸鉀廢渣進(jìn)行還原浸出，并過濾得到浸出濾液；向得到的浸出濾液中加入雙氧水，在90～100℃，pH為1.5～2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液；調(diào)節(jié)所得除鐵濾液的pH至9～10.5，同時加熱至60～90℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，以所得氫氧化錳沉淀制得四氧化三錳。本發(fā)明通過硫鐵礦還原浸出高錳酸鉀廢渣，再將鐵元素和錳元素從浸出液中分離出來，工藝過程簡單，制備過程具有一定的選擇性，可以直接得到高純凈度的電池級產(chǎn)品。
【專利說明】
一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢渣的處理和利用領(lǐng)域，涉及一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高錳酸鉀是一類重要的化學(xué)品，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域。近年來世界高錳酸鉀的總產(chǎn)量為7?8萬t/a，其中我國產(chǎn)量達(dá)3.6萬t/a左右，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國已經(jīng)成為高錳酸鉀最大的生產(chǎn)國。目前，生產(chǎn)It高錳酸鉀約產(chǎn)生0.75t(干基)錳渣，這里特稱高錳酸鉀廢渣，其中含有4?8 %的錳氧化物及錳鹽。高錳酸鉀廢渣的大量堆積，不但造成錳資源的浪費(fèi)，而且對環(huán)境安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
[0003]目前，高錳酸鉀廢渣的處置問題已經(jīng)得到了人們的關(guān)注。
[0004]CN 1715254A公開了一種綜合處理和利用生產(chǎn)高錳酸鉀的廢渣的方法；CN1127726A公開了一種用生產(chǎn)高錳酸鉀的廢渣生產(chǎn)硫酸錳的方法，其敘述了以二價鐵離子為還原劑，浸出錳元素和鐵元素的方法，該方法容易實(shí)施，但產(chǎn)品純度較低，附加值不高。CN1657423A公開了一種從低品位碳酸錳及氧化錳礦回收硫酸錳的方法，所述方法以硫鐵礦作為還原劑，浸出了低品位錳渣中的錳元素，但其后續(xù)凈化步驟繁瑣，同樣難以得到高附加值的廣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有高錳酸鉀廢渣處理過程中存在的產(chǎn)品純度低，附加值低，以及凈化過程步驟繁瑣等問題，本發(fā)明提供了一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法。本發(fā)明通過硫鐵礦還原浸出高錳酸鉀廢渣，再將鐵元素和錳元素分別以黃銨鐵礬和四氧化三錳的形式從浸出液中分離出來，工藝過程簡單，用料成本低，制備過程具有一定的選擇性，可以直接得到高純凈度的電池級產(chǎn)品。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供了一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0008](I)用硫鐵礦對高猛酸鉀廢渣進(jìn)行還原浸出，并過濾得到浸出濾液；
[0009](2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入雙氧水，在90?100°C，pH為I.5?2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬((NH4)Fe3(SO4)2(OH)6)，濾液為除鐵濾液；
[0010](3)調(diào)節(jié)步驟(2)所得除鐵濾液的pH至9?10.5，同時加熱至60?90°C進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，以所得氫氧化錳沉淀制得四氧化三錳。
[0011 ]其中，步驟(2)所述反應(yīng)溫度可為90 °C、91°C、92 °C、93 °C、94°C、95 °C、96 °C、97 °C、98°C、99°C或100°C等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行;步驟(2)所述反應(yīng)的口!1可為1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行；步驟(3)中所述反應(yīng)的？!1可為9、9.3、9.5、9.7、10.0、10.3或10.5等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行;步驟(3)所述反應(yīng)溫度可為60°(:、63°(:、65°(:、67°(:、70°(:、73°(:、75°(:、77°(:、80°(:、83°(:、85°(:、87°(:或90°(:等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行。
[0012]上述步驟(2)是將鐵元素以黃銨鐵礬的形式從浸出液中分離出來;步驟(2)所得除鐵濾液為除鐵富錳濾液;步驟(3)是將錳元素以四氧化三錳的形式從除鐵富錳濾液中分離出來。
[0013]以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
[0014]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(I)中用硫鐵礦對高錳酸鉀廢渣進(jìn)行還原浸出包括以下步驟:
[0015]將經(jīng)過預(yù)處理的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為10: (I?3)加入至濃度為0.5?1.5mol/L的硫酸中，在常壓下于80?100°C酸浸I?3h。
[0016]其中，高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比可為10:1、10:1.5、10: 2、10:2.5或10:3等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行;所述硫酸的濃度可為0.5mol/L、
0.7mol/L、l.0mol/L、l.3mol/L或1.5mol/L等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行；所述浸出溫度可為800C、83°C、850C、87 °C、90 V、93 V、95 V、97 V或100°C等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行;所述浸出時間可為lh、1.5h、2h、2.5h或3h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行。
[0017]本發(fā)明中，所述“常壓”是指一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，為101325Pa。
[0018]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預(yù)處理為研磨和過篩處理。
[0019]優(yōu)選地，所述高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦的質(zhì)量比為5:1。
[0020]優(yōu)選地，所述硫酸濃度為1.25mol/L。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述酸浸溫度為95°C。
[0022]優(yōu)選地，所述酸浸時間為2h。
[0023]本發(fā)明中，以高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦的質(zhì)量比為5:1，硫酸濃度為1.25mol/L，酸浸溫度為95°C和酸浸時間2h的條件下，對高錳酸鉀廢渣的浸出效果最好。
[0024]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(I)所述過濾為抽濾和/或壓濾。
[0025 ]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)中雙氧水的加入量為使浸出濾液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+。
[0026]本發(fā)明中，所添加的雙氧水須是過量的，以保證浸出濾液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+。
[0027]優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)溫度為95°C。
[0028]優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的pH為2.5。
[0029]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述反應(yīng)過程中滴加氨水調(diào)節(jié)pH。
[0030]其中，氨水的滴加須緩慢進(jìn)行，提供一個穩(wěn)定的pH環(huán)境;本發(fā)明中，反應(yīng)過程的pH需要嚴(yán)格控制，以使鐵沉淀完全，而其他元素和雜質(zhì)不沉淀，從而制得電池級產(chǎn)品純度的黃銨鐵礬。本發(fā)明中，只能采用氨水調(diào)節(jié)PH，若采用其他物質(zhì)無法制得電池級產(chǎn)品純度的黃銨鐵礬。
[0031]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)中調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH為1。
[0032]優(yōu)選地，步驟(3)中向除鐵濾液滴加氨水調(diào)節(jié)pH。所述反應(yīng)過程的pH需要嚴(yán)格控制，以使錳沉淀完全，而其他元素和雜質(zhì)不沉淀，從而制得高純的氫氧化錳沉淀，以便進(jìn)一步制得電池級產(chǎn)品純度的四氧化三錳。
[0033]優(yōu)選地，步驟(3)中所述反應(yīng)溫度為70°C。
[0034]優(yōu)選地，步驟(3)中所述反應(yīng)的反應(yīng)時間為0.5?2h，例如0.5h、0.7h、lh、I.3h、1.5h、1.7h或2h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5?Ih0
[0035]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)中以所得氫氧化錳沉淀制得四氧化三錳的方法為:
[0036]將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于50?90°C下通入空氣攪拌反應(yīng)0.5?2h，然后過濾干燥得到四氧化三錳。
[0037]其中，反應(yīng)時間可為50°(:、55°(:、60°(:、65°(:、70°(:、75°(:、80°(:、85°(:或90°(:等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行;所述反應(yīng)時間可為0.5h、0.7h、lh、1.311、1.511、1.711或211等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，所列范圍內(nèi)其他數(shù)值均可行。
[0038]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)制得的黃銨鐵礬的純度多99%。
[0039]優(yōu)選地，步驟(3)制得的四氧化三錳的純度多98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜。
[0040]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述方法包括以下步驟:
[0041](I)將經(jīng)過研磨和過篩的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為5:1加入至濃度為1.25mol/L的硫酸中，在常壓下于95°C酸浸2h，并過濾得到浸出濾液；
[0042](2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入雙氧水，在95°C，pH為2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中滴加氨水調(diào)節(jié)pH，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液；
[0043](3)向步驟(2)所得除鐵濾液滴加氨水調(diào)節(jié)pH至10，同時加熱至70°C進(jìn)行反應(yīng)0.5?lh，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于50?90 V下通入空氣攪拌反應(yīng)0.5?2h，然后過濾干燥得到四氧化三錳。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0045]本發(fā)明通過硫鐵礦還原浸出高錳酸鉀廢渣，再將鐵元素和錳元素分別以黃銨鐵礬和四氧化三錳的形式從浸出液中分離出來，工藝過程簡單，用料成本低，制備過程具有一定的選擇性，可通過簡單的步驟直接得到高純凈度的電池級產(chǎn)品，所得黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度可達(dá)到98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜，可用于生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料和錳酸鋰正極材料。
【附圖說明】
[0046]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的黃銨鐵礬的XRD衍射圖；
[0047]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制得的四氧化三錳的XRD衍射圖；
[0048]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2制得的黃銨鐵礬的XRD衍射圖；
[0049]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2制得的四氧化三錳的XRD衍射圖；
[0050]圖5是本發(fā)明實(shí)施例3制得的黃銨鐵礬的XRD衍射圖；
[0051 ]圖6是本發(fā)明實(shí)施例3制得的四氧化三錳的XRD衍射圖；
[0052]圖7是本發(fā)明實(shí)施例3制得的黃銨鐵礬的SEM掃描電鏡圖；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例4制得的黃銨鐵礬的XRD衍射圖；
圖9是本發(fā)明實(shí)施例4制得的四氧化三錳的XRD衍射圖；
圖10是本發(fā)明實(shí)施例5制得的黃銨鐵礬的XRD衍射圖；
圖11是本發(fā)明實(shí)施例5制得的四氧化三錳的XRD衍射圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
[0054]本發(fā)明具體實(shí)施例部分提供了利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法，所述方法包括以下步驟:
[0055](I)用硫鐵礦對高猛酸鉀廢渣進(jìn)行還原浸出，并過濾得到浸出濾液；
[0056](2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入雙氧水，在90?100°C，pH為I.5?2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液；
[0057](3)調(diào)節(jié)步驟(2)所得除鐵濾液的pH至9?10.5，同時加熱至60?90°C進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，以所得氫氧化錳沉淀制得四氧化三錳。
[0058]所述典型但非限制性實(shí)施例如下:
[0059]實(shí)施例1:
[0060](I)將經(jīng)過研磨和過篩的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為10:1加入至濃度為
0.5mol/L的硫酸中，在常壓下于80°C酸浸lh，待反應(yīng)時間結(jié)束，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾得到浸出濾液；
[0061](2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入足量的雙氧水以保證浸出濾液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+，在95°C，pH為1.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中緩慢滴加氨水調(diào)節(jié)pH，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液；
[0062](3)向步驟(2)所得除鐵濾液繼續(xù)緩慢滴加氨水調(diào)節(jié)pH至9，同時加熱至60°C進(jìn)行反應(yīng)0.5h，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于50 0C下通入空氣攪拌反應(yīng)0.5h，然后過濾干燥得到四氧化三錳。
[0063]本實(shí)施例制得的黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度為98%以上，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜。在最優(yōu)條件下均可達(dá)到電池級產(chǎn)品純度，其XRD衍射圖如圖1和圖2所示。
[0064]實(shí)施例2:
[0065](I)將經(jīng)過研磨和過篩的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為10: 2加入至濃度為lmol/L的硫酸中，在常壓下于90°C酸浸2h，待反應(yīng)時間結(jié)束，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾得到浸出濾液；
[0066](2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入足量的雙氧水以保證浸出濾液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+，在95°C，pH為2的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中緩慢滴加氨水調(diào)節(jié)pH，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液；
[0067](3)向步驟(2)所得除鐵濾液繼續(xù)緩慢滴加氨水調(diào)節(jié)pH至10，同時加熱至75°C進(jìn)行反應(yīng)0.75h，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于70°C下通入空氣攪拌反應(yīng)Ih，然后過濾干燥得到四氧化三錳。
[0068]本實(shí)施例制得的黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度可達(dá)到98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜。均可用以生產(chǎn)電池正極材料，其XRD衍射圖如圖3和圖4所不O
[0069]實(shí)施例3:
[0070](I)將經(jīng)過研磨和過篩的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為10: 3加入至濃度為1.5mol/L的硫酸中，在常壓下于100°C酸浸3h，待反應(yīng)時間結(jié)束，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾得到浸出濾液；
[0071](2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入足量的雙氧水以保證浸出濾液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+，在95°C，pH為2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中緩慢滴加氨水調(diào)節(jié)pH，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液；
[0072](3)向步驟(2)所得除鐵濾液繼續(xù)緩慢滴加氨水調(diào)節(jié)pH至10.5，同時加熱至90°C進(jìn)行反應(yīng)Ih，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于90 0C下通入空氣攪拌反應(yīng)2h，然后過濾干燥得到四氧化三錳。
[0073]本實(shí)施例制得的黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度可達(dá)到98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜，均可用以生產(chǎn)電池正極材料，其XRD衍射圖如圖5和圖6所示，黃銨鐵礬的SEM掃描電鏡圖如圖7所示。
[0074]實(shí)施例4:
[0075]除了步驟(2)中反應(yīng)溫度為90°C外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1中相同，本實(shí)施例制得的黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度可達(dá)到98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜，均可用以生產(chǎn)電池正極材料，其XRD衍射圖如圖8和圖9所示。
[0076]實(shí)施例5:
[0077]除了步驟(2)中反應(yīng)溫度為100°C外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1中相同，本實(shí)施例制得的黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度可達(dá)到98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜，均可用以生產(chǎn)電池正極材料，其XRD衍射圖如圖10和圖11所示。
[0078]對比例1:
[0079]除了步驟(2)中調(diào)節(jié)pH至3?4(即>1.5?2.5)外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1中相同，本對比例制得的黃銨鐵礬的純度為90%，四氧化三錳的純度為93%。
[0080]對比例2:
[0081]除了步驟(2)中調(diào)節(jié)pH至0.5(即<1.5?2.5)外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例I中相同，本對比例制得的黃銨鐵礬的量極少，甚至無法獲得黃銨鐵礬，四氧化三錳的純度小于50 %。
[0082]對比例3:
[0083]除了步驟(2)中調(diào)節(jié)pH至8(即<9?10.5)外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例I中相同，本對比例制得的黃銨鐵礬的純度為99%，四氧化三錳的純度小于10%。
[0084]對比例4:
[0085]除了步驟(2)中調(diào)節(jié)pH至11(即>9?10.5)外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例I中相同，本對比例制得的黃銨鐵礬的純度為99%，四氧化三錳的純度為95%。
[0086]綜合實(shí)施例1-5和對比例1-4的結(jié)果可以看出，本發(fā)明通過硫鐵礦還原浸出高錳酸鉀廢渣，再將鐵元素和錳元素分別以黃銨鐵礬和四氧化三錳的形式從浸出液中分離出來，工藝過程簡單，用料成本低，制備過程具有一定的選擇性，可通過簡單的步驟直接得到高純凈度的電池級產(chǎn)品，所得黃銨鐵礬的純度可達(dá)到99%，四氧化三錳的純度可達(dá)到98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜，可用于生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料和錳酸鋰正極材料。
[0087]
【申請人】聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用高錳酸鉀廢渣制備黃銨鐵礬和四氧化三錳的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)用硫鐵礦對高猛酸鉀廢渣進(jìn)行還原浸出，并過濾得到浸出濾液； (2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入雙氧水，在90?10°C，pH為1.5?2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液； (3)調(diào)節(jié)步驟(2)所得除鐵濾液的pH至9?10.5，同時加熱至60?90°C進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，以所得氫氧化錳沉淀制得四氧化三錳。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中用硫鐵礦對高錳酸鉀廢渣進(jìn)行還原浸出包括以下步驟: 將經(jīng)過預(yù)處理的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為10: (I?3)加入至濃度為0.5?.1.5mol/L的硫酸中，在常壓下于80?100°C酸浸I?3h。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)處理為研磨和過篩處理； 優(yōu)選地，所述高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦的質(zhì)量比為5:1; 優(yōu)選地，所述硫酸濃度為1.25mol/L; 優(yōu)選地，所述酸浸溫度為95 V ； 優(yōu)選地，所述酸浸時間為2h。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述過濾為抽濾和/或壓濾。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)中雙氧水的加入量為使浸出濾液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+; 優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)溫度為95 V ； 優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的pH為2.5。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述反應(yīng)過程中滴加氨水調(diào)節(jié)pH。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)中調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH為10; 優(yōu)選地，步驟(3)中向除鐵濾液滴加氨水調(diào)節(jié)pH; 優(yōu)選地，步驟(3)中所述反應(yīng)溫度為70 V ； 優(yōu)選地，步驟(3)中所述反應(yīng)的反應(yīng)時間為0.5?2h，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5?Ih。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)中以所得氫氧化錳沉淀制得四氧化二猛的方法為: 將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于50?90°C下通入空氣攪拌反應(yīng)0.5?2h，然后過濾干燥得到四氧化三錳。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)制得的黃銨鐵礬的純度^99% ； 優(yōu)選地，步驟(3)制得的四氧化三錳的純度多98%，且其夾雜物多為鎳、鈷等有益摻雜。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)將經(jīng)過研磨和過篩的高錳酸鉀廢渣和硫鐵礦按質(zhì)量比為5:1加入至濃度為.1.25mol/L的硫酸中，在常壓下于95°C酸浸2h，并過濾得到浸出濾液；(2)向步驟(I)得到的浸出濾液中加入雙氧水，在95°C，pH為2.5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中滴加氨水調(diào)節(jié)pH，至反應(yīng)過程不再產(chǎn)生沉淀時進(jìn)行過濾，所得濾渣為黃銨鐵礬，濾液為除鐵濾液； (3)向步驟(2)所得除鐵濾液滴加氨水調(diào)節(jié)pH至10，同時加熱至70°C進(jìn)行反應(yīng)0.5?lh，反應(yīng)后將產(chǎn)物過濾，所得濾渣為氫氧化錳沉淀，將所得氫氧化錳沉淀加水制成料漿，于50?.90 V下通入空氣攪拌反應(yīng)0.5?2h，然后過濾干燥得到四氧化三錳。
【文檔編號】C01G45/02GK105967240SQ201610243636
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】羅紹華, 劉延國, 王志遠(yuǎn), 王慶, 張亞輝, 郝愛民, 張俊, 包碩, 劉思寧, 劉東芳, 楊悅, 李俊哲, 孫梅竹, 居天華, 黃紅波, 劉彩玲
【申請人】東北大學(xué)