硫酸锰是一种重要的化工产品,可以广泛应用于工农业生产,在农业上是一种重要的微量元素肥料,康景辉小编和大家一起聊聊硫酸锰结晶器制备硫酸锰晶体。

一、硫酸锰的用途

硫酸锰是植物合成吐绿素的催化剂,喷洒硫酸锰可使多种经液济作物生长良好,增加产量,还可作饲料添加剂使用。

硫酸锰的结晶器(什么是硫酸锰蒸发结晶器)(1)

在工业上,高纯硫酸锰主要用于锂离子二次电池锰系正极材料的制备,但是锂离子锰系正极材料对K、Na、Ca、Mg、Fe、F及重金属等指标有较为严格的要求,但允许其中有Li、Co、Ni等离子存在。因此,普通的硫酸锰产品难以作为锂离子的二次电池锰系正极材料的使用,要对其进行提纯加工。

二、常见的硫酸锰制备方法

硫酸锰的工业生产方法很多,主要工艺步骤包括锰矿酸浸或锰矿焙烧后酸浸、硫酸锰溶液蒸发﹑结晶得到硫酸锰。

目前,硫酸锰溶液蒸发主要采用常压、间歇结晶法,目前国内大多数企业均采用该方法。但该方法存在能耗高、成本高、产品粒度分布不均匀等缺陷。

硫酸锰的结晶器(什么是硫酸锰蒸发结晶器)(2)

现有的提纯硫酸锰的方法,生产工艺较复杂,生产成本高,在工业上可行性不足,部分企业采用以含有钾的低品位碳酸锰为原料,在互相分离的两个浸出器中分两段完成浸出过程,并除去钾,然后制备硫酸锰,其生产成本高,工艺步骤复杂,其生产的硫酸锰难以达到锂离子电池正极材料中的锰源使用。

三、硫酸锰结晶器制备硫酸锰晶体

硫酸锰通常采用高温焙烧法、酸浸法、两矿加酸法、二氧化硫法以及苯胺还原法等方法制备,其中,高温焙烧法是将软锰矿、硫铁矿千燥后粉碎,焙烧后用稀硫酸锰溶液漫取,分离湿渣后进行精滤,再经蒸发、浓缩、离心分高,湿料经干燥、粉碎,制得硫酸锰产品。酸浸法是将软锰矿、硫酸和一定量还原剂混合反应,经熟化,用水浸取,过滤除渣得硫酸锰溶液,再经浓缩、结晶、分高、干燥制得硫酸锰产品。

硫酸锰的结晶器(什么是硫酸锰蒸发结晶器)(3)

苯胺还原法是出苯胺与二氧化锰颔化反应生产对苯二酚时副产大量含破酸锰、硫酸铵的废液,通常经石灰乳中和除去杂质,然后加热脱氨得硫酸锰溶液,再经浓缩、结晶、脱水分离、干燥,制得硫酸锰产品。

硫酸锰的结晶工艺均为蒸发结晶,硫酸锰结晶的一个显著特点是,其溶解度随温度的升离而降低,因此为了提高蒸发效率、减少母液循环次数,在采用多效蒸发结晶工艺时,一般采用逆流生产工艺,即溶液在不饱和湿进入温度与压力相对较低的二效或三效在接近饱和时则进入温度更高、溶解度更低的一效蒸发器;而在选择MVR蒸发工艺时则采用接近常压的操作参数。

硫酸锰由于在高温时溶解度较小,其结晶介稳区相对也更窄,因此晶体不容易长大,且容易在换热管内结壁。因此强制循环蒸发结晶器的溶液循环方向一般采用逆循环,以增大静液柱、防止溶液在换热器内沸腾;同时保障较高的管内流速,增大晶体对管壁的冲刷。

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