化学二氧化锰制备中粗二氧化锰的氧化研究

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无机盐工业

ＩＮＯＲＧＡＮＩＣＣＨＥＭＩＣＡＬＳＩＮＤＵＳＴＲＹ

第４２卷第１期

２０１０年１月化学二氧化锰制备中粗二氧化锰的氧化研究术

彭爱国，贺周初，余长艳，肖伟

（湖南化工研究院国家农药创制工程技术研究中心，湖南长沙４１０００７）

摘要：在化学二氧化锰的制备过程中，对粗二氧化锰的精制氧化是提高产品的振实密度和锰收率的关键。

以氯酸钠为氧化剂，对粗二氧化锰进行精制氧化，考察了各工艺因素对产品振实密度及锰收率的影响，得到了最佳

工艺条件：硫酸质量浓度为１５０ｇ／Ｌ、氯酸钠加料馈为理论量的１２０％、氧化反应时间为３ｈ、反应体系液固体积比为

３：１。在此优化工艺条件下，溶液中Ｍｎ２＋几乎全部被氧化成二氧化锰，锰收率达９９．８％以上，产品振实密度大于

２．０ｓ／ｃｍ３。

关键词：化学二氧化锰；粗二氧化锰；氯酸钠

中图分类号：ＴＱｌ３７．１２文献标识码：Ａ文章编号：１００６—４９９０（２０１０）０１—００２０—０２Ｓｔｕｄｙｏｎｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｃｒｕｄｅｍａｎｇａｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅｉｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｍａｎｇａｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅ

ＰｅｎｇＡｉｇｕｏ，ＨｅＺｈｏｕｃｈｕ，ＹｕＣｈａｎｇｙａｎ，ＸｉａｏＷｅｉ

（Ｈｕ７ｎａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ蒯潞ｆＶ－ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＡｇｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ。Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｍａｎｇａｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅ（ＣＭＤ），ｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｃｒｕｄｅｍａｎｇａｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅｉｓｃｒｕ－ｃｉａｌｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔａｐｄｅｎｓｉｔｙｏｆＣＭＤａｎｄｍａｎｇａｎｅｓｅｙｉｅｌｄ．ＣＭＤｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｏｘｉｄｉｎｇｃｒｕｄｅｍａｎｇａｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒａｔｅ鹪ｏｘｉｄａｎｔ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｐｒｏｃｅｓｓｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｔａｐｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｐｒｏｄｕｃｔｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ：ｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄＷａｓ１５０ｇ／Ｌ，ｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒａｔｅｆｅｅｄｉｎｇｑｕａｎｔｉｔｙＷａｓ１２０％ｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅＷａｓ３ｈ，ａｎｄｌｉｑｕｉｄ／ｓｏｌｉｄｖｏｌｕｍｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓ３：１．Ｕｎｄｅｒａｂｏｖｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｌｍｏｓｔａｌｌＭｎ“ｗｅｒｅｏｘｉｄｉｚｅｄｉｎｔｏｍａｎｇａｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅ－ａｎｄｍａｎ—ｇａｎｅｓｅｙｉｅｌｄｒｅａｃｈｅｄａｂｏｖｅ９９．８％ａｎｄｔａｐｄｅｎｓｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔＷａｓｍｏｒｅｔｈａｎ２．０ｇ／ｃｍ３．

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化学二氧化锰是一种重要的无机功能材料，主

要用于电池的正极材料，此外还广泛用于各种行业，

如用作电子工业制锰锌铁氧体磁性材料，化学工业

中作氧化剂和催化剂，环境保护中作净化硫化氢、二

氧化硫和汽车废气的催化剂¨。２Ｊ。在化学二氧化锰

的制备过程中，一般先生成二氧化锰质量分数为

８０％左右的粗二氧化锰，然后用硫酸将其中的碳酸

锰和低价锰氧化物溶解，再用氯酸钠在溶液中进行

精制氧化，以提高产品的振实密度和纯度【３。Ｊ。粗

二氧化锰的精制氧化工艺控制得好，能显著提高低

价锰氧化成ＭｎＯ：的转化率，提高锰的收率和产品的

振实密度。因此粗二氧化锰的精制氧化反应不仅是

提高化学二氧化锰产品质量的关键，也是提高锰收率、降低生产成本的关键。

?基金项目：国家高技术研究发展（８６３）计划资助项目（２００８ＡＡ０３１２０５）。１实验部分

１．１仪器与试剂

仪器：电动搅拌器ＪＪ—ｌ型，ＰＨＴ—Ｐ型酸度计，循环水式多用真空泵ＳＨＢ一Ⅲ，干燥箱ＤＨＧ一９２４５Ａ型。

试剂：氯酸钠（工业级，质量分数为９９．５％）；硫酸（试剂级，质量分数为９８％）；硫酸锰（试剂级，质量分数为９８％）；粗二氧化锰［Ｗ（Ｍｎ）＝６１．２５％，Ｗ（Ｍｎ０２）＝７８．３１％，振实密度为１．７８ｇ／ｃｍ３，自制］。

１．２化学反应方程式

粗二氧化锰的酸解氧化是一个复杂的反应体系怕‘７Ｊ，主要的化学反应有：

ＭｎＯ＋Ｈ２Ｓ０４一ＭｎＳ０４＋Ｈ２０（１）

ＭｎＣ０３＋Ｈ２Ｓ０４＝ＭｎＳ０４＋Ｈ２０＋Ｃ０２（２）

万方数据