專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鉭電容器用電子級(jí)硝酸錳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鉭電容器用電子級(jí)硝酸錳的制備方法。
背景技術(shù)：
硝酸錳(Mn(NO3)2 · 4H20)是一種多用途的化工原料，一般可用作陶瓷著色劑和金屬磷化劑，也用作化學(xué)分析試劑，測(cè)定銻、分離銀和稀土元素，用作硬化油的催化劑，電阻及鐵氧體的原料，還是高品質(zhì)二氧化錳的制備原料。高純硝酸錳也是鉭電容器電極制造的優(yōu)質(zhì)原料，在固體電解電容器中，固體電解質(zhì)層實(shí)際上是電容器的陰極，目前的常規(guī)工藝是將賦能陽(yáng)極在硝酸錳溶液中浸潰，然后在 200-300°C下分解得到具有導(dǎo)電能力的MnO2層，一般需反復(fù)進(jìn)行多次浸潰、分解才能得到所需厚度的MnO2層。最初的干式硝酸錳熱分解工藝是在干燥的空氣中進(jìn)行，不但使MnO2層松散、易脫落、電阻大，而且反復(fù)次數(shù)過(guò)多，造成被膜工序費(fèi)時(shí)費(fèi)工。水汽被膜工藝是目前研究的方向，它與干式硝酸錳熱分解工藝最大的區(qū)別是在含有水蒸氣的空氣中進(jìn)行熱分解，得到的MnO2層均勻、致密、粒度小、附著牢、電阻率小，而且還可以顯著減少被膜次數(shù)。使用一般的高純硝酸錳產(chǎn)生的二氧化錳的純度低、晶體結(jié)構(gòu)差，得到的二氧化錳層不均勻、不致密、顆粒大小不一、附著不牢固；而且造成鐵、鈣、鉛、鉀、鎂等化學(xué)雜質(zhì)含量聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的鉭電容器用電子級(jí)硝酸錳的制備方法，該方法能夠工業(yè)化批量生產(chǎn)液態(tài)硝酸錳產(chǎn)品，達(dá)到鉭電容器用電子級(jí)產(chǎn)品使用標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為一種鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征在于其工藝步驟為a.將經(jīng)破碎、洗滌后的金屬錳加入到稀硝酸中，邊加邊攪拌，至金屬錳完全溶解， 后靜置10 40分鐘，b.將上述溶液粗過(guò)濾后用稀硝酸調(diào)pH值為2 4，c.將調(diào)酸后的溶液真空加熱濃縮至所需比重，后用稀硝酸調(diào)pH值2 5，冷卻，精密過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。上述金屬錳的破碎粒度為75 90目。上述a過(guò)程中的洗滌是指破碎后的金屬錳放入純水中靜置10 40分鐘，沉降后倒出上清液得到沉淀物。上述c過(guò)程中的真空加熱濃縮的真空度為O. 03 O. 07Mpa，溶液溫度為90 140。。。所述比重按照不同產(chǎn)品要求設(shè)置，為L(zhǎng)64-L68g/cm3、1.84-L87g/cm3和大于
3I.97g/cm3。所述稀硝酸的體積濃度為10 % 40 %。所需比重為低比重時(shí)硝酸錳的冷卻溫度為60 80°C，高比重時(shí)硝酸錳的冷卻溫度為80 100°C。所述比重為高比重時(shí)的硝酸錳在濃縮蒸發(fā)時(shí)，溶液比重在I. 70-1. 75g/cm3破壞真空，溶液比重在I. 80-1. 85g/cm3恢復(fù)真空，破壞真空時(shí)，濃縮蒸發(fā)的真空度為0.01
O.03Mpa。本發(fā)明具有以下技術(shù)特點(diǎn)I、破碎后的金屬錳粉經(jīng)過(guò)純水洗滌、澄清，除去了金屬錳粉中的鉀、鈉等金屬雜質(zhì)。2、溶解后的溶液經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾、精密過(guò)濾兩次過(guò)濾，除去了溶液中的不溶物以及細(xì)小的雜質(zhì)顆粒。3、過(guò)濾后的溶液經(jīng)過(guò)調(diào)整pH、澄清，使溶液中溶解的鐵等雜質(zhì)以沉淀的形式除去。4、在濃縮蒸發(fā)時(shí)，通過(guò)破壞真空，除去硝酸錳產(chǎn)品中多余的硝酸，使產(chǎn)品的酸度等符合要求。5、濃縮蒸發(fā)后的硝酸錳溶液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾，除去產(chǎn)品中高溫氧化的二氧化錳顆粒。6、金屬錳粉幾本完全溶解，不溶解的錳粉下次加硝酸時(shí)會(huì)完全溶解，溶解時(shí)經(jīng)過(guò)冷卻水冷凝，防止了因溶解時(shí)放熱硝酸揮發(fā)損失。7、溶解產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過(guò)堿液的吸收，達(dá)到了無(wú)污染排放。8、通過(guò)本發(fā)明生產(chǎn)的電子級(jí)硝酸錳產(chǎn)生的二氧化錳的純度高、晶體結(jié)構(gòu)好、化學(xué)活性好，得到的二氧化錳層均勻、致密、顆粒細(xì)、附著牢固、電阻率小、使用的單耗低；而且產(chǎn)生二氧化錳的鐵、鈣、鉛、鉀、鎂等化學(xué)雜質(zhì)含量都比較低，適合于作為高純催化劑、氧化劑、 吸附劑等。電子級(jí)硝酸錳比一般的高純硝酸錳的純度高，鐵、鈣、鉛、鉀、鎂等化學(xué)雜質(zhì)含量低，如表I所示。綜上所述，本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，資源綜合利用率高、材料消耗適當(dāng)、無(wú)三廢排放、過(guò)程受控能力強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量檔次高、工藝流程自動(dòng)化程度高，利于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I加入950L純水，開(kāi)啟攪拌槳和通風(fēng)，緩慢加入分析純硝酸180L，攪拌均勻，得到稀硝酸溶液。將破碎(使用磨篩機(jī)破碎電解金屬錳片)、洗滌(破碎后的電解錳粉，使用純水洗滌，放置10分鐘后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度為85目的一批金屬錳^Okg) 加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，邊加邊攪拌，O. 5小時(shí)后完全溶解，溶液pH值為6. 9，靜置 10分鐘；打開(kāi)溶解槽出口閥，將溶液放入過(guò)濾槽進(jìn)行粗過(guò)濾，濾液過(guò)濾至貯槽中，再使用稀硝酸對(duì)濾液進(jìn)行調(diào)酸，PH值為2. O ;將1100L清液打入真空濃縮鍋，真空度為O. 03Mpa，加熱蒸發(fā)24h，蒸發(fā)溫度91°C，溶液的比重為I. 64g/cm3時(shí)，停止加熱，關(guān)閉真空，放出溶液再調(diào)酸，PH值達(dá)到2. O。冷卻6h，液溫為60°C時(shí)，放料到精密過(guò)濾機(jī)中，過(guò)濾后得到硝酸錳溶液
女口
廣叩ο實(shí)施例2加入970L純水，開(kāi)啟攪拌槳和通風(fēng)，緩慢加入分析純硝酸190L，攪拌均勻，得到稀硝酸溶液。將破碎(使用磨篩機(jī)破碎電解金屬錳片)、洗滌(破碎后的電解錳粉，使用純水洗滌，放置40分鐘后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度為85目的一批次金屬錳 (62kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，邊加邊攪拌，O. 5小時(shí)后完全溶解，溶液pH值為7. 0， 靜置22分鐘；打開(kāi)溶解槽出口閥，將溶液放入過(guò)濾槽進(jìn)行粗過(guò)濾，濾液過(guò)濾至貯槽中，再使用稀硝酸對(duì)濾液進(jìn)行調(diào)酸，PH值為3. 2 ;將1120L清液打入真空濃縮鍋，真空度為O. 04Mpa, 加熱蒸發(fā)24h，蒸發(fā)溫度115°C，溶液的比重為I. 68g/cm3時(shí)，停止加熱，關(guān)閉真空，放出溶液再調(diào)酸，PH值達(dá)到2. 9。冷卻6h，液溫為80°C時(shí)，放料到精密過(guò)濾機(jī)中，過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。實(shí)施例3加入1000L純水，開(kāi)啟攪拌槳和通風(fēng)，緩慢加入分析純硝酸190L，攪拌均勻，得到
稀硝酸溶液。將破碎(使用磨篩機(jī)破碎電解金屬錳片)、洗滌(破碎后的電解錳粉，使用純水洗滌，放置30分鐘后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度為90目的一批次金屬錳 (75kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，邊加邊攪拌，O. 5小時(shí)后完全溶解，溶液pH值為6. 7， 靜置25分鐘；打開(kāi)溶解槽出口閥，將溶液放入過(guò)濾槽進(jìn)行粗過(guò)濾，濾液過(guò)濾至貯槽中，再使用稀硝酸對(duì)濾液進(jìn)行調(diào)酸，PH值為3. 4 ;將1200L清液打入真空濃縮鍋，真空度為O. 05Mpa, 加熱蒸發(fā)24h，蒸發(fā)溫度120°C，溶液比重在I. 70g/cm3破壞真空，溶液比重在I. 80g/cm3恢復(fù)真空，破壞真空時(shí)，濃縮蒸發(fā)的真空度為O. OlMpa。溶液的比重為I. 84g/cm3時(shí)，停止加熱， 關(guān)閉真空，放出溶液再調(diào)酸，pH值達(dá)到2. 9。冷卻6h，液溫為80°C時(shí)，放料到精密過(guò)濾機(jī)中， 過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。實(shí)施例4加入1000L純水，開(kāi)啟攪拌槳和通風(fēng)，緩慢加入分析純硝酸200L，攪拌均勻。將破碎(使用磨篩機(jī)破碎電解金屬錳片)、洗滌(破碎后的電解錳粉，使用純水洗滌，放置20分鐘后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度為90目的一批次金屬錳 (75kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，邊加邊攪拌，O. 5小時(shí)后完全溶解，溶液pH值為6. 9， 靜置25分鐘；打開(kāi)溶解槽出口閥，將溶液放入過(guò)濾槽進(jìn)行粗過(guò)濾，濾液過(guò)濾至貯槽中，再使用稀硝酸對(duì)濾液進(jìn)行調(diào)酸，PH值為4. O ;將1200L清液打入真空濃縮鍋，真空度為O. 06Mpa, 加熱蒸發(fā)24h，蒸發(fā)溫度125°C，溶液比重在I. 75g/cm3破壞真空，溶液比重在I. 85g/cm3恢復(fù)真空，破壞真空時(shí)，濃縮蒸發(fā)的真空度為O. 03Mpa。溶液的比重為I. 87g/cm3時(shí)，停止加熱， 關(guān)閉真空，放出溶液再調(diào)酸，pH值達(dá)到2. 7。冷卻6h，液溫為80°C時(shí)，放料到精密過(guò)濾機(jī)中， 過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。實(shí)施例5加入1000L純水，開(kāi)啟攪拌槳和通風(fēng)，緩慢加入分析純硝酸210L，攪拌均勻。將破碎(使用磨篩機(jī)破碎電解金屬錳片)、洗滌(破碎后的電解錳粉，使用純水洗滌，放置30分鐘后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度為75目的一批次金屬錳 (80kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，邊加邊攪拌，O. 5小時(shí)后完全溶解，溶液pH值為6. 8， 靜置30分鐘；打開(kāi)溶解槽出口閥，將溶液放入過(guò)濾槽進(jìn)行粗過(guò)濾，濾液過(guò)濾至貯槽中，再使用稀硝酸對(duì)濾液進(jìn)行調(diào)酸，PH值為3. O ;將1100L清液打入真空濃縮鍋，真空度為O. 06Mpa, 加熱蒸發(fā)24h，蒸發(fā)溫度130°C，溶液比重在I. 72g/cm3破壞真空，溶液比重在I. 82g/cm3恢復(fù)真空，破壞真空時(shí)，濃縮蒸發(fā)的真空度為O. 02Mpa。溶液的比重為I. 97g/cm3時(shí)，停止加熱， 關(guān)閉真空，放出溶液再調(diào)酸，pH值達(dá)到2. 9。冷卻6h，液溫為90°C時(shí)，放料到精密過(guò)濾機(jī)中， 過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。實(shí)施例6加入980L純水，開(kāi)啟攪拌槳和通風(fēng)，緩慢加入分析純硝酸200L，攪拌均勻。將破碎(使用磨篩機(jī)破碎電解金屬錳片)、洗滌(破碎后的電解錳粉，使用純水洗滌，放置25分鐘后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度為75目的一批次金屬錳 (78kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，邊加邊攪拌，O. 5小時(shí)后完全溶解，溶液pH值為6. 7， 靜置40分鐘；打開(kāi)溶解槽出口閥，將溶液放入過(guò)濾槽進(jìn)行粗過(guò)濾，濾液過(guò)濾至貯槽中，再使用稀硝酸對(duì)濾液進(jìn)行調(diào)酸，PH值為2. 8 ;將1080L清液打入真空濃縮鍋，真空度為O. 07Mpa, 加熱蒸發(fā)24h，蒸發(fā)溫度140°C，溶液比重在I. 71g/cm3破壞真空，溶液比重在I. 80g/cm3恢復(fù)真空，破壞真空時(shí)，濃縮蒸發(fā)的真空度為O. 02Mpa。溶液的比重為1.98g/cm3時(shí)，停止加熱，關(guān)閉真空，放出溶液再調(diào)酸，PH值達(dá)到5. O。冷卻6h，液溫為100°C時(shí)，放料到精密過(guò)濾機(jī)中，過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。本發(fā)明的實(shí)施方式包含但不限于上述實(shí)施例所提供的具體實(shí)例。表I實(shí)施例生產(chǎn)硝酸錳產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果)
權(quán)利要求
1.一種鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征在于其工藝步驟為a.將經(jīng)破碎、洗滌后的金屬錳加入到稀硝酸中，邊加邊攪拌，至金屬錳完全溶解，后靜置10 40分鐘，b.將上述溶液粗過(guò)濾后用稀硝酸調(diào)pH值為2 4，c.將調(diào)酸后的溶液真空加熱濃縮至所需比重，后用稀硝酸調(diào)pH值2 5，冷卻，精密過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求I所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征是上述金屬錳的破碎粒度為75 90目。
3.按照權(quán)利要求I所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征是上述a過(guò)程中的洗滌是指破碎后的金屬錳放入純水中靜置10 40分鐘，沉降后倒出上清液得到沉淀物。
4.按照權(quán)利要求I所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征是上述c過(guò)程中的真空加熱濃縮的真空度為O. 03 O. 07Mpa，溶液溫度為90 140°C。
5.按照權(quán)利要求I所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征在于所述比重按照不同產(chǎn)品要求設(shè)置，為 I. 64 — I. 68g/cm3、l. 84 — I. 87g/cm3 和大于 I. 97g/cm3。
6.按照權(quán)利要求I所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征在于所述稀硝酸的體積濃度為10% 40%。
7.按照權(quán)利要求I或5所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征在于所需比重為低比重時(shí)硝酸錳的冷卻溫度為60 80 0C，高比重時(shí)硝酸錳的冷卻溫度為80 100 0C。
8.按照權(quán)利要求7所述鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其特征是所述比重為高比重時(shí)的硝酸錳在濃縮蒸發(fā)時(shí)，溶液比重在1.70 - 1.75g/cm3破壞真空，溶液比重在I.80 - I. 85g/cm3恢復(fù)真空，破壞真空時(shí)，濃縮蒸發(fā)的真空度為O. 01 O. 03Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉭電容器電子級(jí)硝酸錳的制備方法，其工藝步驟為a.將經(jīng)破碎、洗滌后的金屬錳加入到稀硝酸中，邊加邊攪拌，至金屬錳完全溶解，后靜置10～40分鐘，b.將上述溶液粗過(guò)濾后用稀硝酸調(diào)pH值為2～4，c.將調(diào)酸后的溶液真空加熱濃縮至所需比重，后用稀硝酸調(diào)pH值2～5，冷卻，精密過(guò)濾后得到硝酸錳溶液產(chǎn)品。本發(fā)明能夠工業(yè)化批量生產(chǎn)液態(tài)硝酸錳產(chǎn)品，達(dá)到鉭電容器用電子級(jí)產(chǎn)品使用標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)本發(fā)明生產(chǎn)的電子級(jí)硝酸錳產(chǎn)生的二氧化錳的純度高、晶體結(jié)構(gòu)好、化學(xué)活性好，得到的二氧化錳層均勻、致密、顆粒細(xì)、附著牢固、電阻率小、使用的單耗低；而且產(chǎn)生二氧化錳的鐵、鈣、鉛、鉀、鎂等化學(xué)雜質(zhì)含量都比較低，適合于作為高純催化劑、氧化劑、吸附劑等。
文檔編號(hào)C01G45/08GK102583564SQ201210078589
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者萬(wàn)軍, 嚴(yán)國(guó)元, 李明陽(yáng), 李輝, 汪文濤, 溫新寧, 米璽學(xué), 鄧六良, 鄭培生, 頡維平, 魯東 申請(qǐng)人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司