高纯硫酸锰制备球形四氧化三锰的研究
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由硫酸锰制备高纯四氧化三锰的研究朱伟长;吴小俊;高孝钱;刘欣;汪敏;吴鹏【摘要】以MnSO4为原料、氨水为沉淀剂、空气为氧化剂,制备高纯Mn3O4.研究溶液pH值、反应温度以及催化剂对产物中Mn离子沉淀率和Mn含量的影响.结果表明:沉淀终点pH值为9.5时,Mn离子的沉淀率最大,达75.3%;当使用催化剂NH4Cl、控制氧化温度为40℃时,获得产物的Mn质量分数为71.5%、粒径小于200 nm,为高纯Mn3O4.【期刊名称】《安徽工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】4页(P138-141)【关键词】四氧化三锰;硫酸锰;氧化法;高纯度【作者】朱伟长;吴小俊;高孝钱;刘欣;汪敏;吴鹏【作者单位】安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TF111.31四氧化三锰是生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料[1]。
近年来,随着电子产品朝着小型化、轻薄化方向的发展,四氧化三锰的需求量不断增长、品级要求不断提高。
国内外制备四氧化三锰的方法从工艺特点和反应性质大致可分成4类,即焙烧法、还原法、氧化法和电解法[2]。
目前四氧化三锰的生产主要采用金属锰法,以电解金属锰片为原料,粉碎球磨后于水溶液中通气氧化制备四氧化三锰。
由于电解金属锰价格不断上涨,该法已几乎没有利润空间[3-5],而且采用此方法制得的产品比表面积低、粒度分布宽,不能用来生产高导磁率锰锌铁氧体。
因此研究采用低廉的硫酸锰为原料,通过水溶液氧化法制备四氧化三锰有重要的现实意义[6]。
与传统的以电解锰为原料制备四氧化三锰的方法相比,用硫酸锰直接制备四氧化三锰的方法省去了复杂的电解工艺,原料节省1 500~2 000元/t[7],但该方法的难点在于所得产品中硫(SO3)含量高、锰(Mn)含量低[8]。
从硫酸锰溶液制备四氧化三锰反应机理的研究作者:何佳张昭李向锋来源:《中国科技博览》2016年第08期[摘要]以硫酸锰、氨水为原料,空气为氧化剂,通过热力学计算和分析,采用XRD,红外测试技术表征产物,探讨从二价锰氧化生成四氧化三锰的工艺条件和机理。
研究结果;显示Mn(OH)2比Mn2+更容易氧化,但完全脱水生成Mn3O4不容易,MnOOH是一个较稳定的中间化合物,但不容易通过XRD和红外谱图检测到。
[关键词]硫酸锰;四氧化三锰;热力学分析;反应机理中图分类号:TF792 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0068-03四氧化三锰(Mn3O4)是电子工业中重要的基础原料,大量用于生产压敏电阻、NTC热敏电阻及软磁铁氧体。
在电池工业中,尖晶石型Mn3O4是合成尖晶石结构LiMn2O4阴极材料诸多材料中较好的一种,其孔隙率非常低[1],由其得到的锂锰氧材料具有较高纯度和均匀的颗粒粒径,相比于MnO2原料制得的LiMn2O4具有明显优势。
另外,Mn3O4是一种价廉、环境友好型催化剂,可作为硝基苯选择还原反应的催化剂;还可用作去除空气中CO、NO、NH3等气体或有机物的催化剂[2-4]。
此外,Mn3O4还可作为色料,添加到某些油漆或涂料中,含有Mn3O4的油漆或涂料喷洒在钢铁上比含二氧化钛或氧化铁油漆或涂料表现出更好的抗腐蚀性能[5]。
目前报道了多种四氧化三锰的制备方法,通常,硫酸锰、氢氧化钠或氨水因其价格低廉、来源广泛被用作原料,采用沉淀-氧化法制备四氧化三锰,关于工艺条件研究的报道较多[6-8],而有关工艺原理的讨论却不多见。
为了避免Na+离子进入Mn3O4产品而影响其品质,我们以氨水代替了通常使用的NaOH 作沉淀剂,用空气中的O2氧化Mn(OH)2生成了高品质的Mn3O4[9],本文结合热力学理论、XRD、FTIR测试探讨从二价锰氧化生成四氧化三锰的反应机理。
1 实验方法1.1 样品制备实验所用的硫酸锰,氨水,硝酸铵均为分析纯试剂。
硫酸锰氧化法制备四氧化三锰的研究
二氧化锰(自然界以软锰矿形式存在)。
物理性状:黑色无定形粉末,或黑色斜方晶体。
溶解性:难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸,加热情况下溶于浓盐酸而产生氯气。
二氧化锰制备方法
主要源自天然矿物软锰矿。
广泛使用高温硫酸锰溶液电解法制备,碳酸锰矿和软锰矿
均可做为原料。
硫酸锰溶液的制取包含浸取、除铁、中和、除重金属、过滤器、静置除钙
镁等工序,经高温电解后新制得细产品,再经处置包含拆分、消灭、冲洗、中和与潮湿等
过程制取合格晶。
当采用氯化锰溶液电解可制得纤维状二氧化锰。
还有碳酸锰、硝酸锰热解法,由低价
氧化锰与氧化剂如氯酸钠、氯气、氧气等分别组合反应直接氧化制得。