電池級類球形碳酸錳的制備

阮 籍，農艷莉，李春流，楊茂峰，萬維華，閆冠杰，廖偉峰

(南方錳業集團有限責任公司崇左分公司，廣西 崇左 532200)

碳酸錳(MnCO3)在電子、陶瓷、化工和醫藥等行業的應用受到廣泛關注[1-2]；同時，鋰離子電池行業對MnCO3品質也提出了更高要求[3-4]。電池級類球形MnCO3可用于制備電池級四氧化三錳、高性能錳酸鋰、電池級一氧化錳、電池級三氧化二錳及磷酸鐵錳鋰，對提高尖晶石型錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰等錳系正極材料的克比容量、循環壽命、倍率等有重要影響[5-10]。

碳酸錳的制備方法主要有錳鹽溶液沉淀法、含錳礦石浸出法和含錳廢液、廢渣回收法等，其中常用的為錳鹽溶液沉淀法[11-14]。采用碳酸鹽沉淀法制備類球形碳酸錳，由于碳酸錳溶度積常數較低，沉淀速度較快，容易出現碳酸錳顆粒分布范圍較廣且難以控制、微觀形貌不規則、雜質含量高、振實密度低等問題。試驗研究了以電池級硫酸錳、碳酸銨和氨水為原料，采用碳酸鹽沉淀法制備類球形MnCO3顆粒，采用全自動反應釜精確控制反應溫度、體系pH、硫酸錳溶液與氨水流量、攪拌速度等工藝參數，以期制備出雜質含量低、粒度分布范圍窄、振實密度高的類球形MnCO3。

1 試驗部分

1.1 試驗試劑與儀器

試劑：電池級硫酸錳；碳酸銨、氨水，均為分析純；去離子水。

主要設備與儀器：YZCMR-10(M)型全自動反應釜，SHZ-DⅢ型真空泵，DHG9076A型干燥箱，LA-300型激光粒度儀，FZS4-4B型振實密度測定儀，D8 ADVANCE X射線粉末衍射儀，日立3400N掃描電子顯微鏡，SPECTRO ARCOS Ⅱ電感耦合等離子體發射光譜儀。

1.2 試驗原理與方法

以硫酸錳為錳源，碳酸銨為沉淀劑，反應式為