隨著鋰離子電池正極材料從單一的鈷酸鋰或錳酸鋰發(fā)展到鎳鈷錳酸鋰三元材料，對硫酸錳的純度要求顯著提高，必須控制K、Na、Ca和Mg等雜質含量低于5.0×10?3%。去除硫酸錳中的Ca和Mg是關鍵挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)方法如結晶法需多次結晶，導致錳回收率低;電解法流程復雜且能耗高;化學沉淀法使用氟化物成本高昂且產生廢渣。相比之下，溶劑萃取法以其工藝簡單、能耗低、效率高等優(yōu)點受到青睞，常用有機磷酸類萃取劑如P204、P507和Cyanex272。實驗室研究表明這些萃取劑能有效分離Mn與Ca、Mg，并通過硫酸反萃得到高純硫酸錳溶液。然而，實驗室研究受操作因素影響較大，難以直接應用于工業(yè)化生產。
傳統(tǒng)的反應釜和萃取槽存在停留時間長、相界面接觸面積小及分相困難等問題，限制了產能提升。離心萃取機具有物料存留量少、停留時間短、傳質效率高以及快速建立相平衡等優(yōu)點，更適合大規(guī)模生產。
一、使用CWL-M型離心萃取機進行硫酸錳提純的工藝流程簡介
1. 離心萃取：將料液(含有一定濃度錳(Mn)的溶液，該溶液中還 可能含有鈣(Ca)、鎂(Mg)等雜質的錳(Mn)的溶液。)從重相入口進入離心萃取機，同時，預先皂化的萃取劑(如P204或Cyanex272)從輕相入口進入。兩相在高速旋轉下逆流接觸，使Mn從水相轉移到有機相中。
2. 離心洗滌：負載了Mn的有機相隨后進入洗滌段，通過與稀硫酸溶液逆流接觸，去除其中的Ca和Mg雜質。
3. 離心反萃：洗滌后的有機相再進入反萃段，與硫酸溶液逆流接觸，將Mn從有機相轉回水相，得到純凈的硫酸錳溶液。
二、使用CWL-M型離心萃取機進行硫酸錳提純的工藝優(yōu)勢
? 高效傳質：CWL-M離心萃取機利用高速旋轉產生的強大離心力，使兩相液體充分混合并快速分離，大大提高了傳質效率。相比傳統(tǒng)的反應釜或萃取槽，其處理速度快，停留時間短，能夠實現更高的萃取率。
? 低物料損失：由于設備內部設計合理，存留量少，因此在整個萃取過程中，有機相的損耗非常小，從而降低了生產成本。
? 易于操作與維護：CWL-M離心萃取機具有自動化程度高的特點，操作簡便，易于控制，且占地面積小，便于安裝和維護。這不僅節(jié)省了人力成本，也減少了因人為因素導致的操作誤差。
? 環(huán)保節(jié)能：整個過程幾乎不產生廢水廢渣，符合綠色生產的理念。此外，能耗低也是其一大亮點，有助于降低企業(yè)的運營成本。
? 靈活性強：根據不同的處理量需求，可以選擇不同規(guī)格型號的CWL-M離心萃取機，滿足從小規(guī)模實驗室研究到大規(guī)模工業(yè)生產的各種應用場景。
三、使用CWL-M型離心萃取機的實際應用案例
在某項實驗中，當料液中的Mn濃度為29.51g/L時，通過調整萃取比(O/A)至3.0:1.0，并經過四級離心萃取，最終實現了高達98%的Mn萃取率。后續(xù)的離心洗滌和三級離心反萃步驟進一步凈化了產品，使得反萃液中的Mn2?濃度達到9.16g/L，而Ca2?和Mg2?的含量分別降至2.19mg/L和3.34mg/L，完全符合電池級硫酸錳的標準要求。
CWL-M離心萃取機憑借其卓越的性能，在電池級硫酸錳的制備過程中展現出了巨大的潛力。它不僅能夠有效提高產品的純度，還能大幅降低生產成本，是未來鋰電池正極材料制造領域的理想選擇。對于尋求高質量、低成本解決方案的企業(yè)來說，CWL-M離心萃取機無疑是理想之選。
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