随着锂离子电池正极材料向高镍、低杂质的三元体系发展,对硫酸锰的纯度要求日益严格。传统制备方法如结晶法、电解法和化学沉淀法存在回收率低、能耗高、工艺复杂等问题,难以满足工业化生产需求。溶剂萃取法因其流程短、效率高、能耗低等优势成为研究热点,但实验室阶段的分液漏斗操作和传统工业设备的局限性制约了其大规模应用。郑州天一萃取科技有限公司通过离心萃取技术,成功实现了电池级硫酸锰的高效制备,为工业化生产提供了可靠解决方案。
一、离心萃取技术的核心优势
离心萃取机凭借其独特的结构和工作原理,在硫酸锰制备中展现出显著优势:
1. 高效传质与快速分相:离心力作用下,两相接触面积增大,传质效率提升,相分离时间缩短至秒级,大幅提高了生产效率。
2. 连续化与自动化:设备可实现多级逆流连续操作,减少人工干预,适合工业化大规模生产。
3. 低损耗与高回收率:相比传统萃取槽,离心萃取机有机相存留量少,损耗降低,金属回收率显著提升。
4. 灵活适配性:设备规格覆盖10 L/h至80 m³/h的处理量,可根据需求灵活选型。
二、离心技术突破,获得良好的萃取效果
郑州天一萃取公司萃取应用中心以含Mn料液为原料,通过优化离心萃取工艺参数,实现了Mn²⁺与杂质Ca²⁺、Mg²⁺的高效分离:
1. 萃取阶段:当料液Mn浓度为29.51 g/L、萃取相比(O/A)为2.0:1.0时,4级离心萃取率可达75%~81%。提高O/A至3.0:1.0后,萃取率跃升至98%,解决了传统设备因饱和导致的效率瓶颈。
2. 洗涤与反萃阶段:采用4级离心洗涤(pH=4稀硫酸)和3级反萃(3 mol/L H₂SO₄),反萃液中Mn²⁺浓度达9.16 g/L,Mg²⁺、Ca²⁺浓度分别降至3.34 mg/L和2.19 mg/L,远低于电池级标准(杂质<5.0×10⁻³%)。
全程Mn回收率93.12%,Mg²⁺、Ca²⁺去除率均超99.5%,显著优于传统方法。
三、 离心萃取技术为电池级硫酸锰生产提供了三大核心价值
离心萃取技术为电池级硫酸锰生产提供的三大核心价值分别为:
1. 降本增效:缩短反应时间,减少有机相损耗,综合成本降低20%以上。
2. 绿色环保:闭环工艺减少废水排放,符合可持续发展要求。
3. 品质保障:产品纯度稳定,可满足高端锂电正极材料对杂质控制的严苛标准。
目前,该技术已非常成熟,具备快速推广条件。企业可根据产能需求选择CWL-50M、CWL-650M等型号设备,实现从实验室到万吨级生产的无缝衔接。
离心萃取技术通过工艺创新与装备升级,成功解决了电池级硫酸锰工业化生产的痛点,为锂电产业链提供了高纯度原料保障。随着新能源行业对材料纯度的要求持续提升,这一技术有望成为硫酸锰提纯的主流选择,推动整个产业向高效化、绿色化迈进。