背景技术

磷酸锰是一种用途十分广泛的化工原料，主要用于钢铁制品作磷化剂，特别是大型机械设备的磷化处理，可以起到防锈效果，也可用于国防工业中作润滑剂和防护剂。近年来，磷酸锰作为锂离子电池正极材料磷酸锰锂的优质原料，具有重要的应用价值。

目前国内外对于磷酸锰的制备方法研究比较少，现有制备方法主要为:(I)氧化-沉淀法/水热合成法，如公开号为CN101673819A的发明专利公开了一种以磷酸锰制备磷酸锰锂/碳复合材料的方法，在酸性体系中，以锰源和磷源为原料，锰源过量，加入过量氧化剂，搅拌反应0.5〜24小时，或在80〜200°C水热反应2〜72小时，然后通过一系列的洗涤、过滤、烘干、粉碎等工序最终制备得磷酸锰产品；(2)溶剂热合成法，如论文名称为《新型磷酸钛及磷酸锰晶体的溶剂热合磷酸二氢钾成与表征》[D].吉林大学，2003，在正丁醇体系下利用各种有机胺为结构导向剂，制备出一种由氧化锰八面体和磷氧化物形成的层状结构的磷酸锰。

现有水热合成法制备磷酸锰时，所用锰源过量，锰沉淀率只有50%左右，甚至更低，锰源较磷源来说，锰源价格昂贵，锰资源利用率低，pvc复合稳定剂生产成本高;氧化-沉淀法制备磷酸锰时，是在单一水相体系下进行的，产品纯度难以控制，结晶水数量不明，粒度分布不均匀，从而影响产品的电性能;溶剂热合成法制备磷酸锰时，反应体系组成复杂，磷酸锰产品成分及结构均复杂，且不易于规模化生产。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种磷酸锰的制备方法，以有机溶剂-去离子水体系代替单一的去离子水体系，控制产品的生成速度和细化产品粒度，得到的产品纯度高，提高锰沉淀率，充分利用锰资源，生产成本低。

本发明采用有机溶剂-去离子水体系下氧化-沉淀工艺，包括步骤如下:

1)、按摩尔比P/Mn为(1〜2):1，分别称取所需的可溶性磷源、锰源化合物，并溶解在去离子水中配置成一定浓度的溶液；

2)、向耐酸反应釜中用计量栗送入锰源溶液，然后加入一定剂量的磷源溶液，搅拌0.5小时；

3)、向耐酸反应爸中用计量栗送入过量的氧化剂，并调节体系的pH值至0〜6;

4)、向耐酸反应釜中加入一定剂量的有机溶剂，在30〜90 °C下以100〜600r/min的速度搅拌反应0.5〜5小时；

5)、将所得到磷酸锰料浆自然冷却至室温，经水洗、过滤、干燥，得到最终的磷酸锰(MnPO4.H2O)产品；

其中去离子水、锰源、磷源、有机溶剂的重量配比为100:1〜20:1〜30:1〜200。

进一步的，所述的可溶性磷源为磷酸、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸铵中的一种。

进一步的，所述的可溶性锰源为一水硫酸亚锰、硝酸亚锰、氯化亚锰中的一种。

进一步的，所述的氧化剂为双氧水、过氧化钠、次氯酸钠、臭氧、硝酸、硝酸钠中的一种。

进一步的，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一种，可以控制沉淀物的生成速度和细化产品粒度。

进一步的，所述的体系pH值调整剂为硝酸、氢氧化钠中的至少一种。

本发明的制备方法得到的磷酸锰(MnPO4.H2O)，磷酸锰为墨绿色晶型粉末，产品纯度高，粒度分布均匀，平均粒度在Iym以下，形貌为片状。

本发明的制备方法与现有的磷酸锰制备方法相比，具有以下特点:(1)所用磷源过量，摩尔比P/Mn为(1〜2):1，锰沉淀率达99%以上，充分利用锰资源；(2)此方法以有机溶剂-去离子水体系代替单一的去离子水体系，通过控制有机溶剂的加料量及速度，控制产品的生成速度和细化产品粒度，得到的产品纯度高，其中Mn含量大于32%，P含量在18〜19%，主要杂质含量S小于0.5%，Na小于0.02%;粒度分布均匀，平均粒度小于Ιμm; (3)制备所得的磷酸锰产品，锰的化合价态为正三价，带一个结晶水，化学组成为MnPO4.H2O; (4)此方法制备的磷酸锰成品为单斜晶型，一次颗粒呈片状。

具体实施方式

在耐酸反应釜中，配置浓度为0.5mol/L的一水硫酸亚锰溶液，向反应釜中加入浓度为1mol/L的磷酸溶液，然后向反应釜中加入浓度为0.5mol/L的双氧水，其中去离子水、锰源、磷源、有机溶剂的重量配比为100: 8.45: 9.80:100，添加硝酸调节溶液pH值为2.0，反应温度为600℃，搅拌速度200r/min，最后向体系加入浓度为0.5mol/L乙醇溶液，反应5小时，经水洗、过滤、干燥，得到磷酸锰(MnPO4.H2O)产品。