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18820-29-6 / 硫化锰的主要应用

背景及概述[1]

硫化锰作为一种易切削剂在粉末冶金铁基材料中得到广泛应用。硫化锰的制备方法主要有元素化合法、亲油性化学法、合成法、微波法及氧化还原法等。一些国际知名的公司非常重视用于粉末冶金添加剂的硫化锰粉末的生产与研究,与之相比,我国生产硫化锰粉末的厂家少而分散,以自蔓燃合成工艺为主,产品在高端粉末冶金制品中很难满足使用要求。硫化锰化学式MnS。α型为绿色晶体,β型为红色粉末,γ型为浅红色粉末。相对密度3.99—4.50,熔点1620℃。不溶于水、硫化铵,溶于稀酸、乙醇。在空气中慢慢氧化为硫酸锰,加热则生成二氧化硫和四氧化三锰。强热条件下,由等摩尔的Mn与S混合物可制得;

应用[2-4]

硫化锰在粉末冶金、弱磁性半导体材料和光、电、磁系材料以及高纯锰盐制备中获得应用。

1)制备一种硫化锰/碳纳米管复合材料,具体是将碳纳米管加入到浓硫酸与浓硝酸配制的混合酸中进行超声波处理,使碳纳米管表面接枝上亲水性基团,然后将其与表面活性剂混合,形成悬浮液,再加入带有氨基的硫源,使其与碳纳米管上的基团反应,然后将锰源混入其中,并转移到反应釜中进行水热反应,得到硫化锰/碳纳米管复合材料。本发明的特点是在生产过程使用水系电解液,采用硫化锰对碳纳米管进行包覆可以更好的保持碳纳米管形状的完整性,对碳管的破坏有所减轻;同时硫化锰沿碳纳米管的轴向排列,增加了其比表面积,使得锌离子能够更好的嵌入与脱出,增加了其传导能力,并且制备的复合材料具有良好的倍率性能。

2)硫化锰的复合锰矿提取锰及硫,该矿主要由含量为70%-75%的硫化锰、含量为15%-20%的碳酸锰、含量为2%-3%的氧化锰组成,该方法具体步骤为:将该矿破碎研磨并选矿得复合锰精矿,置于反应器中自氧化还原浸出,硫酸溶液的加入量与复合锰精矿的重量比为2~10∶1,浸出温度为30℃~100℃,浸出时间为30min~120min;再加入氧化剂进行氧化浸出,过滤,对浸出液进行除杂,得到的滤液电解得电解金属锰,浸出渣加入脱硫剂中,将含有单质硫的溶剂冷却,使单质硫析出。本发明的方法提供了处理新的锰资源工艺并同时提取锰和硫,具有流程短、降低能耗、节省资源、产品回收率高且绿色环保等优点。

3)制备一种硫化锰纳米棒。一种硫化锰纳米棒的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:1)按锰盐∶溶剂的配比=(2~5)mmol∶(10~30)mL,得到锰盐溶液;2)按硫粉∶溶剂的配比=(2~5)mmol∶(5~15)mL,得到硫的溶液;3)将锰盐溶液加热至100~200℃后,注入硫的溶液,然后加热到240~300℃,得到混合溶液,作为反应体系;4)建立注射体系:配制与步骤1)相同的锰盐溶液作为第一注射体系,配制与步骤2)相同的硫的溶液作为第二注射体系;5)第一注射体系内锰盐溶液和第二注射体系内硫的溶液分别注射到反应体系内的混合溶液中;得到硫化锰纳米棒。该方法工艺简单、环保、生产成本较低,所得到的MnS纳米棒分布较均匀,长度达50~400nm,长径比可达2∶1~8∶1。

制备[5-7]

方法1:以MnSO4及Na2S为原料,配制相应的溶液。在不同条件下,通过化学反应得到硫化锰悬浊液,再经沉淀、洗涤、分散,干燥、晶型转换、研磨得到α型硫化锰粉末。

方法2:用硫化碱废渣制备硫化锰、碳酸钙和氢氧化钠的方法,其原料为硫酸钡副产硫化钠法所得硫化碱废渣,包括如下步骤:

步骤A:折算硫化碱废渣中碳酸钠含量,并配置硫化碱废渣悬浊液和碳酸氢锰溶液;

步骤B:将硫化碱废渣悬浊液和碳酸氢锰溶液以硫化钠与和碳酸氢锰纯物质的摩尔含量之比1:0.8~1.2先后投入防腐蚀反应器里,进行化学反应,此时,由于锰离子与硫离子结合成硫化锰而沉淀,因而,反应到最后,溶液中不含锰离子或含极少量的锰离子,从而得到含硫化锰、碳酸钠和碳酸氢钠的混合物;

步骤C:将步骤B所得混合物经过滤器过滤,滤得澄清的含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液和含硫化锰的滤饼;

步骤D:将步骤C得到的含硫化锰的滤饼经过洗涤,干燥,粉碎,得到硫化锰产品;

硫化锰的主要应用

方法3:一种硫化锰的制备方法,包括如下步骤:

(1)预处理步骤:将硫化锰加入浓度为50g/L~300g/L的硫酸锰溶液中,后固液分离得到提纯的硫酸锰溶液和固体;

(2)喷淋反应步骤:在步骤(1)得到的硫酸锰溶液中,加入液氨得到喷淋液,将喷淋液通过循环泵进行循环喷淋,与硫化氢气体进行循环喷淋反应;直到反应溶液中锰离子质量浓度小于500ppm,结束喷淋反应;其中控制喷淋液的pH值为6.0±0.5,控制喷淋反应的时间为90~240分钟;将喷淋反应结束后的溶液进行固液分离得到固体和液体;其中,步骤(2)中通过控制硫化氢气体的流量控制喷淋反应时间,优选控制硫化氢气体按照每千克一水合硫酸锰每小时消耗硫化氢的体积为0.107‑0.135m3的流量进行通入。

(3)洗涤和烘干步骤:将步骤(2)得到的固体洗涤,洗涤后进行固液分离得到固体和溶液,将得到的固体进行烘干得到硫化锰产品。

主要参考资料

[1] 铁合金辞典

[2] CN201711306796.3一种硫化锰/碳纳米管复合材料的制备方法

[3] CN201510442525.5一种含硫化锰的复合锰矿提取锰及硫的方法

[4] CN200910272249.7一种硫化锰纳米棒的制备方法

[5] 微细硫化锰合成技术实验研究

[6] CN201010615464.5用硫化碱废渣制备硫化锰、碳酸钙和氢氧化钠的方法

[7] CN201210332066.1一种高纯硫化锰及其制备方法