不同催化体系下制备四氧化三锰的实验研究

黄文杰，毛耀清，冯树兵，张 敬，木宗云，刘维荣，银 瑰

(湖南特种金属材料有限责任公司，湖南 长沙 410013)

0 前 言

四氧化三锰(Mn3O4)是生产软磁铁氧体材料和微波铁氧体材料的主要原料，在电子、电器、电力等工业部门中有着广泛的用途。目前市场上销售的四氧化三锰90%都是以电解锰片为原料,通过悬浮氧化法(湿法)制备。

在湿法制备四氧化三锰的过程中，催化剂一般有两类，一类是铵盐，也是目前工业化生产中用得最为广泛的，另一类为酸[1]。但无论使用哪种催化剂，金属锰的氧化过程都分为以下3个反应[2]。

Mn→Mn2+

(1)

Mn2+→Mn(OH)2

(2)

Mn(OH)2→Mn3O4

(3)

四氧化三锰的总反应速率与上述3个反应速率密不可分。当单独使用酸做催化剂时，反应(1)速率比较快，但是整个反应均在pH=6的条件下进行，使得反应(2)速率比较慢。当单独使用铵盐做催化剂时，虽然反应(1)比较慢，但是反应(2)因PH值较高而比用酸时快得多。本实验采用电解锰片为原料，对比了采用铵盐、盐酸、盐酸+铵盐三种催化体系制备的四氧化三锰的粒度、反应周期、收率以及生产成本，旨在为工业生产提供技术支持。

1 实验及结果分析

实验采用广西中信大锰生产的电解锰片为原料，原料成分见表1。将锰片采用高锰低铬磨球磨碎后，过-0.075 mm(-200目)筛网，单次实验均取原料200 g，反应釜采用水浴加热，反应过程水温稳定在75℃。为使得不同体催化系制备的四氧化三锰在物理化学性能指标上具有可比性，制备的产品比表面积都控制在5～6 m2/cm3，不同催化体系的催化剂用量如表2，其中盐酸为分析纯，浓度30%。……