一种化学二氧化锰的的重质化方法 本发明涉及化学二氧化锰的制备方法，特别涉及到电池用重质二氧化锰颗粒的制备方法。
化学二氧化锰是一种化工产品，主要用途是在干电池中作去极化剂。目前化学二氧化锰在质量上存在的主要问题是振实密度低，影响电池的放电容量，因此，化学二氧化锰在使用前，应进行重质化处理，以提高产品的振实密度。
目前已经研究出的重质化方法有：水蒸汽处理法、物理加压法、硝酸浸渍法和氯酸钠氧化法等。前三种方法因重质的二氧化锰振实密度偏低，达不到工业指标，因而没有得到工业应用。用氯酸钠氧化法制取的化学二氧化锰，虽然振实密度能够满足工业要求，即密度在2.0g/cm3以上，但仍存在下述缺陷：(1)重质化过程中有氯气产生，逸出的氯气污染空气；(2)氯酸钠氧化反应不完全；造成氯酸钠耗量大，氧化后的溶液中仍含有相当数量的氯酸钠、硫酸锰、硫酸等成份，而且溶液处理比较困难；(3)设备腐蚀严重；(4)设备投资大，运行费用高，生产成本高。
本发明的目的在于提供一种技术先进、经济合理，适合于工业应用的制取重质二氧化锰颗粒的方法。
本发明(也称为高锰酸钠重质法)的技术解决方案是这样实现的：
将碳酸锰(MnCO3)在300～400℃下加热分解为含有二氧化锰(MnO2)的热解产物(也称粗MnO2)，用硫酸对该热解产物(粗MnO2)进行溶解反应，得到初二氧化锰(MnO2)和硫酸锰(MnSO4)溶液。
再将该初MnO2置于MnSO4溶液和高锰酸盐(KMnO4或NaMnO4)溶液中进行化学反应，制得重质二氧化锰颗粒。
滤液蒸发结晶，取得副产品硫酸盐(Na2SO4或K2SO4)，结晶后含有硫酸(H2SO4)的母液返回，重新参与对粗MnO2的溶解。
氧化剂NaMnO4可按本发明的制备NaMnO4的工艺进行生产，也可到市场购买成品。
本发明具有以下有益效果：
1.用高锰酸盐作氧化剂，重质过程不再产生有污染环境地含氯废水和废气。
2.在重质过程中增加了高锰酸钠制备工艺，因而氧化剂可不用外购，使得生产成本大幅度下降。
3.利用该方法所生产的重质二氧化锰颗粒，其振实密度超过2.0g/cm3，不仅能作为一般化学二氧化锰使用，同时能够满足电池工业的生产需要，是一种良好的干电池去极化剂。
4.该发明设备投资少，运行费用低，见效快，操作简单。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明工艺流程图(一)。
图2是本发明工艺流程图(二)。
实施例1：
当外购氧化剂NaMnO4时，重质MnO2的生产工艺如下：
如图1所示。1.制取粗MnO2：
碳酸锰在300～400℃下加热分解后，得到MnCO3热解产物(也称粗MnO2)。该粗MnO2中的MnO2含量约为60～75％，其余为未分解的碳酸锰和未氧化的一氧化锰。粗MnO2的化学成份和振实密度均达不到要求。
2.制备初MnO2：
用硫酸(H2SO4)对粗MnO2进行溶解，溶液温度为50～90℃，H2SO4溶液与粗MnO2的固液比为1∶1.5～2，反应时间为2～3小时，终酸[H+]浓度为0.5～1.5mol/l。反应完毕后，进行过滤，滤液为硫酸锰(MnSO4)溶液，滤渣为初MnO2。该二氧化锰化学成份已符合要求，但振实密度偏低。
3.制备重质MnO2：
首先，在重质槽中加入一定量的水，将待重质的初MnO2颗粒加入重质槽中，初MnO2与底液的重量比为1∶1～2.5，然后，在搅拌的条件下，将浓度为0.8～1.0mol/l的硫酸锰(MnSO4)溶液和浓度为0.1～0.4mol/l高锰酸钠(NaMnO4)溶液以1.0～2.3l/h·1-底液的速度加入重质槽，进行化学反应。反应温度控制在60～80℃，时间为2～3小时，生成二氧化锰、硫酸钠和硫酸。
氧化反应式：
氧化生成的MnO2沉积在初MnO2颗粒的表面和孔隙中，经过滤，得到重质MnO2产品，该产品的振实密度大约为2.3g/cm3。
4.蒸发脱钠、母液返回：
氧化后母液中含有H2SO4和Na2SO4，经蒸发结晶出副产品Na2SO4，含酸的母液返回，重新参与粗MnO2的溶解。
实施例2：
当使用本发明的工艺制备氧化剂NaMnO4时，重质MnO2的生产工艺如下：
如图2所示。1和2步骤的制备同实施例1。
3.制备氧化剂NaMnO4溶液：
(1)配料：将上述第2步制备的初MnO2的20％用于制备NaMnO4，再加入氢氧化钠(NaOH)进行混合。初MnO2和NaOH的重量比为1∶0.7～0.9。
(2)氧化焙烧：将混合好的初MnO2和NaOH在400～500℃下通入空气进行焙烧3～5小时，氧化生成锰酸钠(Na2MnO4)。
化学反应式为：
(3)歧化反应：锰酸钠(Na2MnO4)经冷却后，按固液比1∶1～3的比例加入水，形成Na2MnO4溶液，然后加入硫酸进行歧化反应，硫酸浓度为96～98％。
歧化反应式为：
歧化产生的MnO2返回配料，NaMnO4作为氧化剂与硫酸锰(MnSO4)在溶液中进行氧化反应。
以下两个步骤同实施例1。
实施例3：
参照图1。用高锰酸钾作氧化剂时，重质MnO2的生产方法同实施例1。
实施例4：
化学二氧化锰颗粒也可通过实施例1的第3步直接生产得到。