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锰酸锂，化学式为LiMn2O4，式量181，主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，通常为尖晶石相，黑灰色粉末，密度3.90g/mL，熔点＞400℃。溶于稀酸。易溶于水，是较有前景的锂离子正极材料之一。
尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。传统认为锰酸锂能量密度低、循环性能差的缺点已经有了很大改观。表面修饰和掺杂能有效改性其电化学性能，表面修饰可有效地抑制锰的溶解和电解液分解。掺杂可有效抑制充放电过程中的Jahn-Teller效应。
生产的锂离子电池正极材料锰酸锂技术规格参照《中华人民共和国有色金属行业标准（YS/T 677-2016）》中的动力型锰酸锂参数要求，产品理化性质见表
一、产品指标
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二、原辅料耗用
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（1）二氧化锰
化学式MnO2，式量86.94。黑或棕黑色无定形粉末，密度5.026g/cm3。二氧化锰稳定，难溶于水、弱酸、弱碱。二氧化锰用于制造干电池、玻璃和陶瓷等。
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（2）锂盐
化学式Li2CO3，式量73.88。无色单斜晶系结晶体或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔点618℃。溶于稀酸。微溶于水，在冷水中溶解度较热水下大。用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素。在锂离子电池中也有应用。
碳酸锂为在市场购买锰酸锂专用级碳酸锂，具体检验标准见表
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以二氧化锰矿为原料，采用还原焙烧法，即将氧化锰矿还原焙烧、磨矿后再 用硫酸浸出制得硫酸锰溶液，溶液再经过压滤、净化、电解（采用高温法）、成品处理等工序后得到产品锰酸锂电池正极材料。氧化锰矿经过蒸汽管换热干燥机处理后送至磨粉机，磨粉后的氧化锰粉通过气力输 送系统送至矿石还原系统与煤粉混合进行矿粉还原处理，还原后得到的一氧化锰粉通过 干法投料的方式送至化合桶。锰矿粉和低硫煤粉经皮带输送机按质量 19：1（比例按生产实际情况适当调整）同 时输送至混合机（10m3）均匀混合后，通过提升机提升输送至计量罐，通过计量罐计量 后进入间接加热的回转窑进料螺旋，经螺旋输送机推动进入回转窑，混合物进行预热， 升温，反应，锰矿中的二氧化锰与煤粉中的碳在 800～900℃高温条件下，发生还原反应， 生成一氧化锰和 CO2。在焙烧炉后段，通过在筒体外壁喷淋水，使产品温度降至约 150℃。焙烧炉出口通过软连接接冷渣机。经焙烧还原得到的一氧化锰送入化合桶中，同时向槽内加入浓硫酸、废电解液等， 蒸汽加热，一般：固液比为 1 ：5 ，浸出温度≥90℃ , 浸出终点 pH3～5 ，采用机械搅拌。随着 pH 值升高，过量的氧化锰矿粉将 Fe2+氧化成 Fe3+，氧化过程中测 pH 值和 Fe2+ 含量，操作温度≥90℃ , Fe2+≤1mg/L 则进行中和。反应方程式见如下：Fe2++4H++MnO2 ＝Fe3++Mn2++2H2OFe2+达标后，加入氧化钙中和溶液PH值到6～7，Fe3+水解沉淀，同时去除了大部分重金属（Ni2 +、Co2 +、Cu2 +、Pb2+等）。中和时间0.5h，机械搅拌，反应方程式见如下：Fe3++OH- ＝Fe(OH)3 ↓ 冷却静置去除矿石中的Ca2+ ，反应方程式见如下：矿浆中和后送压滤机压滤，滤液送硫化槽硫化，滤渣送渣场堆存。压滤排出的过滤 锰渣（水份在 20%左右）由汽车倒运至渣场，过滤锰渣直接落入等在压滤机下的汽车， 不落地，不在厂区设临时堆渣场。向硫化槽内添加硫化剂--SDD（福美钠）除杂（重金属 Ni 2 + 、Co 2 + 、Cu 2 + 、Pb 2 + 等），硫化温度60～80℃ , 机械搅拌，搅拌时间30～40min。硫化后送压滤机进行固液 分离，反应方程式见如下：溶液硫化后经压滤机压滤，滤液送静置池静置，滤渣送渣场堆存。压滤排出的过滤 锰渣（水份在 20%左右）由汽车倒运至渣场，过滤锰渣直接落入等在压滤机下的汽车， 不落地，不在厂区设临时堆渣场。溶液静置 16-24 小时，取样化验合格后，上层液送压滤机压滤，滤液送精滤液池， 滤渣送渣场堆存；下层液送压滤机压滤，滤液返回静置池，滤渣送渣场堆存。压滤排出 的过滤锰渣（水份在 20%左右）由汽车倒运至渣场，过滤锰渣直接落入等在压滤机下的 汽车，不落地，不在厂区设临时堆渣场。精滤液池的滤液经加悬浮剂混合后送入电解槽电解，以 Ti—Mn 合金板为阳极，炭精棒为阴极进行电解。加蒸汽通直流电高温电解，蒸汽经蒸汽管道间接供给，不直接与电解液接触，MnSO4浓度控制在电解工艺要求的范围。槽温95～98℃,槽内MnSO4浓度45～125g/L，槽内H2SO4酸度 35～55 g/L，电流密度40～100A/m2，槽电压2.5～4.0V，电流效率98%，电解周期7～10 天。为减少溶液蒸发与改善劳动条件，向电解槽中加入发泡剂（十二醇磺酸钠），抑制硫酸雾逸出，同时有利于保温。电解后的母液回收进入化合桶循环使用，反应方程式见如下：MnSO4+2H2O→MnO2（阳极）+H2 SO4+H2 ↑（阴极）将电解沉积物连同阳极一起从电解槽中取出，用热水浸泡，除去沉积物表面的电解 液等杂物，再把电解沉积物从电极上剥离下来，得到块状半成品。剥离产品后的电极经 适当处理重新装槽使用。剥离后的块状半成品经皮带送双辊破碎机粗破至 10～20mm粗颗粒状，得到的粗颗 粒状半成品送漂洗桶漂洗。向漂洗桶加入粗破后的粗颗粒状锰酸锂电池正极材料，同时向桶中加入热水，洗涤 温度 90-95°℃ , 机械搅拌，当洗涤至 pH 基不变时，加入 5%～10%烧碱溶液中和，温 度 90-95°℃ , 中和时间 1h 左右。粗颗粒状锰酸锂电池正极材料洗涤中和后脱水、经电 加热器干燥。脱水、干燥后的粗颗粒状半成品经皮带送雷蒙磨磨粉，经与碳酸锂掺混，处理而生 产成高性能锰酸锂电池正极材料，包装外售。![]()
四、设备清单
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五、物料元素平衡表
如需以上完整电子档，感兴趣的朋友，可扫码自行下载
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