Obtención de dióxido de manganeso grado batería por medio de procesos de electroobtención en soluciones de lixiviación de minerales de manganeso

Abstract

El MnO2, es un precursor utilizado en la fabricación de baterías en base a litio, por esta razón se desarrollaron varios proyectos en el IIMETMAT-UMSA destinados a obtener este precursor a partir de minerales de manganeso, sin embargo, el producto final no superó el 99% de pureza, por lo que se requiere llevar adelante más investigaciones para obtener el grado de pureza requerido. En base a los resultados obtenidos en los anteriores proyectos, se llevó adelante el presente trabajo con el fin de obtener una pureza de MnO2 de al menos un 99%. Para facilitar el estudio de variables, en el presente proyecto se realizaron pruebas batch y sistema semi-continuo con el objetivo de reducir el elemento hierro que es el principal contaminante, mediante dos etapas, la primera de deposición química y la electro-obtención. Se realizaron las pruebas con una solución obtenida a partir de soluciones y precipitados obtenidos por el proceso de lixiviación de minerales de manganeso del proyecto conjunto entre la UMSA-IIMETMAT y la GNRE, de la siguiente composición: 31,880 g/L de Mn y 0,848 mg/L de Fe. Llevándose a cabo la deposición química con dos diferentes técnicas; agitación mecánica y aireación, variando la temperatura de 18 a 35 °C. Se logró reducir el contenido de hierro en un 37,85% con la técnica de aireación a temperatura de 35 °C. En la segunda etapa, se electrolizó a potenciales anódicos entre 0.9 y 1.4 [V] (V/ENH), obteniendo el mejor resultado a voltaje de 1.2 (V/ENH) a 35 grados centígrados para un tiempo de 20 minutos, obteniéndose un dióxido de manganeso con % de MnO2 mayor a 98%. Llevando adelante pruebas con sistema semi-continuo, con una composición de 31.33 g/L de Mn y 0,804 mg/L de Fe de electrolito inicial, se inició el proceso con la deposición química por la técnica de aireación a 35 °C obteniéndose una composición de electrolito de 32,82 g/L de Mn y un 0,718 mg/L de Fe. Posteriormente se electrolizó a potenciales anódicos de 1.2 [V] (V/ENH) y circulación de electrolito con Q=4ml/min y a temperatura ambiente (18°C), lográndose obtener mejores resultados y con un producto solido de una composición de 99,518 % de MnO2 y 0,482 % de Fe2O3.