1313-13-9
中文名稱
二氧化錳
英文名稱
Manganese dioxide
CAS
1313-13-9
EINECS 編號
215-202-6
分子式
MnO2
MDL 編號
MFCD00003463
分子量
86.94
MOL 文件
1313-13-9.mol
更新日期
2025/01/08 22:05:44
1313-13-9 結構式
基本信息
中文別名
二氧化錳過氧化錳
二氧化錳
氧化錳
二氧化錳/活性沉淀
五氧化二錳
二氧化錳 MANGANESE(Ⅳ) OXIDE
軟錳礦
化學二氧化錳
五氧化二錳(IV)
五氧化二錳, ACTIVATED, TECH., MN 58% MIN
五氧化二錳, PURATRONIC|R, 99.997% (METALS BASIS)
五氧化二錳(IV), 99.9% (METALS BASIS)
英文別名
ACTIVATED MANGANESE DIOXIDEBLACK MANGANESE OXIDE
MANGANESE(+4)OXIDE
MANGANESE BINOXIDE
MANGANESE BIOXIDE
MANGANESE DIOXIDE
MANGANESE DIOXIDE, ACTIVATED
MANGANESE (IV) DIOXIDE
MANGANESE(IV) OXIDE
MANGANESE(IV) OXIDE ACTIVATED
MANGANESE(IV) OXIDE ON CARRIER
MANGANESE OXIDE
MANGANESE PEROXIDE
MANGANESE SUPEROXIDE
PYROLUSITE
Bog manganese
bogmanganese
Braunstein
Bruinsteen
C.I. 77728
所屬類別
無機化工產品: 無機鹽: Ck錳鹽物理化學性質
外觀性質黑色或黑棕色結晶或無定形粉末。
外觀性狀黑色正交晶系晶體或棕黑色粉末。 不溶于水和硝酸，溶于丙酮。
溶解性不溶于水，不溶于硝酸。
熔點535 °C (dec.)(lit.)
密度5.02
蒸氣壓0-0Pa at 25℃
儲存條件Store below +30°C.
溶解度<0.001g/l
形態(tài)powder
比重5.026
顏色gray
水溶解性insoluble
Merck14,5730
暴露限值ACGIH: TWA 0.02 mg/m3; TWA 0.1 mg/m3
OSHA: Ceiling 5 mg/m3
NIOSH: IDLH 500 mg/m3; TWA 1 mg/m3; STEL 3 mg/m3
OSHA: Ceiling 5 mg/m3
NIOSH: IDLH 500 mg/m3; TWA 1 mg/m3; STEL 3 mg/m3
穩(wěn)定性穩(wěn)定的。與強酸、強還原劑、有機材料不相容。
InChIKeyNUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N
CAS 數(shù)據(jù)庫1313-13-9(CAS DataBase Reference)
NIST化學物質信息manganese(IV) dioxide(1313-13-9)
EPA化學物質信息Manganese dioxide (1313-13-9)
安全數(shù)據(jù)
警示詞警告
危險性描述H302+H332-H373
危險品標志Xn
危險類別碼R20/22
安全說明S25
危險品運輸編號3137
WGK Germany1
RTECS號OP0350000
TSCAYes
包裝類別III
海關編碼28201000
應用領域
用途一
用作氧化劑，也用于煉鋼、玻璃、陶瓷、搪瓷、干電池、火柴、醫(yī)藥等用途二
用于錳鹽制備，也用作氧化劑、除銹劑用途三
用于錳鹽的制備，也用作氧化劑、除銹劑用途四
屬強氧化劑，主要用于干電池作去極化劑、玻璃工業(yè)脫色劑、油漆油墨干燥劑、防毒面具吸收劑、火柴助燃劑等用途五
參見化學二氧化錳。用途六
主要用在干電池中作去極化劑。是玻璃工業(yè)中的良好脫色劑，可將低價鐵鹽氧化成高鐵鹽，使玻璃的藍綠色轉為弱黃色。電子工業(yè)中用以制錳鋅鐵氧體磁性材料。煉鋼工業(yè)中用作鐵錳合金的原料，澆鑄工業(yè)的增熱劑。防毒面具中用作一氧化碳的吸收劑?；瘜W工業(yè)中用作氧化劑(如紫紅素合成)、有機合成的催化劑、油漆和油墨的干燥劑。也用作火柴工業(yè)的助燃劑，陶瓷、搪瓷的釉藥和錳鹽的原料。還用于煙火，水的凈化除鐵、醫(yī)藥、肥料及織物印染等方面。用途七
化學工業(yè)上用于生產硫酸錳、高錳酸鉀、碳酸錳、氯化錳、硝酸錳、一氧化錳等。硫酸錳用作肥料和飼料添加劑。醫(yī)藥部門用錳的化合物作消毒劑、氧化劑、催化劑、洗胃劑和催吐劑。錳用作干電池和制氮肥的脫硫劑；還廣泛用于冶金、陶瓷、玻璃、輕工、機械、火柴、電子、染料、國防、通訊、環(huán)保等部門。參考質量標準二
參考標準▼
▲
指標名稱
指標
一級品
二級品
二氧化錳(MnO2)/%≥
90
88
總錳(Mn)/%≥
59
58
鐵(Fe)/%≤
0.35
0.35
水分/%≤
3
3
酸不溶物/%≤
0.3
0.4
堿和堿土金屬/%≤
2
2
重金屬(以Pb計)/%≤
0.03
0.03
細度(通過200目)/%≥
98
90
Ph值
5～7
5～7
參考質量標準一
國家標準GB 845—83▼
▲
指標名稱
指標
一級品
二級品
二氧化錳(MnO2)/%≥
90
87
重金屬(Pb計)/%≤
0.03
0.07
含鐵量(Fe)/%≤
0.15
0.20
水分/%≤
3
3
pH值
5～7
5～7
細度(通過200目)/%≥
90
90
用途八
氧化劑，特種合金鋼，催化劑，干燥劑，測定水泥中的硫化鈉。大量用于煉鋼, 并用于制玻璃、陶瓷、搪瓷、干電池等。制備方法
方法一
硫酸錳法將菱錳礦粉與硫酸按質量比值l：1.8～1：2.0混合進行反應，生成硫酸錳，正常情況下使用電解槽的循環(huán)酸，并補充部分硫酸，待Ph4時，加入少量二氧化錳粉，將溶液中Fe2+氧化成Fe3+，再加石灰乳中和至Ph近中性，加人硫化鋇飽和溶液，使重金屬離子生成硫化物沉淀，經過濾配制成電解液組成：MnSO4120±20 g/L、H7SO430±10 g/L，在溫度93±5℃，槽電壓2～3 V下，通常經20～30天電解，在陽極上沉積生成塊狀粗品，粗品經剝離、粉碎、用水多次漂洗，并加入碳酸氫鈉中和至Ph 5～7，再經過濾、干燥、粉碎，制得電解二氧化錳產品。其MnCO3+H2SO4→MnSO4+H2O+C02↑
2FeSO4+MnO2+2H2SO4→Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
Fe2(SO4)3+6H2O→3H2SO4+2Fe(OH)3↓
MnSO4+2H2O[電解]→MnO2+H2SO4+H2
氯化錳法將菱錳礦與過量鹽酸進行反應，生成氯化錳溶液，待反應完成后，加入石灰進行中和，控制Ph4左右，加入氧化劑過氧化氫使Fe2+氧化生成氫氧化鐵沉淀而除去，凈化的氯化錳溶液加入硝酸錳配成電解液，使氯化錳濃度0.5～2.0 mol/L，HCl的濃度0.01～1.0 mol/L。電解液中可加入含量10%～15%的硝酸錳，在溫度85～95℃下電解，這樣可解決電解過程中微量氯放出反應所造成的空氣污染及腐蝕問題。電解得到纖維狀二氧化錳，再經粗品剝離、粉碎、中和漂洗、過濾、干燥、粉碎，制得電解二氧化錳產品。其
MnCO3+2HCl→MnCl2+H20+CO2↑
Mncl2+2H2O[電解]→MnO2+2HCl+H2↑
方法二
硝酸錳法將軟錳礦與煤粉混合，經還原焙燒使高價錳還原成一氧化錳，用硝酸及硫酸浸取，經過濾、凈化，得硝酸錳溶液，再經濃縮、熱分解得二氧化錳，最后經稀硝酸精制、硫酸活化處理、水洗、干燥，制得化學二氧化錳產品。其MnO2+C→MnO+CO
MnO2+CO→MnO+CO2
MnO+2HNO3→Mn(NO3)2+H2O
Mn(NO3)2→MnO2+2NO2
碳酸錳法軟錳礦細粉碎與煤粉混合，進行還原焙燒生成氧化亞錳，用硫酸浸取，所得硫酸錳溶液中和到Ph4～6，沉淀雜質過濾除渣，濾液加硫化鈉凈化，經壓濾，加入碳酸氫銨及晶種生成碳酸錳沉淀，在空氣中通水蒸氣于大約450℃下焙燒熱分解，生成二氧化錳，剩余的碳酸錳及低價氧化錳，經硫酸溶出，氯酸鈉重質化，再經洗滌，烘干得化學二氧化錳。其
2MnO2+C→2MnO+CO2↑
MnO+H2SO4→MnSO4+H2O
MnSO4+2NH4HCO3→MnCO3+2NH4HSO4
MnCO3+0.5O2→MnO2+CO2↑
MnCO3+H2SO4→MnSO4+H2O+CO2↑
5MnSO4+2NaC1O3+4H2O→5MnO2+Na2SO4+4H2SO4+C12↑
天然錳礦活化法將高質量的軟錳礦在空氣中加熱到600～800℃，或在還原劑(如煤粉、天然氣)存在下，加熱到300℃進行還原焙燒，使二氧化錳還原生成三氧化二錳，還原產物再經熱硫酸處理，歧化三氧化二錳得到高活性．Γ-MnO2和硫酸錳，酸浸后漿液經過濾、洗滌、干燥、制得活性二氧化錳。其
2MnO2+C→Mn2O3+CO
Mn2O3+H2SO4→MnSO4+MnO2+H2O
方法三
多為地下開采，一般工藝流程同“磷塊巖”。常用的選礦方法有手選、磁選、浮選、重選等，此外化學選礦和細菌浸取法用于錳礦石有大量試驗。湖南省湘潭錳礦選礦工藝流程如下：1313-13-9(安全特性,毒性,儲運)
儲運特性
庫房通風; 輕裝輕卸; 與有機物、還原劑、硫磷易燃物分開存放毒性分級
中毒急性毒性
口服- 大鼠 LD50: > 3478 毫克/ 公斤可燃性危險特性
不可燃燒; 火場產生有毒含錳化物煙霧類別
氧化劑滅火劑
水, 二氧化碳, 干粉, 砂土職業(yè)標準
TWA 5 毫克(錳)/立方米常見問題列表
錳的氧化物
二氧化錳亦稱“過氧化錳”、“黑色氧化錳”，四價錳的氧化物，化學式為MnO2，fHm(298K)=-520.71kJ/mol，熔點847℃，密度5.026 g/cm3，天然品存在于軟錳礦中，黑色斜方晶體或黑褐色粉末，具有四面體晶格，屬兩性氧化錳，不溶于水和硝酸。在熱濃硫酸中放出氧而成硫酸亞錳。在鹽酸中氯化而成氯化亞錳。與苛性堿和氧化劑共熔，放出二氧化碳而成高錳酸鹽。二氧化錳是強氧化劑，與有機物或其它可氧化物質(如硫、硫化物和磷化物等)摩擦或共熱，能引起燃燒和爆炸。本品與強氧化劑(如過氧化氫)作用表現(xiàn)出還原性。在空氣中將MnO2加熱至480℃以上轉變成Mn2O3，在900℃以上轉變成Mn3O4。它大量用于煉鋼，并用于制玻璃、陶瓷、干電池等。
在自然界中，它以軟錳礦、硬錳礦形式存在。它可以從軟錳礦中提煉，也可用加熱分解硝酸錳或電解氧化二價錳鹽等方法制取。γ-MnO2具有活性，可用作電池陰極材料，可消除極化作用。二氧化錳可用作除銹劑、氧化劑、干電池的干極劑和制油漆的催干劑，也用于錳鹽制備和玻璃工業(yè)。
錳化合物能引起慢性中毒，在生產場所空氣中錳化合物(折算成二氧化錳)粉塵的最高允許濃度為0.3毫克/米3。
參考資料：張顯鵬 主編.鐵合金辭典.沈陽：遼寧科學技術出版社.1996.第65頁. By ChemicalBook 曉楠編輯整理。
結構
二氧化錳像許多其他二氧化物一樣，以金紅石晶體結構方式結晶，具有三配位氧化物和八面體金屬中心。二氧化錳是典型的非化合比化合物，具氧原子空缺。活性二氧化錳
γ晶型二氧化錳(γ-MnO2)因具有優(yōu)良的去極化活性(即優(yōu)良的放電性能)而被稱作活性二氧化錳，其粉末衍射花樣呈強烈衍射，主要應用于電池工業(yè)，是電池工業(yè)的優(yōu)質原料，用于電池工業(yè)后，使鋅錳電池的比容量有了很大的提高。它之所以具有優(yōu)良的放電性能，除因為含有90%左右的MnO2和極少量雜質外，還因為它的晶型結構與天然二氧化錳不同，為γ型結構，具有很高的活性。例如含MnO2同樣為90%左右的天然軟錳礦(β-MnO2)和電解產物(γ-MnO2)分別制成電池后進行放電試驗，后者的放電容量比前者要超出一倍左右。它的生產方法有：(1)化學法，主要有碳酸錳氧化焙燒法、氯化-氧化法、氯酸鈉氧化法、稀硫酸熱浸法、硝酸浸出法等;(2)電化法，是電解及化學作用同時產生的方法，即電解生產活性二氧化錳，它是利用電解和化學作用同時起作用的工藝生產過程。作用與主要用途
天然二氧化錳(軟錳礦)是重要錳源。它主要用于煉鋼及制錳合金。全世界所生產的二氧化錳約有70～80%用于電池行業(yè)。據(jù)1976年統(tǒng)計，消耗在這用途上的軟錳礦約50萬噸。在干電池中，碳為正極，鋅為負極，二氧化錳在碳極附近作去極化劑，作用是防止釋放出氫，可能是通過下列反應實現(xiàn)：MnO2+H++e-＝MnO(OH)。二氧化錳的另一主要用途是在制磚工業(yè)中作著色劑，可使磚呈現(xiàn)紅色、棕色或灰色。在玻璃制造業(yè)中二氧化錳作為漂白劑，被譽為“玻璃制造者的肥皂”。因普通玻璃常因痕量鐵(Ⅱ)而呈綠色，除去這痕量鐵很不容易，如在玻璃熔煉時加入二氧化錳，玻璃就變成無色透明。這是由于二氧化錳將鐵(Ⅱ)氧化成鐵(Ⅲ)，錳(Ⅳ)被還原成錳(Ⅲ)。硅酸鐵(Ⅲ)顯黃色，硅酸錳(Ⅲ). 呈紫色，黃色與紫色互為補色，看起來即成無色。二氧化錳在化工上用來將苯胺氧化成氫醌(氫醌在顯影劑及染料、油漆的生產中極為重要)。在電子工業(yè)中二氧化錳用于合成陶瓷鐵氧體 MnFe2O4，用于電視機的掃描變壓器和偏轉線圈。在二氧化錳中添加希土元素的氧化物可制備具有壓電和鐵電性質的單晶。50～60%二氧化錳和氧化銅、氧化鈷(或銀)的混合物催化劑用于防一氧化碳的特殊防毒面具中，作為一氧化碳的吸收劑。將二氧化錳加入制造油漆的“干性油”中作催干劑，能加速油(如亞麻子油)在空氣中的氧化，使之盡快干結。二氧化錳有強吸附性，很容易吸收汞蒸氣，在雙極泡沫洗滌器中以二氧化錳懸浮液(pH=2～5)進行含汞蒸氣的洗滌時，可捕集其中99%的汞。吸收的汞量可達懸浮液體中二氧化錳干基重量的20%。汞被萃取后二氧化錳在500℃下煅燒2小時再生。二氧化錳還用作火柴工業(yè)的助燃劑，陶瓷、搪瓷的釉藥等。二氧化錳的需要量與日俱增，礦源不足，現(xiàn)正研究“合成二氧化錳”的制造技術，即通過電解硫酸錳陽極氧化制取二氧化錳。
電解二氧化錳工藝流程
電解二氧化錳工藝分為硫酸錳溶液的制備、電解及成品處理三個主要部分，工藝流程如圖所示。硫酸錳溶液制備包括浸出、除鐵、中和、除重金屬、粗濾、精濾及靜置沉淀除鎂鈣等工序。所用原料為碳酸錳礦粉(126目、含Mn20-23%)、工業(yè)硫酸(含H2SO4>93%)、天然MnO2粉 (除鐵用，含量30-35%)。精制硫酸錳溶液中含MnSO4165g/L-180g/L，F(xiàn)e<0.001g/L、重金屬<0.0001 g/L。浸出用廢電解液并補充計算需要的 H2SO4量，在浸出槽中劇烈攪拌下加入定量的MnCO3粉使之反應，通入蒸汽加熱保持95℃左右，當pH值為3時加入二氧化錳礦粉使溶液中之鐵氧化水解，待pH=5時放料壓濾除渣，所得濾液再用BaS除重金屬，再壓濾即得硫酸錳溶液。壓濾機中殘渣用水洗滌后棄渣，洗液再送入反應槽中稀釋料漿。電解是用純凈的中性硫酸錳溶液加入H2SO4使呈微酸性MnSO4電解溶液.含 MnSO4130g/L-135g/L、H2SO430g/L-32g/L，送入電解槽升溫并長期保持90℃-98℃，用石墨棒作陰陽極，電流密度50A/m2、槽電壓2V-3V、電流強度3000A下電解，MnO2在陽極上沉淀，30天電解后即可吊出電極剝離得到MnO2成品。所得MnO2為半成品，經粉碎至200目，再送入漂洗槽中洗去大部分酸性物質，再用NaHCO3中和，并以NH4Cl為解凝劑，再經漂洗，使最后一次洗水pH=6-7，含NaHCO3<0.3g/L，壓濾烘干(保持90℃-100℃)，成品二氧化錳含水<3%。
張顯鵬 主編.鐵合金辭典.沈陽：遼寧科學技術出版社.1996.第103-104頁。
毒性
參見化學二氧化錳。毒性
氧化錳粉塵可引起人的錳塵肺。高價錳氧化物，不論侵入機體的途徑，其毒性作用對大腦有損傷。其他參見金屬錳。包裝儲運
常規(guī)方法
用內襯聚乙烯塑料袋的麻袋或編織袋包裝，每袋凈重50kg。 貯存在陰涼、干燥的庫房中。注意防潮。勿與酸類和氧化劑共貯混運。運輸時要防雨淋和日光曝曬。裝卸時要輕拿輕放，防止包裝破損。 失火時，可用水、砂土和滅火器撲救。