盐酸 精锑粉 水 氯氧锑 氨水 湿锑白 稀盐酸、水 ? ? ? ? ? ? ?辉锑矿?浸出?还原?水解?过滤?中和?过滤?洗涤?干燥?锑白 ? 渣 六 实验步骤

1 浸出

锑矿经粉碎后, 用浸出剂进行浸出。传统工艺采用FeCl3作为浸出剂, 新工艺采用盐酸+ cl2体系作为浸出剂。浸出原理是浸出剂中的HCl与Sb2 S3发生反应, 生成SbCl3, SbCl3再与C l2发生反应生成SbCl5。SbCl5是一种强氧化剂, 能在常压下浸出硫化锑矿,使得锑矿中的锑以离子的形式进入液相中, 而硫则以单质的形式留在渣中。其主要反应为:

Sb2S3?3SbCl5?5SbCl3?3S

通入的Cl2使被浸出的Sb3+氧化为Sb5+ , 重新成为新的氧化剂, 即氧化剂的再生。其反应为:

SbCl3?Cl2?SbCl5

2 过滤

在75~ 85 e 下浸出2~ 3 h, 锑浸出比较完全。浸出完毕后进行过滤, 滤渣可于回收单质硫。滤液进入下一步工序。实验发现, 采用盐酸+ C l2体系作为浸出剂时,可以提高锑的一次浸出率, 且浸出反应与氧化剂的再生同时进行, 便于后续工艺的处理。

3 还原

上一工序的滤液中, 含有Sb5+ , Sb3+ , Fe3+ ,Cu2 + 等高价金属离子, 可以采用铁粉作为还原剂进行还原。溶液温度对还原速率影响较大。温度越高, 还原反应越快, 一般维持在40~ 50e 为宜。还原过程中还要进行适当的搅拌。还原反应结束后, 可用KSCN溶液来检验溶液中是否还有Fe3 + 存在:Fe3+ + KSCN [ Fe( SCN) 5 ] 2- (血红色)

如果溶液呈血红色, 表明还原反应不完全, 如果溶液呈无色, 表明已全部

被还原。由于Sb5+ 与Fe3+的还原电极电位基本相同, 故当Fe3+ 还原完全时,表明Sb5+ 也已还原完全。还原后的滤液进行过滤,滤渣为过量的铁粉等, 可返回使用。滤液供下一步水解。

4 水解

含Sb3+ 的滤液通过水解生成氯氧锑沉淀:

SbCl3?H2O?SbOCl?2HCl4SbOCl?H2O?Sb4O5Cl2?2HCl

上述反应中, 生成哪一种氯氧锑, 与水解时的酸度密切相关。酸度较高时生成SbOC,l 但水解不完全, 部分Sb3+ 仍留在母液中; 酸度较低时, 生成

Sb4O5Cl2, 水解比较完全。实验时保持溶液的酸度在c(H+ ) = 0. 1 ~0. 3 mol/L为宜。此时大量杂质不会水解而以离子的形式存在于液相中, 实现杂质与Sb3 + 的分离。

5 酸洗

水解完全后过滤, 滤渣经酸洗, 除去夹带的杂质, 洗液可用0. 1 mol/L的稀盐酸或稀硝酸。

6 中和

除Cl-上一步经酸洗后的滤饼, 经浆化后用碱中和, 进行碱性水解, 生成锑白。中和时, 碱度控制在pH 为7~ 8为宜。pH 太高, Sb2O3会溶解而降低产率; pH 太低, 氯氧锑碱性水解不完全, 导致除Cl-不完全。用NH3 # H2O或(NH4 ) 2CO3作中和剂优于NaOH, 因为前者易于控制pH。

2SbOCl?2NH3?H2O?Sb2O3?2NH4Cl?H2OSb4O5Cl2?2NH3?H2O?2Sb2O3?2NH4Cl?H2O

中和工艺条件: 中和温度控制在40 e 左右, pH为7~ 8, 加入适量的NaCl或NH4 Cl等添加剂, 以较高的搅拌速度搅拌0. 5 h, 碱性水解即可完成。实验发现, 在中和除Cl- 的过程中, 通过加入NaCl或NH4C l等添加剂将有助于生成立方晶形沉淀, 而立方晶形沉淀有利于提高产品的质量, 如光稳定性等。且水解过程中保持较高的搅拌速度, 有利于形成颗粒较小的稳定的晶体, 便于后续洗涤除杂。

7 干燥

碱性水解后过滤, 滤渣经洗涤后, 其含水质量分数在40%左右, 在120 ~ 140 e 下干燥2 h, 即可得锑白产品。

七 产品分析

按标准GB/T 4062) 1998要求进行分析,可见采用新工艺(HCl+ Cl2 ) 比传统工艺( FeC l3 + HCl)可提高锑的一次浸出率约3. 6%。 产品名称 产率 品味 品味 回收率 回收率 磨矿细度-0.03m含量 Sb Ag/(g/t) Sb Ag 辉锑矿1 2. 46 63.05 260.00 74.93 77.81 75 辉锑矿2 2．55 62.49 281．41 77.59 87.19 85 辉锑矿3 3.01 55.04 231.50 79.66 84.98 85精选三次

锑白的力度随氧化温度的升高而增大，在氧化温度为650摄氏度、鼓风量为理论值的2倍条件下，能获得百度为96-97度的锑白，但同时需控制含杂质的量低于0.01%。

八 结论

对湿法制备锑白的生产工艺进行了改进, 用盐酸+ C l2作为浸出剂, 浸出锑矿中的锑, 提高了锑的一次浸出率并有利于后续处理; 在滤渣浆料中和除Cl- 时通过加入NaCl或NH4Cl等添加剂, 在较高的搅拌速度及pH 为7~ 8, 40 e 左右时有利于生成立方晶形沉淀。工艺改进后, 产品达到了GB /T 4062) 1998零级锑白产品的要求, 其中Sb2O3质量分数达到了99. 56%, 白度达到了93. 8%。

参考文献:

[ 1] 李景国, 姜胤. 从含锑工业废渣中制取锑白工艺过程的研究[ J]. 辽宁化工, 1996( 3 ): 39- 41.

[ 2] 钟启愚, 列醒泉, 林世英, 等. 杂质对锑白白度的影响[ J]. 中南矿冶学院学报, 1990, 21( 6 ): 610- 614.

[ 3] 杜澍芝, 黄华堂. 酸法制取细粒级锑白[ J ]. 云南冶金(科学技术版), 1994, 23 ( 3): 36 - 39.

[ 4] 段学臣, 张多默, 赵天从. 超微锑白( Sb2O3 )的研究[ J]. 中南矿冶学院学

报, 1990, 21( 5 ): 485- 491.

[ 5] 刘希澄, 郑文裕, 沈展中. 锑矿酸性氯水浸出法生产锑白的研究[ J]. 冶金

丛刊, 1992( 3 ): 4- 10.

[6] 卢铁贵 ，徐锡华，国内外锑白的制取现状，【j】陕西化工 1966.11.4

[7] 重有色金属冶炼设计手册编委会 重有色金属冶炼设计手册( 锡锑汞贵金属

卷) [ M] ", 北京: 冶金工业出版社, 1995",