氧化銻礦堿法制備銻酸鈉工藝探討

劉鵲鳴，單桃云，金承永

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司，湖南冷水江 417500）

氧化銻礦堿法制備銻酸鈉工藝探討

劉鵲鳴，單桃云，金承永

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司，湖南冷水江 417500）

氧化銻礦通過(guò)堿液浸出、濾液凈化、凈化液氧化得到銻酸鈉。試驗(yàn)表明，銻的浸出率為95%～99%，全過(guò)程銻的直收率為90%～95%，整個(gè)過(guò)程在堿性環(huán)境中進(jìn)行，對(duì)設(shè)備防腐要求不高，過(guò)程沒有復(fù)雜的預(yù)處理，所需原料不是有毒有害的物質(zhì)，堿液循環(huán)使用，過(guò)程不產(chǎn)生廢水，也沒有廢氣產(chǎn)生，廢渣無(wú)毒無(wú)害。

氧化銻礦；銻酸鈉；工藝

氧化銻礦是一種難處理的礦，低品位的氧化銻礦進(jìn)行選礦時(shí)，其回收率低，如原礦中的銻品位在10%以下時(shí)，通過(guò)選礦得到30%品位精礦時(shí)，其回收率為50%左右；10%～20%的氧化銻礦通過(guò)選礦提高到品位為30%以上時(shí)，其回收率為60%左右；因此，一般處理10%～20%的氧化銻礦，常采用火法進(jìn)行。如果將10%～20%品位的氧化銻礦直接進(jìn)行直井爐火法冶煉，銻的揮發(fā)率為50%～60%；如果將氧化銻礦細(xì)磨到2 mm以下，與煤混合制成蜂窩狀的人工型塊礦，干燥后，再在直井爐內(nèi)于900～1 050℃進(jìn)行揮發(fā)冶煉，其回收率為70%～80%，其銻的回收率也不高。

本試驗(yàn)要解決的問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)處理銻品位在10%～20%的氧化銻礦時(shí)存在的回收率不高的不足，探討一種回收率較高、污染較小的氧化銻礦堿法制備銻酸鈉的方法。通過(guò)研究，氧化銻礦通過(guò)堿液浸出、濾液凈化、凈化液氧化得到銻酸鈉的工藝過(guò)程中，銻的浸出率為95%～99%，全流程銻的直收率為90%～95%，整個(gè)過(guò)程在堿性環(huán)境中進(jìn)行，對(duì)設(shè)備防腐要求不高，沒有復(fù)雜的預(yù)處理，所需原料不是有毒有害的物質(zhì)，堿液循環(huán)使用，不產(chǎn)生廢水，也沒有廢氣產(chǎn)生，廢渣無(wú)毒無(wú)害。

1 原理及主要原輔材料與試驗(yàn)儀器

1.1 原 理

工藝原理是基于氧化銻礦中的三氧化二銻溶于熱的氫氧化鈉溶液中，其它雜質(zhì)如鉛、銅、鐵等溶解極少。氧化銻礦石中還含有少量的高價(jià)氧化物，浸出過(guò)程中，加入一定量的還原劑，促使高價(jià)銻氧化物還原為三氧化二銻，繼而溶于熱的氫氧化鈉溶液，達(dá)到提高銻的浸出率的目的；氧化銻礦石中含有一些硫化物，加入凈化劑使之生成難溶的硫化物，如硫化銅，去除這些硫化物，可以提高最終產(chǎn)品的品質(zhì)，然后，再用雙氧水氧化堿液中的三價(jià)銻得到銻酸鈉。

其主要化學(xué)反應(yīng)式如下：

1.2 主要原輔材料

氧化銻礦的主要成分約為：銻10%～20%、鐵10%～20%、鉛1%～3%、砷0.15%～0.45%。還原劑為有機(jī)還原劑；氧化劑為雙氧水；凈化劑為硫酸銅或者氯化銅，均為工業(yè)級(jí)。

1.3 主要儀器

高速粉碎機(jī)，型號(hào)KC－1000，轉(zhuǎn)速25 000 r／min，1臺(tái)；增力電動(dòng)攪拌器，型號(hào)DJ1C－90，功率90 W，1臺(tái)；工業(yè)微波爐，型號(hào)C0WB－L，功率2 kW，1臺(tái)。

2 試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)過(guò)程包括以下步驟：

1.氧化銻礦浸出：將氧化銻礦破碎至0.1 mm以下，然后用氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸出，加入還原劑，保持一定溫度和浸出時(shí)間；然后過(guò)濾，得到濾渣和濾液，濾液即為含銻的氫氧化鈉溶液。

2.濾液凈化：往步驟（1）所得濾液中加入一定量的凈化劑，反應(yīng)一定時(shí)間，過(guò)濾，濾液即為凈化液。

3.凈化液氧化：加熱凈化液到一定溫度，加入雙氧水進(jìn)行氧化，氧化完成后，過(guò)濾得到濕銻酸鈉和濾液；將所得濕銻酸鈉干燥，得到產(chǎn)品銻酸鈉；調(diào)節(jié)濾液中氫氧化鈉的濃度，返回步驟（1）浸出，循環(huán)使用。

3 結(jié)果與分析

3.1 氧化銻礦浸出試驗(yàn)

浸出試驗(yàn)的目的是盡可能地將氧化礦中的銻轉(zhuǎn)化到溶液中來(lái)。

試驗(yàn)所用原料成分見表1，氧化銻礦堿液浸出條件見表2；浸出過(guò)程中結(jié)果如圖1所示。

表1 試驗(yàn)所用原料成分 %

表2 浸出試驗(yàn)條件

圖1 浸出過(guò)程中浸出渣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

從圖1中可以得出：在有還原劑的存在下，氧化銻礦在氫氧化鈉溶液的濃度為300～400 g／L，溫度為70～100℃，浸出時(shí)間為60～120 min，氧化銻礦與氫氧化鈉溶液的固液比為1∶10～15的條件下進(jìn)行浸出時(shí)，浸出渣中銻含量在1%以下，銻的浸出率大于95%，最高者達(dá)到了98.87%，鐵幾乎全部留在浸出渣中，而沒有進(jìn)入浸出液。該浸出效果是理想的，銻最大限度得到浸出，而有害雜質(zhì)盡量留在渣中。所用還原劑為有機(jī)物，它的作用是盡量將氧化銻礦中的三價(jià)以上的銻氧化物還原為三價(jià)銻而溶解于氫氧化鈉溶液中。砷主要以氧化砷形式存在，在浸出過(guò)程中，進(jìn)入了溶液。浸出渣主要含鐵，沒有毒害作用。

3.2 浸出液凈化試驗(yàn)

凈化是利用可溶性銅鹽將浸出液中的硫離子除去，是基于硫化銅的溶度積非常小，Kps＝8.5×10－45。試驗(yàn)中采用硫酸銅或氯化銅作為凈化劑。凈化的條件見表3；凈化結(jié)果如圖2所示。

表3 浸出液凈化試驗(yàn)條件

圖2 凈化過(guò)程中凈化劑回收及銻損失數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

試驗(yàn)考察了三個(gè)內(nèi)容，凈化效果、凈化過(guò)程中銻的損失率以及凈化劑回收率。凈化效果從溶液中外觀清亮程度就能知道，通過(guò)凈化后，溶液由帶土黃色或褐色變成了清亮白色或無(wú)色。銻的損失率和凈化劑的回收率從圖2可以看出：銻的損失率不到0.2%，凈化劑的回收率60%～80%。

3.3 凈化液氧化試驗(yàn)

氧化的目的就是在凈化后的溶液中加入雙氧水，使其中的三價(jià)銻氧化成為五價(jià)銻，并與氫氧化鈉生成銻酸鈉。凈化液氧化的條件見表4，所得產(chǎn)品化學(xué)成分見表5，整個(gè)過(guò)程銻的直收率如圖3所示。

表4 凈化液氧化試驗(yàn)條件

表5 銻酸鈉產(chǎn)品主要化學(xué)成分 %

圖3 整個(gè)過(guò)程銻的直收率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

凈化液在溫度60～95℃，時(shí)間30～60 min，雙氧水的加入量為銻質(zhì)量的3.0～4.9倍下，生成銻酸鈉。圖3表明，整個(gè)過(guò)程中銻的直收率達(dá)到90%～95%。表5所示，所得銻酸鈉的主成分及其雜質(zhì)含量均達(dá)到了用戶要求。整個(gè)過(guò)程中所得的銻酸鈉母液，調(diào)節(jié)氫氧化鈉濃度后返回浸出，繼續(xù)浸出氧化銻礦，可以一直循環(huán)使用，其中少量的砷氧化后成為砷酸鈉，留在堿液中，積累到一定量后，在堿液中析出，量少，單獨(dú)處理。因此，本工藝沒有廢水產(chǎn)生。濕銻酸鈉采用微波烘干，烘干速度快，不揚(yáng)塵，不結(jié)塊。

從浸出、凈化、氧化的整個(gè)過(guò)程中，沒有廢水產(chǎn)生，氫氧化鈉的濃度不高，揮發(fā)的堿液不濃，浸出渣無(wú)毒，因而對(duì)設(shè)備、設(shè)施容易滿足，同時(shí)，操作環(huán)境也友好。

4 結(jié) 論

1.低品位氧化銻礦在有還原劑的作用下，用氫氧化鈉溶液浸出，然后，用銅鹽進(jìn)行凈化除雜，最后用雙氧水氧化得到銻酸鈉的方法可行；銻的浸出率達(dá)到95%～99%，整個(gè)過(guò)程銻的直收率達(dá)到了90%～95%。該法是目前火法處理該品位的氧化銻礦無(wú)法相比的。

2.由于采用了銅鹽做凈化劑，除去了含硫化合物，提高了最終產(chǎn)品質(zhì)量。

3.整個(gè)過(guò)程處于堿性介質(zhì)中，設(shè)備、設(shè)施容易滿足，操作環(huán)境相對(duì)友好。

［1］ 雷霆，朱從杰，張漢平.銻冶金［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

［2］ 趙天從.銻［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1987.

［3］ 武漢大學(xué)，吉林大學(xué)，等.無(wú)機(jī)化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，1994.

Study of Preparation of Sodium Antimonate from Antimony Oxidized Ore w ith Alkaline Process

LIU Que-ming，SHAN Tao-yun，JIN Cheng-yong
（Hsikwangshan Twinking Star Co.，Ltd，Lengshuijiang 417500，China）

Sodium antimonate was produced from antimony oxidized orewith three process like alkali leaching，filtrate purification and oxidized.The test show that the leaching rate of antimony is95%～99%and the recovery is90%～95%.Whole process is in the alkaline environment，low requirements on equipment corrosion，without complex pretreatment process，required raw material is not poisonous and harmful and sodium hydroxide solution can repeat.The process does not produce waste water and waste gas and waste residue is non-toxic.

antimony oxidized ore；sodium antimonate；process

TF818

：A

：1003－5540（2014）03－0031－03

2014－03－19

劉鵲鳴（1968－），男，高級(jí)工程師，主要從事銻新產(chǎn)品開發(fā)及銻、銦、鎘等產(chǎn)品生產(chǎn)管理工作。