用含銻物料制備粗制銻酸鈉工藝研究

周宇飛

（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

用含銻物料制備粗制銻酸鈉工藝研究

周宇飛

（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

研究了用含銻物料生產(chǎn)粗制銻酸鈉。含銻物料經(jīng)硫酸洗滌、堿性浸銻、氧化沉銻得到粗制銻酸鈉，結(jié)果表明：硫酸酸度5～10g/L，銅、砷浸出率可達70%以上；堿濃度40～50 g/L，硫化鈉濃度150 g/L，銻浸出率90%。

酸洗；堿浸；氧化；銻酸鈉；曝氣

1 引言

銻在地殼中的豐度很低（僅萬分之一），原子序數(shù)為51，原子量為121.8，電子構(gòu)造為5S25P3，價態(tài)為-3、0、+3和+5，相對密度6.68，熔點630℃，沸點1635℃（1440℃）。銻酸鈉是含銻物料處理生產(chǎn)產(chǎn)出的銻化工產(chǎn)品之一。是一種很有發(fā)展前途的精細化工產(chǎn)品。它可用于制作電視機顯像管玻殼，是高檔玻璃生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)澄清劑，紡織品、塑料制品等的阻燃劑，搪瓷的乳白劑及制造鑄件用漆的透明填料。特別在近年興起的新能源光伏行業(yè)，具有潛在的應(yīng)用前景，經(jīng)濟價值高。本研究主要以某廠產(chǎn)出一次凈化渣為原料，制備粗制焦銻酸鈉［1］。

2 原料

本次實驗原料為某廠中和凈化工序產(chǎn)出的一次凈化渣，其典型成分見表1。

表1 一次凈化渣典型成分

這種物料為中和過程產(chǎn)出的高雜質(zhì)原料，其中銅、砷主要以化合物存在，銻為氯氧銻，鉍為氯氧鉍形式存在［2］。

3 基本原理與工藝流程

根據(jù)一次凈化渣性質(zhì)與現(xiàn)代冶金環(huán)保要求，選擇經(jīng)濟適用的處理工藝。一次凈化渣中主要含有銅、砷、銻、鉍等元素，其中銻主要以三價存在，渣中化合物為SbOCl，實驗過程中要先除去渣中的銅、砷、鉍等雜質(zhì)，再通過堿性氧化制取銻酸鈉，為此，選擇硫酸介質(zhì)洗滌除去渣中大量銅、砷，再通過Na2S+NaOH浸出使渣中Sb、As進入液相，最后通過氧化曝氣分離Sb、As，制取粗制銻酸鈉。主要反應(yīng)化學(xué)方程式如下：

一次凈化渣處理工藝流程見圖1。

圖1 一次凈化渣處理工藝流程

4 研究內(nèi)容

4.1 硫酸洗滌

一次凈化渣脫Cu、As采取選擇性浸出［3］，控制液固比為2∶1，分別采取水浸及pH分別為1.0，1.5，2.5，3.0的酸浸試驗，試驗結(jié)果見表2、圖2。

表2 硫酸洗滌試驗結(jié)果

如表2所示，在水浸和pH為1.0～3.0的范圍內(nèi)，隨酸度升高，浸出液中銅、砷含量不斷提高；pH=1.5時，銅的浸出率最高；而pH=1.0時，砷的浸出率最高；pH從1.5降低到1.0時，銻濃度急劇增加。

圖2 硫酸洗滌試驗過程中銅砷銻濃度與pH的關(guān)系圖

從上述試驗結(jié)果以及考慮到酸度太高將造成金屬銻的分散，根據(jù)理論銻水解pH值，控制脫銅砷終點pH在1.5左右，可使銅砷與銻得到較好的分離。

4.2 堿性浸銻

采用Na2S+NaOH體系浸出洗滌渣［5］。洗滌渣中以Sb2O3或其他化合物形式存在的銻與Na2S反應(yīng)生成Na2SbS3，銻進入溶液， Cu、Bi等元素，在Na2S的作用下生成硫化物，其在堿性溶液中溶解度均＜1.0×10-4g/L，較難溶解，實現(xiàn)Cu、Bi和Sb的分離。由于As和Sb的性質(zhì)相近，因此，洗滌渣中砷也會溶解，并進入溶液。通過試驗確定最佳參數(shù)見表3。

表3 確定最佳參數(shù)

經(jīng)分析判斷并結(jié)合生產(chǎn)實際，選取條件為硫化鈉濃度150g/L，氫氧化鈉濃度50 g/L，液固比4：1，溫度80℃，時間4h，可得到溶液含銻84 g/L左右，含砷15 g/L左右，基本不含銅、鉍。

4.3 氧化沉銻

浸出的硫代亞銻酸鈉（Na3SbS3）溶液，在空氣中氧化的作用下，可直接氧化成銻酸鈉（NaSb（OH）6）并從溶液中沉淀出來，溶液中的砷也可被空氣氧化成砷酸鈉，但仍溶于溶液中，從而實現(xiàn)銻與砷的分離：氧化過程中，游離的Na2S也被空氣氧化［6］：

從反應(yīng)（3-1）、（3-2）和（3-3）可見，在氧化過程中，銻被氧化成銻酸鈉NaSb（OH）6沉淀，而砷與硫的氧化產(chǎn)物砷酸鈉和硫代硫酸鈉仍溶于溶液中，實現(xiàn)銻、砷分離。但因空氣鼓氣氧化速度緩慢、周期長，氧化后液殘留銻高，達不到理想的氧化效果，故采用催化氧化，分別選擇了高錳酸鉀、鄰苯二酚等氧化催化劑進行試驗。

4.3.1 高錳酸鉀加入量試驗

固定鄰苯二酚加入量0.5g/L，考察高錳酸鉀加入量對銻氧化的影響，結(jié)果見表4所示。

表4 高錳酸鉀加入量對銻氧化率的影響

由表4可得，高錳酸鉀加入量在0.75g/L時，銻氧化率最高，進一步增加或減少高錳酸鉀加入量，均對銻的氧化有影響。因此高錳酸鉀加入量以0.75g/L為宜。

4.3.2 鄰苯二酚加入量的影響

固定高錳酸鉀的加入量為0.75g/L，考察鄰苯二酚加入量對銻氧化率的影響，見表5。

表5 鄰苯二酚加入量對銻氧化率的影響

由表5可得，鄰苯二酚由1g/L提高至2g/L，銻氧化率大幅上升，但進一步提高至3g/L，則銻氧化效率稍有下降，產(chǎn)品變黑。因此，鄰苯二酚加入量以不超過2g/L為宜。

綜上所述，銻氧化最佳條件為：高錳酸鉀加入量0.75g/L，鄰苯二酚加入量不超過2g/L，銻的氧化率達到99%。

5 結(jié)論

利用一次凈化渣制備粗制焦銻酸鈉，工藝流程經(jīng)濟合理，試驗取得銻回收率90%以上，渣率30 %，粗銻酸鈉含銻47.93 %，達到了良好的效果，成功解決了一次凈化渣中銻的回收問題。

［1］易宇， 石靖， 田慶華， 等. 高砷煙塵堿浸渣制備焦銻酸鈉的新工藝［N］.中國有色金屬學(xué)報， 2015（1）：242-243.

［2］段習(xí)韜. 硫代銻酸銻的制備及潤滑性能研究［D］. 長沙：中南大學(xué)，2014.

［3］陳樸. 粗銻白濕法制取焦銻酸鈉試驗研究［J］. 礦冶工程，2014（5）：114-115.

［4］徐忠敏， 等. 含銻難處理金精礦加壓氧化法制備焦銻酸鈉的工藝研究［J］. 黃金， 2013（11）：34.

［5］劉鵲鳴， 單桃云， 金承永. 氧化銻礦堿法制備銻酸鈉工藝探討［J］.湖南有色金屬， 2014（3）：31-32.

［6］金軍. 從銅陽極泥分銻渣中堿浸制備銻酸鈉工藝研究［D］. 江西：江西理工大學(xué)， 2015.

Study onthe Process ofPreparing Crude Sodium Antimonate by Using the Antimony-Containing Materials

ZHOU Yu-fei
（JCC Guixi Smelter， Guixi 335424， Jiangxi， China）

This paper studies on the production of crude sodium antimonate by using antimony-containing materials. The rough sodium antimony was made from antimony-containing materials by sulfuric acid washing， alkaline leaching and antimony oxide.The results show： acid acidity is 5～10g / L， copper， arsenic leaching rate can reach 70% or more； alkali concentration is 40～50 g / L， sodium sulfide concentration is 150 g / L， antimony leaching rate is 90%.

acid；alkali leaching；oxidation；sodium antimonate；aeration

TF818

A

1009-3842（2016）05-0045-03

2016-07-27

周宇飛（1982-），男，河南濟源人，工程師，主要從事有色金屬冶煉研究。E-mail：429772100@qq.com