一種低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于濕法冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白工藝。原料使用低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦（銻含量小于14.56%），通過氯化浸取提取銻得到氯化銻溶液、水解除雜、滴加氨水中和加入晶型轉(zhuǎn)化劑等過程得到立方晶型的銻白。本發(fā)明采用氯氣作為浸取劑，既同時兼顧了五氯化銻作為浸取劑的優(yōu)點(diǎn)，又不引進(jìn)金屬雜質(zhì)離子，且無二氧化硫氣體污染和粉塵污染，能耗較低，回收率較高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本較低。資源能夠得到充分的綜合利用，提高資源利用率，減少廢棄物排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，尤其是在處理低品位復(fù)雜銻礦具有十分重要意義。
【專利說明】一種低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白工藝
[0001]一、【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于濕法冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白工藝。
[0002]二、【背景技術(shù)】
低品位銻礦由于礦物成分復(fù)雜，伴生的有色金屬多，嵌布程度高，分選困難，選礦的回收率不高，多種有價金屬分離困難，目前此類資源開發(fā)利用比較困難，大多作為閑置資源存放，也有小規(guī)模開采利用，但存在耗能高，成本高，污染嚴(yán)重等問題。
[0003]立方晶型銻白(Sb2O3)的生產(chǎn)方法分為火法和濕法兩種，目前以火法為主，其產(chǎn)量約占銻白總產(chǎn)量的95%以上。火法生產(chǎn)銻白的原料一般是較純的單質(zhì)銻，單質(zhì)銻的生產(chǎn)大都采用一步火法冶煉工藝焙燒還原硫化銻精礦，污染較大。在火法無污染冶金方面，堿性熔煉法具有金屬回收率高、熔煉溫度低、污染少等優(yōu)點(diǎn)，但原料要求含銻量較高。而復(fù)雜多金屬鉛銻硫化物礦，銻含量不高，含有大量的鉛，且含有鐵、銅、鈣、砷、二氧化硅等雜質(zhì)，用火法吹煉得到的往往是鉛銻合金而不是單質(zhì)銻，進(jìn)一步分離困難，低品位銻礦火法直接生產(chǎn)銻白較困難。
[0004]目前濕法處理銻礦主要有以下幾種方法:一、硫化鈉浸出-電積法，前蘇聯(lián)拉茲多利寧斯基聯(lián)合企業(yè)首先采用，國內(nèi)也有類似的工廠處理脆硫鉛銻礦，該法銻回收率高，污染少，但硫化鈉增生嚴(yán)重，廢液處理量大且繁雜，電流效率較低；二、氯化鐵浸出-電積法，該法工藝流程簡單，對礦物原料適應(yīng)性較強(qiáng)，與銻結(jié)合的硫元素以單質(zhì)硫形式進(jìn)入渣中，消除二氧化硫的污染，但溶液中雜質(zhì)積累速度較快，陰離子交換膜比較昂貴且易損耗，電積控制條件苛刻，雜質(zhì)分離困難，工業(yè)化應(yīng)用存在相當(dāng)大的難度；三、氯化-干餾法，該工藝有價金屬元素回收率高，綜合利用好，但流程繁雜，生產(chǎn)成本高，不適合于大規(guī)模的工業(yè)運(yùn)用。還有采用五氯化銻作為浸取劑，只是停留在研究階段。中南大學(xué)采用氯化-水解法處理脆硫鉛銻礦，此法為復(fù)雜多金屬鉛銻礦的處理提供必要的技術(shù)支持，而只適合銻不低于30%，鉛(0.1%的硫化銻礦，對于低品位復(fù)雜鉛銻多金屬礦(銻低于15%)至今還沒有可行的工藝研究。
[0005]立方晶型銻白在工業(yè)上有重要而廣泛的用途，用作樹脂、塑料、纖維、橡膠、紡織、油漆、顏料、紙張等的阻燃劑；搪瓷、塑料、橡膠、織染等遮覆劑、填充劑、媒染劑；玻璃工業(yè)中澄清劑；有機(jī)合成工業(yè)中催化劑等。近來光電技術(shù)、紅外技術(shù)、磁感技術(shù)方面都在開發(fā)立方晶型銻白的應(yīng)用，尤 其是在銻氧防火劑方面的應(yīng)用發(fā)展特別迅速?，F(xiàn)在立方晶型銻白采用火法冶煉直接生產(chǎn)較多，而濕法直接生產(chǎn)的銻白為斜方晶系，也有研究發(fā)現(xiàn)，斜方晶型銻白在溫度400°C，壓力666.5Pa下真空干燥時間4h，銻白中立方晶體可達(dá)99.6%。
[0006]銻白兩種晶型結(jié)構(gòu)差別是由其不同配位多面體結(jié)構(gòu)基元及其連接方式所決定的。斜方晶型銻白是由簡單的SbO3E配位四面體共角連接而成的，其基本生長基元為簡單SbO3E配位四面體，銻呈四配位(包括孤對電子)。立方晶型銻白則是由四個球狀四面體Sb03+3E共角連接而成的，Sb4O6分子通過外圍虛擬六個氧原子與相鄰Sb4O6分子連接再構(gòu)成晶體大分子，其基本生長基元是Sb03+3E球狀四面體，其中銻呈七配位(包括孤對電子)，Sb4O6分子則是立方晶型銻白的特征結(jié)構(gòu)基元。斜方晶型銻白單位晶胞內(nèi)Sb2O3分子數(shù)遠(yuǎn)小于立方晶型銻白單位晶胞內(nèi)Sb2O3分子數(shù)，并且斜方晶型銻白結(jié)構(gòu)與氯氧銻更相似，兩者相變的熵變小于斜方晶型氯氧銻轉(zhuǎn)化為立方銻白的熵變，因此水解中和轉(zhuǎn)化過程氯氧銻更易轉(zhuǎn)變形成斜方晶型Sb2O3晶核，并相應(yīng)生成斜方晶型鋪白。
[0007]三、
【發(fā)明內(nèi)容】

針對目前低品位復(fù)雜鉛銻多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白存在的問題，進(jìn)一步提高低品位復(fù)雜鉛銻多金屬礦的利用率，提出了本發(fā)明。本發(fā)明擬采取的技術(shù)方案為:一種低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白工藝，其特征在于將低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦磨至小于150目，投入反應(yīng)釜中，加入礦量重量的300%~500%重量的水，攪拌，從反應(yīng)釜底部通入礦量重量的11 %~19 %重量的氯氣，氯氣流速先快后慢，溫度控制在90°C以上，反應(yīng)3.5~
4.5h，溫度降低到50°C以下，壓濾機(jī)過濾，浸取液入反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，常溫下加入浸取液重量的5~9倍的水進(jìn)行水解，水解時間0.5~2h，水解后壓濾分離，按所得濾餅的重量加入1.5~2.5倍重量的飽和氯化鈉溶液，攪拌浸泡4~6h除鉛，壓濾分離，濾餅再進(jìn)一步用稀鹽酸洗滌，洗液以無+2價鐵離子為止，濾餅再入反應(yīng)釜中，加入濾餅重量的1.5~3倍重量的水調(diào)漿，攪拌并加入銻白晶型轉(zhuǎn)化劑，銻白晶型轉(zhuǎn)化劑是酒石酸鈉或者酒石酸鉀或酒石酸銨，銻白晶型轉(zhuǎn)化劑與濾餅的物質(zhì)量比為1: 18~30，常溫下滴加氨水?dāng)嚢?，控制反?yīng)終點(diǎn)PH=7.8~8.2，反應(yīng)時間1.5~3h，壓濾分離，濾餅水洗，檢驗(yàn)洗液無氯離子，經(jīng)洗滌后的濕濾餅在烘箱100~120°C烘1.5~3h，即得到立方晶型銻白。
[0008]原料使用低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦(銻含量小于14.56%)，通過氯化浸取提取銻得到氯化銻溶液、水解除雜、滴加氨水中和加入晶型轉(zhuǎn)化劑等過程得到立方晶型的銻白。酒石酸根離子的作用在于改變氯氧銻中和轉(zhuǎn)化反應(yīng)歷程，通過一種“定位”作用改變Sb2O3生長基元及其連接方式，反應(yīng)生成銻配離子而溶解，溶液中配離子與0H_反應(yīng)發(fā)生定向水解，使沉淀產(chǎn)物生成穩(wěn)定的立方晶型Sb2O3，并且與銻離子結(jié)合影響了溶液中沉淀離子的濃度，對沉淀粒子的成核與生長產(chǎn)生影響，同時可能因?yàn)槠渌鶐У碾姾?、離子大小抑制了沉淀的生長與團(tuán)聚，所以生成單分散粒度細(xì)的顆粒。
`[0009]本發(fā)明采用氯氣作為浸取劑，既同時兼顧了五氯化銻作為浸取劑的優(yōu)點(diǎn)，又不引進(jìn)金屬雜質(zhì)離子，且無二氧化硫氣體污染和粉塵污染，能耗較低，回收率較高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本較低。資源能夠得到充分的綜合利用，提高資源利用率，減少廢棄物排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。尤其是在處理低品位復(fù)雜銻礦具有十分重要意義。
[0010]四、【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明工藝流程圖
五、【具體實(shí)施方式】
實(shí)例1:稱取150目低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦IOOKg礦粉(含銻14.56%)直接投入反應(yīng)釜中，加水300kg攪拌，通入19Kg氯氣到反應(yīng)釜底部，流速先快后慢，溫度控制在90°C以上，反應(yīng)3.5小時，溫度降低到50°C以下采用板框壓濾機(jī)過濾，浸取過程反應(yīng)方程式:Sb2S3+3Cl2=2SbCl3+3SSbCl3+Cl2=SbCl53SbCl5+Sb2S3=5SbCl3+3S浸取渣另行處理，得浸取液350L入搪瓷反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，常溫下加入浸取液重量的5倍水量水解，水解時間2h，水解后進(jìn)行板框壓濾分離，按所得濾餅氯氧銻的重量加入1.5倍重量的飽和氯化鈉溶液，攪拌浸泡4h除鉛，壓濾分離，再進(jìn)一步用稀鹽酸洗滌，洗液以無+2價鐵離子為止。水解過程反應(yīng)方程式:
SbCl3+H20=Sb0Cl+2HCl
4SbCl3+5H20=Sb405Cl2+10HCl
濾餅經(jīng)除雜純化洗滌后，得到較純凈的濾餅氯氧銻20.3Kg，氯氧銻再投入反應(yīng)釜中加
1.5倍氯氧銻重量的水調(diào)漿，攪拌并加入銻白晶型轉(zhuǎn)化劑酒石酸鈉，氯氧銻與酒石酸鈉的物質(zhì)量比為18:1，即1.53kg，常溫下滴加氨水，控制反應(yīng)終點(diǎn)PH=7.8，反應(yīng)時間1.5h，壓濾分離，濾餅三氧化二銻經(jīng)水洗后，檢驗(yàn)洗液無氯離子即可。加氨中和過程反應(yīng)方程式為:2SbOCl+2NH3 ? H20=Sb203+2NH4Cl+H20Sb405Cl2+2NH3 ? H20=2Sb203+2NH4Cl+H20
經(jīng)洗滌后的濕濾餅三氧化二銻在烘箱100°C烘3小時，得到立方晶型銻白16.78 Kg。立方晶型銻白質(zhì)量達(dá)到 GB4062-1998零級標(biāo)準(zhǔn)，檢測值:Sb20399.65%、As2O30.05%、PbO0.06%、Fe2O30.002%、CuO0.001%、白度 97。
[0011]實(shí)例2、稱取200目低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦IOOKg礦粉(含銻10.58%)直接投入反應(yīng)釜中，加水500kg攪拌，通入14Kg氯氣到反應(yīng)釜底部，流速先快后慢，溫度控制在90°C以上，反應(yīng)4.5小時，溫度降低到50°C以下采用板框壓濾機(jī)過濾，浸取過程反應(yīng)方程式同實(shí)施例I。
浸取渣另行處理，得浸取液510L入搪瓷反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，常溫下加入浸取液重量的9倍水量水解，水解時間0.5h，水解后進(jìn)行板框壓濾分離，按所得濾餅氯氧銻的重量加入3倍重量的飽和氯化鈉溶液，攪拌浸泡6h除鉛，壓濾分離，再進(jìn)一步用稀鹽酸洗滌，洗液以無+2價鐵離子為止。水解過程反應(yīng)方程式同實(shí)施例1。
[0012]濾餅經(jīng)除雜純化洗滌后，得到較純凈的氯氧銻14.5Kg，氯氧銻再投入反應(yīng)釜中加3倍氯氧銻重量的水調(diào)漿，攪拌并加入銻白晶型轉(zhuǎn)化劑酒石酸鈉，氯氧銻與酒石酸鈉的物質(zhì)量比為30:1，即0.68kg,常溫下滴加氨水，控制反應(yīng)終點(diǎn)PH=8.2，反應(yīng)時間3h，壓濾分離，濾餅三氧化二銻經(jīng)水洗后，檢驗(yàn)洗液無氯離子即可。加氨中和過程反應(yīng)方程式同實(shí)施例1。
經(jīng)洗滌后的濕濾餅在烘箱120°C烘1.5小時，得到立方晶型銻白12.45Kg。立方晶型銻白質(zhì)量達(dá)到 GB4062-1998 零級標(biāo)準(zhǔn)，檢測值:Sb20399.75%、As2O30.04%、PbO0.07%、Fe2O30.002%、CuO0.001%、白度 96。
【權(quán)利要求】
1.一種低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦生產(chǎn)立方晶型銻白工藝，其特征在于將低品位鉛銻復(fù)雜多金屬礦磨至小于150目，投入反應(yīng)爸中，加入礦量重量的300%~500%重量的水,攪拌，從反應(yīng)釜底部通入礦量重量的11%~19%重量的氯氣，氯氣流速先快后慢，溫度控制在90°C以上，反應(yīng)3.5~4.5h，溫度降低到50°C以下，壓濾機(jī)過濾，浸取液入反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，常溫下加入浸取液重量的5~9倍的水進(jìn)行水解，水解時間0.5~2h，水解后壓濾分離，按所得濾餅的重量加入1.5~2.5倍重量的飽和氯化鈉溶液，攪拌浸泡4~6h除鉛，壓濾分離，濾餅再進(jìn)一步用稀鹽酸洗滌，洗液以無+2價鐵離子為止，濾餅再入反應(yīng)釜中，加入濾餅重量的1.5~3倍重量的水調(diào)漿，攪拌并加入銻白晶型轉(zhuǎn)化劑，銻白晶型轉(zhuǎn)化劑是酒石酸鈉或者酒石酸鉀或酒石酸銨，銻白晶型轉(zhuǎn)化劑與濾餅的物質(zhì)量比為1: 18~30，常溫下滴加氨水?dāng)嚢瑁刂品磻?yīng)終點(diǎn)PH=7.8~8.2，反應(yīng)時間1.5~3h，壓濾分離，濾餅水洗，檢驗(yàn)洗液無氯離子，經(jīng)洗滌后的濕濾餅在烘箱100~120°C烘1.5~3h，即得到立方晶型銻白。
【文檔編號】C22B3/04GK103614573SQ201310668492
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】趙增兵, 牛桂然, 唐宏學(xué), 王文俠 申請人:青海省化工設(shè)計研究院有限公司