專利名稱：制備堿金屬錫酸鹽的方法
合成氧化錫通過和氫氧化鈉或氫氧化鉀反應(yīng)很容易轉(zhuǎn)化成堿金屬錫酸鹽。但普遍認(rèn)為合成氧化錫具有不同的性質(zhì)，并且較礦物氧化錫具有高得多的活性。至少在近150年來，已經(jīng)試圖將礦物氧化物直接轉(zhuǎn)化成錫酸鹽。C.L.Mantell(“錫”ASC專論，第二版，1949，第157-164頁)試圖用大量不同的試劑浸取錫石，但得到的結(jié)果表明對于浸取工藝的發(fā)展不是很鼓舞人心的。并且確實也沒形成工業(yè)化的浸取方法。直到現(xiàn)在，通過金屬錫，或者通過電解氧化或通過由該金屬形成活性化合物，進(jìn)行了由礦物氧化錫制備錫酸鹽的工業(yè)方法。
能夠直接由礦物氧化錫制備可溶的錫酸鹽的工藝方法是特別有價值的，在該方法中，昂貴的金屬還原反應(yīng)和常規(guī)的再氧化反應(yīng)而者都變得不必要了。
本發(fā)明提供了一種制備堿性金屬錫酸鹽的方法，該方法包括在壓力下加熱礦物氧化錫和堿溶液的混合物。礦物氧化錫不包括合成氧化錫。公知的礦物氧化錫是錫石。氧化錫最好是以粉末形式使用。堿溶液最好是在質(zhì)子溶劑例如醇或特別是水中。
堿的水溶液最好是氫氧化鈉或氫氧化鉀。該水溶液較佳是含有4-60%，特別是15-50%(重量/體積)的堿金屬氫氧化物。如果堿的濃度太低、反應(yīng)慢或不完全。如果堿濃度太高，錫酸鹽沉淀到未反應(yīng)的錫石顆粒上并阻礙進(jìn)一步溶解。在合適的條件下，形成的堿金屬錫酸鹽保持在溶液中。
反應(yīng)溫度較佳是至少200℃，并且可以高至所希望的或甚至高于溶液的臨界點。特別好的是250-300℃。壓力較佳是僅僅足以防止水蒸發(fā)即可。反應(yīng)時間不嚴(yán)格，但典型的是從30分鐘至數(shù)小時。
可以使用超過化學(xué)計算量的錫石，并循環(huán)使用未反應(yīng)的固體。所以，例如反應(yīng)混合物可含有2摩爾堿/每摩爾氧化錫。
冷卻后，未反應(yīng)的氧化錫從混合物中除去，然后將混合物脫水以便以固態(tài)回收錫酸鹽。該沉淀的堿金屬錫酸鹽可用冷水洗滌以回收未反應(yīng)的堿。要不然，含有錫酸鹽和未反應(yīng)堿的水溶液也可就這樣使用。
較佳的是用超過化學(xué)計算量的堿。所以，例如該反應(yīng)混合物可含有2或更多摩爾堿/每摩爾氧化錫。
冷卻后，由于存在過量堿的情況下錫酸鹽的溶解度低，結(jié)晶的堿金屬錫酸鹽可從母液中濾出。然后母液可循環(huán)使用。而后堿金屬錫酸鹽可進(jìn)一步處理以在使用前除去夾雜的未反應(yīng)的物料，例如通過將錫酸鹽溶解在水中。
下面實施例說明本發(fā)明。
實施例1將50克馬來西亞(Malaysian)錫石粗磨粉用81克氫氧化鈉顆粒和800毫升去離子水高壓浸出。攪拌該混合物并在165分鐘內(nèi)由室溫加熱至238℃，在這一時間結(jié)束時，高壓鍋的壓力是14.5兆帕。高壓鍋緩慢排氣至大氣壓并將其冷卻過夜。
形成一種含有一些未反應(yīng)錫石的濃縮液。除了未反應(yīng)錫石粗粒外，還有垂直分布的細(xì)鐵沉淀。在冷卻上層清液時，分離出錫酸鈉的片狀晶體，并且經(jīng)丙酮清洗后，用X射線衍射進(jìn)行鑒定。
回收約20克錫酸鈉另有28克未反應(yīng)錫石和149克氫氧化鈉溶液。
實施例2表1列出了用本發(fā)明的方法其他的實驗結(jié)果，實驗條件如表中所給出的。
在300℃用錫石粗粉和50%(重量/重量)NaOH獲得了單位體積最高的產(chǎn)量(實驗6)。在這些條件下，在5小時內(nèi)可達(dá)到基本上完全溶解，同時含有7.3%相當(dāng)于室溫反應(yīng)體積的11.8%(重量/體積)錫的提取量的殘余物。根據(jù)礦物的化學(xué)組分并用X射線衍射分析殘余物，基本上相當(dāng)于提取了100%氧化錫。
權(quán)利要求
1.一種制備堿金屬，錫酸鹽的方法，該方法包括在壓力下加熱礦物氧化錫和堿溶液的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物被加熱到至少200℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其中堿溶液是水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的方法，其中溶液含有4-60%(重量/體積)的堿金屬氫氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其中混合物含有2或更多摩爾堿/每摩爾氧化錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的方法，其中固態(tài)堿金屬錫酸鹽是從上層清液中分離出的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備堿性金屬錫酸鹽的方法，該方法包括在壓力下加熱礦物氧化錫和堿溶液的混合物。礦物氧化錫不包括合成氧化錫。公知的礦物氧化錫是錫石。氧化錫最好是以粉末形式使用。堿溶液最好是在質(zhì)子溶劑例如醇或特別是水中。
文檔編號C01G19/00GK1051026SQ90106670
公開日1991年5月1日 申請日期1990年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月21日
發(fā)明者德里克·J·蘭德爾 申請人:艾爾坎國際有限公司