锑矿电氯化法制取锑白

摘要

锑矿“电氯化法”制取锑白属于电化学冶金领域。本发明的特征是通过电氯化浸出，水解、脱氯等湿法过程，经济而有效地从锑矿制取GB4062-83零级或一级锑白。生产流程简短，对环境无污染，成本低，经济效益好。适用于含Sb＞20％的锑矿或锑精矿。

主权项

1.一种从锑矿制取锑白的工艺，其特征在于该工艺包括电氯化浸出、水解、脱氨三个主要步骤，所说的电氯化浸出在隔膜电解槽中进行，槽体材料为硬质聚氯乙烯塑料，隔膜为阴离子交换膜，阳极材料为石墨，阴极材料为铁板或不锈钢板，电氯化浸出在常温常压下进行，阳极室溶液成分为：NaCl100～250克/升，HCl1～2N，矿浆液固比为4～10∶1矿浆温度10～50℃，阳极电流密度200～350安/米2，阴极电流密度100～250安/米2，水解母液返回阴极室。作为阴极室溶液以回收残留的锑，也循环使用浸出剂，所说的水解条件为阳极室电浸的上清液在温度10～35℃下，加水量按溶液酸度计算，控制酸度为0.3～0.5N，在搅拌情况下得氯氧锑沉淀，所说的脱氯条件为氯氧锑沉淀在30～60℃下，用氨水或碳酸钠中和，中和终点pH＝7～8，即得到锑白产品。锑白是一种重要的化工原料，广泛用作阻燃剂，合成纤维，塑料，橡胶，绝缘电线电缆，各种瓷器品以及国防工业，建筑工业上常用的主要原料。国内外生产锑白的传统方法是火法，此法不可避免地产生大量低浓度的二氧化硫，既难于利用，又缺少理想的处理方法，对环境造成严重的污染。西德专利3041631和比利时专利346412采用卤素和无机酸浸出锑矿，然后将浸出液水解并中和得到Sb2O3。美国专利3883635，比利时和西德专利2207181部是采用(NH4)2S浸出后再用硝酸浸出使之氧化为氧化锑，中国专利85107329用SbCl5浸出，溶液经还原后水解，中和得到Sb2O3，用氯气再生SbCl5，其原则流程如附图1所示。上述方法均存在着生产流程长，操作不便，浸出设备需耐酸、密闭、耐温，浸出剂再生设备需耐酸、耐压和密闭，投资费用高，制作必须精细，产品成本较高，工艺过程中需要处理的废水、废气量大。本发明针对上述方法存在的缺点，通过电氯化浸出，水解，脱氯等易于工业实施的温法过程，达到更有效地、经济合理地制取优质锑白的目的，其原则流程如附图2所示。本发明将含Sb＞20％的锑矿经磨细至-100目，再与含NaCl100～250g/L，HCl1～2N的水溶液(NaCl·HCl的浓度根据锑矿中Sb的含量高低而定)浆化，液固比为4～10∶1，置于隔膜电浸槽的阳极室。矿浆的温度，借电浸产生的热量及加料的温度，维持在10～50℃，以石墨作阳极，铁或不锈钢作阴极，阳极电流密度为200～350安/米2。阴极电流密度100～250安/米2，阳极室电浸的上清液，在10～35℃下水解，加水量按溶液酸度计算，水解时控制酸度为0.3～0.5N。所得氯氧锑沉淀，在30℃～60℃，用氨水或碳酸钠中和脱氯，中和终点为pH＝7～8，水解母液返入隔膜槽的阴极室，阴极室排出的溶液送去浓缩，经调整成分后再返回与锑矿调浆，循环使用。主要过程反应为：电氯化浸出：阳极；Sb2S3+6Cl--6e→2SbCl3+3S阴极： 2H++2e→H2↑水解：4SbCl3+5H2O→Sb4O5Cl2+10HCl脱氯：Sb4O5Cl2+2NH4OH→2Sb2O3+2NH4Cl+H2O本发明工艺的技术要点在于：1.锑矿用电氯化法浸出，水解，脱氯直接得到符合GB4062-83零级锑白的产品，锑的总回收率可达93～95％，产品成本低，经济效益显著。2.本工艺电氯化浸出槽为隔膜电解槽，采用阴离子隔膜，并以石墨作阳极，铁板或不锈钢作阴极。3.本工艺电氯化法浸出所用试剂为工业氯化钠和工业盐酸，均价廉易得并循环使用，消耗量少。4.电氯化浸出为常温常压作业，操作简便，无污染，槽体材质便于造取(即用通常的硬质聚氯乙烯塑料即可制作)，制作简易，投资费用低。5.电氯化浸出液成分为NaCl100～250克/升，HCl1～2N；矿浆液固比为4～10∶1；矿浆温度10～50℃，阳极电流密度200～350安/米2，阴极电流密度100～250安/米2。6.锑矿中的硫在电氯化浸出过程中全部以元素硫的形态进入渣中，不但消除了硫的污染，而且还可回收综合利用。7.浸出液经水解，沉淀出Sb4O5Cl2，其母流返回阴极室回收残留的锑，也循环使用浸出剂。实例：取含Sb44.88％，As0.15％，Pb0.005％，粒度-100目的硫化锑矿100克。用含NaCl200克/升，HCl1.2N的溶液浆化，液固比为5∶1，保持在10～50℃