輝銻礦制備銻白

天水師范學(xué)院化學(xué)中和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—輝銻礦濕法制備銻白學(xué)院：生化學(xué)院班級(jí)：09應(yīng)化一班姓名：李亞鎮(zhèn)學(xué)號(hào)：292060113指導(dǎo)老師：劉巋（致謝）

指導(dǎo)時(shí)|'匪012.6.4----2012.6.11輝銻礦濕法制備銻白（李亞鎮(zhèn)09應(yīng)化一班292060113）摘要：銻白在工業(yè)中有著廣泛的作用，如在陶瓷、石化、紡織、等行業(yè)中充當(dāng)阻燃劑、澄清劑及催化劑等。制備銻白的方法主要包括火法和濕法，火法制取銻白，是將輝銻礦裝入氧化爐的坩蝸中，加熱使其溶化后輸入氧化性氣體（氧氣或空氣），它與熔化物作用生成氣態(tài)三氧化二銻，經(jīng)冷卻生成產(chǎn)品，濕法則是以三氧化銻為原料，將其溶解于有機(jī)試劑中，水解或氨解得到三氧化二銻，本次對濕法三氧化二銻（銻白）生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，采用鹽酸加氯氣作為浸出劑浸出銻礦，提高了銻的一次浸出率并有利于后續(xù)工藝處理。在濾渣料漿中和除氯離子時(shí)通過加入氯化鈉或氯化銨等添加劑，控制溫度在40攝氏度左右，在較高的攪拌速度下將有利于生成顆粒較小的立方晶形沉淀，減少了產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量且提高了產(chǎn)品的光穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：輝銻礦、三氧化二銻、濕法；、改進(jìn)、銻白。輝銻礦是銻的硫化物（Sb2S3）礦物。含銻71.69%，是銻的最重要的礦石礦物。屬正交（斜方）品系。品體常見，呈尖頂?shù)拈L柱狀，柱面具縱條紋。板面解理完全；解理面現(xiàn)平行橫紋。集合體呈塊狀、粒狀或放射狀。鉛灰色，金屬光澤，莫氏硬度2，比重4.6。性脆，易熔。主要產(chǎn)于中、低溫?zé)嵋旱V床，常與辰砂、雄黃、雌黃共生。濕法三氧化二銻（銻白）由于其生產(chǎn)設(shè)備投資較少，并且不像火法銻白對礦石品位要求較高，濕法銻白對貧或富礦都能適。但濕法銻白的質(zhì)量一直不夠穩(wěn)定，表現(xiàn)在銻白的雜質(zhì)含量較高或是其白度不夠等。通過對傳統(tǒng)的濕法銻白的生產(chǎn)工藝改進(jìn)，使?jié)穹ㄤR白的質(zhì)量達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4062）1998零級(jí)銻白指標(biāo)。一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?簡單了解輝銻礦的組成及其性質(zhì)；2掌握銻白的制備原理及其用途；3掌握濕法和干法制備原理；二實(shí)驗(yàn)原理輝銻礦是銻的硫化物（Sb2S3）礦物。含銻71.69%，是銻的最重要的礦石礦物。屬正交（斜方）品系。品體常見，呈尖頂?shù)拈L柱狀，柱面具縱條紋。板面解

理完全；解理面現(xiàn)平行橫紋。集合體呈塊狀、粒狀或放射狀。鉛灰色，金屬光澤，莫氏硬度2,比重4.6。性脆，易熔。主要產(chǎn)于中、低溫?zé)嵋旱V床，常與辰砂、雄黃、雌黃共生。銻白，即粒度微細(xì)，色澤潔白的二氧化二銻，簡稱三氧化銻，白色結(jié)品性粉末。加熱變黃，冷后變白。無氣味。高真空時(shí)加熱至400°C能升華。溶于氫氧化鈉溶液、熱酒石酸溶液、酒石酸氫鹽溶液和硫化鈉溶液，微溶于水 、稀硝酸和稀硫酸。相對密度5.67。熔點(diǎn)655C。沸點(diǎn)1425C。半數(shù)致死量(大鼠，經(jīng)口)>20G/kG。有致癌可能性。用途：催化劑、媒染劑、織物、紙張、塑料阻燃劑、玻璃脫色劑。用以制備酒石酸銻鉀，釉彩，防火劑。制造鉛軟化劑。三氧化二銻是應(yīng)用最早的阻燃劑，適用于環(huán)氧樹脂、聚氨酯、氯丁橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，單獨(dú)使用時(shí)用量要大，阻燃效果差(除非阻燃物含鹵)，當(dāng)與鹵素化物(R.HX)并用時(shí)則有良好的協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果明顯提高。不過其對阻燃制品聚合物基體的著色性能和機(jī)械強(qiáng)度卻有顯著的影響。{度大于15).m或小于0.01}tm時(shí)就不呈現(xiàn)著色作用，可用于透明聚合物的阻在0.01},m-15)m范圍內(nèi)，粒度越大，著色度越低，生產(chǎn)所需的有色顏料消；越小，銻白粒度大小和均勻性與阻燃制品抗沖擊性息息相關(guān)，據(jù)國外實(shí)驗(yàn)資：明三氧化銻粒度與ABS樹脂抗沖擊性成反比，減少一個(gè)微米三氧化銻粒度，.給塑料制品增加一倍以上抗沖擊性，并且三氧化銻在任何樹脂基體中充分混！勻，都將增加其增效作用。具體地，銻白的粒度要求因阻燃制品性能及其加工工藝而異，熱塑塑料和熱樹脂的散射性和抗沖擊性非常重要，因此主要使用平均粒度為1.3}m}1.5}m色度的三氧化銻，而對物理性能要求不嚴(yán)格的塑料制品，主要使用低著色度'氧化銻，可以達(dá)到既可阻燃又可少加顏料的目的，而化纖、棉紡等織物阻燃'氧化銻則因其加工工藝需要對粒度有嚴(yán)格要求，表1-4為SbzO:粒度與可紡反應(yīng)放出H2O并生成熔點(diǎn)較低、能夠氣化的鹵化銻，起稀釋可燃性氣體的作用。同時(shí)他的相對密度較大，覆蓋于高分子材料表面隔絕空氣，能促進(jìn)炭化反應(yīng)，降低燃燒系統(tǒng)的溫度，能捕捉燃燒過程中氣相里游離的HO.和H.,從而抑制燃燒。實(shí)際上三氧化二銻是普遍使用的阻燃劑協(xié)效劑，與鹵素化物之比以3:1最佳主要反應(yīng)方程為：浸出及過濾SbS+3SbC15—5SbCl+3S浸出及過濾在水解：SbCl+HOt4SbOCl在水解：SbCl+HOt4SbOCl+HOtSbOCl+2HCl2SbOCl+2NH -HOtSbO+2NHCl+HOSbOCl+2NH -HOt2SbO +2NHCl+HO4 5 2 3 2 2 3 4 2

干法和濕法：十法和濕法之分：干法就是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，在加入少量硅膠，拌勻后再旋去溶劑。如此得到的粉末再小心加到柱子的頂層。干法上樣較麻煩，但可以保證樣品層很平整。濕法上樣就是用少量溶劑（最好就是展開劑，如果展開劑的溶解度不好，則可以用一極性較大的溶劑，但必須少量）將樣品溶解后，再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁均勻加入。然后用少量蒸餾水洗滌后，再加入。濕法較方便。三儀器及試劑1試劑：輝銻礦、稀鹽酸、氯氣、鐵粉、三氯化鐵、硫氤化鉀、碳酸鈉（氫氧化鈉）、氯化銨、PH試紙2儀器：礦石粉碎機(jī)、燒杯、通風(fēng)櫥、量筒、玻璃棒、三口燒瓶、吸濾瓶、加熱攪拌裝置、溫度計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝置尾氣收集抽濾裝置尾氣收集抽濾裝置五銻白的制備工藝及流程1生產(chǎn)工藝三氧化二銻俗塵銻白，是一種重要的無機(jī)氧化物，根據(jù)其品型不同，可分為立方品型和斜方品型。由于其結(jié)構(gòu)的不同，性質(zhì)在一些方面也不同，立方晶型對光穩(wěn)定，酸性強(qiáng)；斜方品型對光不穩(wěn)定，見日光變黃。2流程圖

鹽酸精銻粉水氮氧銻氨水濕銻白稀鹽酸、水鹽酸精銻粉水氮氧銻氨水濕銻白稀鹽酸、水輝銻礦T浸出T還原T水解T過濾T中和T過濾T洗滌T干燥T銻白I渣六實(shí)驗(yàn)步驟1浸出銻礦經(jīng)粉碎后，用浸出劑進(jìn)行浸出。傳統(tǒng)工藝采用FeCl3作為浸出劑，新工藝采用鹽酸+cl2體系作為浸出劑。浸出原理是浸出劑中的HCl與Sb2S3發(fā)生反應(yīng)，生成SbCl3,SbCl3再與C12發(fā)生反應(yīng)生成SbCl5。SbCl5是一種強(qiáng)氧化劑，能在常壓下浸出硫化銻礦，使得銻礦中的銻以離子的形式進(jìn)入液相中，而硫則以單質(zhì)的形式留在渣中。其主要反應(yīng)為：SbS+3SbClT5SbCl+3S通入的Cl2使被浸出的Sb3+氧化為Sb5+,重新成為新的氧化劑，即氧化劑的再生。其反應(yīng)為：SbCl+ClTSbCl2過濾在75~85e下浸出2?3h,銻浸出比較完全。浸出完畢后進(jìn)行過濾，濾渣可于回收單質(zhì)硫。濾液進(jìn)入下一步工序。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用鹽酸+Cl2體系作為浸出劑時(shí)，可以提高銻的一次浸出率，且浸出反應(yīng)與氧化劑的再生同時(shí)進(jìn)行，便于后續(xù)工藝的處理。3還原上一工序的濾液中，含有Sb5+,Sb3+,Fe3+,Cu2+等高價(jià)金屬離子，可以采用鐵粉作為還原劑進(jìn)行還原。溶液溫度對還原速率影響較大。溫度越高，還原反應(yīng)越快，一般維持在40?50e為宜。還原過程中還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢琛＿€原反應(yīng)結(jié)束后，可用KSCN溶液來檢驗(yàn)溶液中是否還有Fe3+存在:Fe3++KSCN[Fe(SCN)5]2-(血紅色)如果溶液呈血紅色，表明還原反應(yīng)不完全，如果溶液呈無色，表明已全部被還原。由于Sb5+與Fe3+的還原電極電位基本相同，故當(dāng)Fe3+還原完全時(shí)，表明Sb5+也已還原完全。還原后的濾液進(jìn)行過濾，濾渣為過量的鐵粉等，可返回使用。濾液供下一步水解。4水解含Sb3+的濾液通過水解生成氯氧銻沉淀：SbCl+HOtSbOCl+2HCl4SbOCl+HOtSbOCl+2HCl上述反應(yīng)中，生成哪一種氯氧銻，與水解時(shí)的酸度密切相關(guān)。酸度較高時(shí)生成SbOC,l但水解不完全，部分Sb3+仍留在母液中；酸度較低時(shí)，生成Sb4O5Cl2,水解比較完全。實(shí)驗(yàn)時(shí)保持溶液的酸度在c(H+)=0.1~0.3mol/L為宜。此時(shí)大量雜質(zhì)不會(huì)水解而以離子的形式存在于液相中，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)與Sb3+的分離。5酸洗水解完全后過濾，濾渣經(jīng)酸洗，除去夾帶的雜質(zhì)，洗液可用0.1mol/L的稀鹽酸或稀硝酸。6中和除Cl-上一步經(jīng)酸洗后的濾餅，經(jīng)漿化后用堿中和，進(jìn)行堿性水解，生成銻白。中和時(shí)，堿度控制在pH為7~8為宜。pH太高，Sb2O3會(huì)溶解而降低產(chǎn)率;pH太低，氯氧銻堿性水解不完全，導(dǎo)致除Cl-不完全。用NH3#H2O或(NH4)2CO3作中和劑優(yōu)于NaOH,因?yàn)榍罢咭子诳刂苝H。2SbOCl+2NH-HOtSbO+2NHCl+HOSbOCl+2NH-HOt2SbO+2NHCl+HO4 5 2 3 2 2 3 4 2中和工藝條件：中和溫度控制在40e左右，pH為7?8,加入適量的NaCl或NH4Cl等添加劑，以較高的攪拌速度攪拌0.5h,堿性水解即可完成。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在中和除Cl-的過程中，通過加入NaCl或NH4Cl等添加劑將有助于生成立方品形沉淀，而立方品形沉淀有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，如光穩(wěn)定性等。且水解過程中保持較高的攪拌速度，有利于形成顆粒較小的穩(wěn)定的晶體，便于后續(xù)洗滌除雜。7干燥堿性水解后過濾，濾渣經(jīng)洗滌后，其含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40%左右，在120140e下干燥2h,即可得銻白產(chǎn)品。七產(chǎn)品分析按標(biāo)準(zhǔn)GB/T4062)1998要求進(jìn)行分析，可見采用新工藝(HCl+C12)比傳統(tǒng)工藝(FeC13+HC1)可提高銻的一次浸出率約3.6%。產(chǎn)品名稱產(chǎn)率品味品味回收率回收率磨礦細(xì)度-0.03m含量SbAg/(g/t)SbAg輝銻礦12.4663.05260.0074.9377.8175輝銻礦22.5562.49281.4177.5987.1985輝銻礦33.0155.04231.5079.6684.9885精選三次銻白的力度隨氧化溫度的升高而增大，在氧化溫度為650攝氏度、鼓風(fēng)量為理論值的2倍條件下，能獲得百度為96-97度的銻白，但同時(shí)需控制含雜質(zhì)的量低于0.01%。八結(jié)論對濕法制備銻白的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，用鹽酸+Cl2作為浸出劑，浸出銻礦中的銻，提高了銻的一次浸出率并有利于后續(xù)處理；在濾渣漿料中和除Cl-時(shí)通過加入NaCl或NH4Cl等添加劑，在較高的攪拌速度及pH為7?8,40e左右時(shí)有利于生成立方品形沉淀。工藝改進(jìn)后，產(chǎn)品達(dá)到了GB/T4062)1998零級(jí)銻白產(chǎn)品的要求，其中Sb2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了99.56%,白度達(dá)到了93.8%。參考文獻(xiàn)：:1］李景國，姜胤.從含銻工業(yè)廢渣中制取銻白工藝過程的研究［J］.遼寧化工,1996(3):39-41.:2］鐘啟愚，列醒泉，林世英，等.雜質(zhì)對銻白白度的影響［J］.中南礦冶學(xué)院學(xué)報(bào)，1990,21(6):610-614.［3］杜澍芝，黃華堂.酸法制取細(xì)粒級(jí)銻白［J］.云南冶