[发明专利]一种湿法生产三氧化二锑时降低砷、铅的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，涉及氯化-水解法处理硫化锑精矿生产高纯三氧化二锑时除砷降铅的方法。

背景技术

金属锑很少单独使用，锑的各种化合物及锑与铅、锡、铜等金属的合金则有着广泛的用途。阻燃剂工业是当今世界上最大的耗锑领域，锑消耗量约占世界锑消费总量的70％-75％。氧化锑是一种优良的阻燃协效剂，与卤化物共同作用可产生很好的阻燃自熄效果。锑系阻燃剂广泛用于塑料、电气元件和化纤纺织品中。

随着高分子合成材料的广泛来用和现代社会对防火要求越来越高，阻燃剂以及氧化锑的用量亦随之不断增加。我国主要以出口精锑、粗氧化锑、甚至锑矿砂为主，而锑价受主要消费国欧美控制，每年甚至每个月之间的变化都很大，因此国内呼吁拓宽金属锑的研究领域，加大氧化锑生产，走深加工再出口，同时国家对这些环保锑产品从各方面给予鼓励。

目前国内生产三氧化二锑的工艺主要分为火法和湿法两种。火法生产三氧化二锑原料为锑锭，迫于国内外环保要求的提高，其火法生产锑锭过程产生的低浓度二氧化硫和砷碱渣给环境处理带来了很大的压力。湿法生产三氧化二锑避开了这个环保问题，而且生产出来的三氧化二锑产品的砷、铅等化学指标都明显低于火法，完全满足国家现环保要求。

发明内容

本发明的目的是在原有湿法氯化-水解法生产三氧化二锑的基础上，进一步降低产品中砷、铅化学指标的含量，生产一种砷、铅含量均在10ppm以内的高纯三氧化二锑产品，

以满足国内外环保要求，此方法已经在工业上得到应用且确实可行。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种湿法生产三氧化二锑时降低砷、铅的方法，包括以下步骤：

1)一次还原

硫化锑精矿的氯化浸出液加入硫化锑精矿进行一次还原；

2)硫代硫酸钠除杂

一次还原液加入硫代硫酸钠除杂，过滤，滤液沉淀不少于2小时；

3)氧化

步骤2)沉淀后的溶液过滤，滤液中通入氯气氧化，反应至有单质硫析出且溶液呈亮红棕色，过滤，沉淀不少于2小时，过滤，冷却至10～40℃；

4)二次还原

步骤3)冷却后的溶液过滤，滤液加入精锑粉进行二次还原；

通过加入精锑粉进行二次还原；将溶液中过量的Sb⁵⁺还原成Sb³⁺(也包括还原其它高价金属离子)，其主要反应方程式为：

3Sb⁵⁺+2Sb＝5Sb³⁺

确保SbCl₃溶液中含Sb³⁺浓度达到99％以上，二次还原反应时间为3小时左右。进行再次还原的目的即利用Sb³⁺在较低酸度下，可水解成为氯氧锑而其它金属离子进入液相中。

5)水解、除杂、中和

二次还原后水解，水解后的产物氯氧锑通过加入Sb³⁺总投入质量的0.03～0.15倍的乙二胺四乙酸二钠除杂3～5小时，加氨水中和，所得产品洗涤烘干即可。

步骤2)所述的硫代硫酸钠的加入质量为一次还原液中砷质量含量的0.8～1.4倍；反应2～5小时。

步骤3)所述的滤液中通入过量氯气氧化；氧化反应温度50～90℃。

步骤5)所述的水解过程中，二次还原之后的滤液与加入的水体积比为1∶10；搅拌20～100分钟，沉淀20～90min后过滤，即得水解后的产物氯氧锑，再采用纯水洗涤20～60min。

洗涤之后的氯氧锑加水中和，氯氧锑与水的体积比1∶3～5。

所述的步骤5)中除杂后，加入质量浓度17％的氨水，氨水加入量与氯氧锑质量之比为1∶3，终点pH值控制在8～10，过滤后用纯水洗涤甩干20-60min，烘干即可。

本发明的原理及优势：

1、溶液中的砷以游离的三价砷离子存在，硫代硫酸钠加入，其多硫酸根离子与溶液中的砷产生络合反应，形成红棕色的沉淀进入渣相中，从而达到降低液相中砷含量的目的；反应后溶液内悬浮滤渣为红棕色；滤液沉淀后，溶液中砷含量可降低至30ppm以内。

2、通入氯气进行氧化，反应终点为溶液为亮红棕色且有明显可见单质硫析出。液相中的铅通过与氯离子反应，生成氯化铅的化合物，在高温时氯化铅呈游离状态，沉淀后，降低溶液中的温度，氯化铅则逐渐转变为沉淀的形式进入渣相中析出。滤液沉淀后，铅含量低于900g/m³。冷却过程其目的主要是使溶液中砷、铅、硫等杂质更彻底的析出，温度越低，越利于杂质的析出。