專利名稱::從銻催化劑廢料中提取銻的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種從銻催化劑廢料中提取銻的方法。
背景技術(shù):
:在有機(jī)氟化物的合成中,常用金屬銻作催化劑,其方法是,將Cb通入金屬銻中,生成SbCls溶液,對(duì)氟化物的合成起催化作用,用一段時(shí)間催化劑的作用基本消失后,SbCl5及部分殘留的有機(jī)物混在一起作為廢料被處理P1。目前全國幾十家企業(yè)處理這種廢料的方法是,先用氫氧化鈉溶液與該廢料混合,使原先的酸性轉(zhuǎn)變中性或弱堿性,再作為固體垃圾填埋[3]。這種方法的最大問題是浪費(fèi)大,催化劑廢料中含銻為12%,銻的資源是有限的,人們也在尋找廢料再利用的工藝方法,但因成本太高,至今尚沒有取得成功的報(bào)道,因此,如何從銻催化劑的廢料提取銻不產(chǎn)生二次污染,已經(jīng)成為迫切需要解決的問題之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種安全、.可靠、工藝簡單、設(shè)備投資少、成本低的從銻催化劑廢料中提取銻的方法。本發(fā)明的目的是采用這樣的技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn)的其特征是包括以下步驟:還原、過濾、水解、分離、加Na2C03溶液反應(yīng)、干燥和廢液處理;各工藝步驟的內(nèi)容是還原采用的還原劑主要是銻粉、連二亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、抗壞血酸、和硫代硫酸鈉;在每噸廢催化劑中添加還原劑的量為銻粉為0.1~2%,抗壞血酸為0.1~1.0%,連二亞硫酸氫鈉為0.1~2.0%,硫代硫酸鈉為0.23.0%,亞硫酸鈉為0.12.0%;上述還原劑的還原時(shí)間為24~48小時(shí),環(huán)境溫度控制在035°C,廢催化劑經(jīng)還原劑處理的化學(xué)反應(yīng)后,所獲得物質(zhì)為SbC/j過濾將SbCl3溶液用離心機(jī)或板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾,濾除SbCl3溶液中300目以上的雜質(zhì)后,如泥沙、纖維等,使SbCl3溶液達(dá)到清亮透明;水解向SbCl3溶液中加入10—20倍的水進(jìn)行水解,水解時(shí)間大約為30分鐘至兩小時(shí),水解反應(yīng)后獲得Sb203和SbOCl沉淀物;分離對(duì)Sb203和SbOCl沉淀物,用離心機(jī)或板框壓濾機(jī)過濾,并用0.1~2%的稀HC1溶液沖洗,再用清水洗干凈,獲得干凈的Sb203和SbOCl沉淀物;加Na2C(V溶液反應(yīng)將干凈的Sb2OjBSbOCl沉淀物與和1~5%的Na2C03溶液混合,比例關(guān)系為沉淀物碳酸鈉溶液為l:10,加熱至沸騰,沸騰時(shí)間為40~80分鐘,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);然后用離心機(jī)或板框壓濾機(jī)過濾,并用清水將三氧化二銻沉淀物洗干凈;干燥:用旋轉(zhuǎn)式蒸汽真空干燥器干燥,溫度控制在9(^95°C,真空度為0.1~0.2個(gè)大氣壓,干燥時(shí)間為120~180分鐘。干燥后產(chǎn)品含水率^2°/9最后獲得純度為98~99%的三氧化二銻;廢液處理將上述產(chǎn)生的廢水排入處理池中,用石灰水中和,即可達(dá)到排放要求。所述還原步驟中廢催化劑與還原劑'處理的化學(xué)反應(yīng)式是4C12+Na2S2035i/2(9=>8臘+A^2S(94+H2S04;2Sb+3SbCl5=>5SbCl3,5SbCl5+Na2S03+i/20=>SbC/3+i\^2S(94+2HC1,3SbCl5+Na2S204+4//2<9=>+ATa2l504+H2S04+3SbCl3,C6H8<96+SbCl52/fC/+SbCl3+C6//66>6;所述水解步驟中的水解反應(yīng)式是3SbCl3+//2<9=>SbOC/+2HC1,4SbOC/+202SbOC/+2HC1+Sb203,4Sb+3Sb205=>5Sb203;所述加Na2C03溶液反應(yīng)步驟中化學(xué)反應(yīng)式是SbOClSb203+Na2C03Sb203+2NaCl+C02。實(shí)施案例金華某化工廠,有8噸廢催化劑廢料,將廢料倒入專用的池中,先后加入80公斤連二亞硫酸氫鈉,100公斤硫代硫酸鈉,5kg抗壞血酸,50公斤亞硫酸鈉,10公斤銻粉,充分反應(yīng)后,靜置一天,然后用離心機(jī)過濾上層清液,得到的濾液用15倍的清水稀釋水解。2小時(shí)后,用板框壓濾機(jī)過濾,并用水將沉淀沖洗干凈,洗凈后的沉淀以每300公斤加1噸3%的Na2C03溶液混合,煮沸1小時(shí),趁熱過濾,再用沸水將沉淀洗干凈,烘干,即得成品。表一:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表二目前三氧化二銻的質(zhì)量指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表一和表二對(duì)比可見,本發(fā)明生產(chǎn)的Sb203其含量達(dá)到二級(jí)三氧化二銻標(biāo)準(zhǔn),而其AS203和PbO比零級(jí)Sb203低了很多,只有其幾百分之一,這一點(diǎn)十分重要。Sb203的主要用途之一是作為家電、玩具等阻燃劑,國際上對(duì)有害物質(zhì)的要求越來越嚴(yán),我國的玩具出口至歐洲、美國等地受阻的主要原因就是砷、鉛含量超標(biāo)。我國是銻礦大國,Sb203的'產(chǎn)量占世界的50%以上,目前產(chǎn)生Sb203的方法是干法焙燒氧化,原料中含量較高的As203、PbO不易全部去除,成品Sb203中還含有不少殘留。而本發(fā)明中的Sb203在生產(chǎn)過程中經(jīng)水反復(fù)沖洗,砷和鉛的殘留已經(jīng)很少了,用于玩具、家電阻燃劑,其有害元素含量將大大低于歐盟或美國的新標(biāo)準(zhǔn)。廢料中含Sb203為11.1%,8噸廢料共制備850公斤Sb203,回收率達(dá)到96%。按目前的市場(chǎng)價(jià)格3.2萬元/噸,其價(jià)値為2.7萬元,其生產(chǎn)成本、運(yùn)輸成本、人工成本合計(jì)為9千元。如果全國幾千噸廢料均采用本發(fā)明的方法處理,可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將十分明顯,環(huán)保作用也同樣顯著。權(quán)利要求1、從銻催化劑廢料中提取銻的方法,其特征是包括以下步驟還原、過濾、水解、分離、加Na2CO3溶液反應(yīng)、干燥和廢液處理;各工藝步驟的內(nèi)容是還原采用的還原劑主要是銻粉、連二亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、抗壞血酸、和硫代硫酸鈉;在每噸廢催化劑中添加還原劑的量為銻粉為0.1~2%,抗壞血酸為0.1~1.0%,連二亞硫酸氫鈉為0.1~2.0%,硫代硫酸鈉為0.2~3.0%,亞硫酸鈉為0.1~2.0%;上述還原劑的還原時(shí)間為24~48小時(shí),環(huán)境溫度控制在0~35℃,廢催化劑經(jīng)還原劑處理的化學(xué)反應(yīng)后,所獲得物質(zhì)為SbCl3;過濾將SbCl3溶液用離心機(jī)或板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾,濾除SbCl3溶液中300目以上的雜質(zhì)后,如泥沙、纖維等,使SbCl3溶液達(dá)到清亮透明;水解向SbCl3溶液中加入10-20倍的水進(jìn)行水解,水解時(shí)間大約為30分鐘至兩小時(shí),水解反應(yīng)后獲得Sb2O3和SbOCl沉淀物;分離對(duì)Sb2O3和SbOCl沉淀物,用離心機(jī)或板框壓濾機(jī)過濾,并用0.1~2%的稀HCl溶液沖洗,再用清水洗干凈,獲得干凈的Sb2O3和SbOCl沉淀物;加Na2CO3溶液反應(yīng)將干凈的Sb2O3和SbOCl沉淀物與和1~5%的Na2CO3溶液混合,比例關(guān)系為沉淀物碳酸鈉溶液為1∶10,加熱至沸騰,沸騰時(shí)間為40~80分鐘,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);然后用離心機(jī)或板框壓濾機(jī)過濾,并用清水將三氧化二銻沉淀物洗干凈;干燥用旋轉(zhuǎn)式蒸汽真空干燥器干燥,溫度控制在90~95℃,真空度為0.1~0.2個(gè)大氣壓,干燥時(shí)間為120~180分鐘。干燥后產(chǎn)品含水率≤2%,最后獲得純度為98~99%的三氧化二銻;廢液處理將上述產(chǎn)生的廢水排入處理池中,用石灰水中和,即可達(dá)到排放要求。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的從銻催化劑廢料中提取銻的方法,其特征是所述還原步驟中廢催化劑與還原劑處理的化學(xué)反應(yīng)式是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的從銻催化劑廢料中提取銻的方法,其特征是所述水解步驟中的水解反應(yīng)式是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的從銻催化劑廢料中提取銻的方法,其特征是所述加Na2C03溶液反應(yīng)步驟中化學(xué)反應(yīng)式是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>全文摘要從銻催化劑廢料中提取銻的方法,其特征是包括以下步驟還原、過濾、水解、分離、加Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>溶液反應(yīng)、干燥和廢液處理;各工藝步驟的內(nèi)容是還原步驟采用的還原劑主要是銻粉、連二亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、抗壞血酸、和硫代硫酸鈉,所獲得物質(zhì)為SbCl<sub>3</sub>;水解反應(yīng)獲得Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和SbOCl沉淀物;所述分離步驟獲得干凈的Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和SbOCl沉淀物;加Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>溶液反應(yīng)步驟是將干凈的Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和SbOCl沉淀物與和1~5%的Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>溶液混合,加熱,并進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);干燥步驟能夠獲得產(chǎn)品含水率≤2%,純度為98~99%的三氧化二銻;廢液處理步驟是將上述步驟產(chǎn)生的廢水排入進(jìn)行處理,達(dá)到排放要求;本發(fā)明具有安全、可靠、工藝簡單、設(shè)備投資少、成本低的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C22B7/00GK101538654SQ20091009774公開日2009年9月23日申請(qǐng)日期2009年4月15日優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日發(fā)明者巍方,方郁野申請(qǐng)人:杭州天辰儀器設(shè)備有限公司