專利名稱：一種粗氧化鉍除雜方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉍系 列化工產品的生產方法，尤其是涉及一種粗氧化鉍除雜方法。
背景技術：
氧化鉍是制造鉍鹽，陶瓷著色，防火紙的制造的原料。同時也屬于一種催化劑。生產氧化鉍的原料一般有2種，一種是用粗氧化鉍制得精氧化鉍。另一種是精鉍直接制備氧化鉍，比如2010年I月20日，中國發(fā)明專利申請公開號CN101628735A，所公開的一種鉍系列化工產品的制備方法。該方法對生產原料精鉍要求高，導致生產成本居高不下。而我公司的氧化鉍來自于一種電弧爐沉降室物料，含雜質多。主要表現(xiàn)為含有Pb、Cu、、As、Na、Ag、Fe、N1、Ca、K、S1、Sb等化學雜質,還含有不溶于硝酸的碳類物理雜質。這類氧化鉍行業(yè)上被稱為粗氧化鉍。顯然，該粗氧化鉍不能達到生產氧化鉍原料使用標準。傳統(tǒng)處理模式采用將該粗氧化鉍返還冶煉廠，重新火法還原、除雜、鑄錠精鉍再制得精氧化鉍；還有處理的手段是用采用加酸使其充分溶解的濕法冶煉，過濾物理雜質，通過結晶，或通過萃取分離。以上任一種方法均存在處理成本太高，即要消耗大量化學試劑和排出大量廢水。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目是針對所述存在的問題，提供一種粗氧化鉍除雜方法，同時解決傳統(tǒng)工藝要消耗大量化學試劑和排出大量廢水的問題。使生產成本顯著降低，工藝流程簡短。本發(fā)明的解決方案是一種粗氧化鉍除雜方法，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按 PPM 濃度計如下Pb7-12, Cu 25-30，As1. 5-3, Na O. 5-3, Ag 4-7, Fe 100-125，Ni1-3，Ca 500-600, K 1-4, Si 60-70，Sb 3_5，不溶于硝酸的碳類物理雜質小于原料總質量的
O.52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍過篩-60目>95%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨后再過篩，混勻；
②取過篩后的粗氧化秘原料，加入硝酸；以克/克為單位，液固質量比為2-20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1-1. 5 1，反應溫度0-200°C (優(yōu)選85°C )，反應時間l_48h (優(yōu)選4小時)進行化學除雜，控制上清液pHO. 5-1. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物；使得新化合物中鉍含量的質量百分比大于99%，反應溶液中鉍小于lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加堿沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環(huán)保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為O.5-5 1，溫度0-100°C ;過濾，過濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液加過量NaOH，得氧化鉍沉淀，經過濾，干燥，得精氧化鉍；
④沉鉍母液濃縮回收硝酸鈉。上述粗氧化鉍原料來自于一種電弧爐沉降室物料。
上述新化合物主要是次硝酸鉍。上述不溶于硝酸的碳類物理雜質以固態(tài)存在。上述酸溶濾液的主要成分是硝酸鉍。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于工藝步驟中打破了常規(guī)利用硝酸去溶解鉍的思路，在粗氧化鉍原料中，有條件地加入硝酸溶解含有Pb、Cu、、As、Na、Ag、Fe、N1、Ca、K、S1、Sb等化學雜質。本發(fā)明突破的技術關鍵是，利用反應條件控制硝酸，讓鉍生成一種不溶水的次硝酸鉍化合物，使得化學雜質變成濾液與鉍分離。本發(fā)明具有積極的經濟效益及社會效益，經濟效益表現(xiàn)在采用本發(fā)明對粗氧化鉍深加工制備精氧化鉍產品，相比火法處理，省略了前驅體制備和鍛燒；化學試劑消耗少， 成本僅為1/2左右，相比其他濕法處理，亦節(jié)省了大量的化學試劑輔料，簡短了工藝流程，成本亦得到了大大的降低；同樣相比CN101628735A工藝亦大大減少廢水、廢氣的排放，同時降低了廢水、廢氣處理成本，環(huán)境更為友好。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面用具體實施方式
并結合附圖詳細描述本發(fā)明。實施例1
一種粗氧化鉍除雜方法，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb9，Cu 30，As1. 5，Na 3，Ag 4，F(xiàn)e 100，Ni 3，Ca 500，K 2，Si 70，Sb 5，不溶于硝酸的碳類物理雜質小于原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目總質量的96%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨后再過篩，混勻；
②取過篩后的粗氧化秘原料，加入硝酸50g;以克/克為單位,液固質量比為2 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1: 1，反應溫度85°C，反應時間4小時進行化學除雜，控制上清液pHO. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物；使得新化合物中鉍含量的質量百分比大于99%，反應溶液中鉍小于lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加堿沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環(huán)保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為1: 1，溫度85°C ;過濾，過濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液加過量NaOH，得氧化鉍沉淀，經過濾，干燥，得精氧化鉍；
④沉鉍母液濃縮回收硝酸鈉。實施例2
一種粗氧化鉍除雜方法，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb7，Cu 28，As 2，Na O. 5，Ag 6，F(xiàn)e 125，Ni 2，Ca 560，K 3，Si 64，Sb 3，不溶于硝酸的碳類物理雜質小于原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目總質量的98%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨后再過篩，混勻；
②取過篩后的粗氧化秘原料，加入硝酸75g;以克/克為單位,液固質量比為20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1.5 1，反應溫度0°C，反應時間48小時進行化學除雜，控制上清液PHl ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物；使得新化合物中鉍含量的質量百分比大于99%，反應溶液中鉍小于lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加堿沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環(huán)保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為5 1，溫度500C ;過濾,過濾，過濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液加過量NaOH，得氧化鉍沉淀，經過濾，干燥，得精氧化鉍；
④沉鉍母液濃縮回收硝酸鈉。實施例3
一種粗氧化鉍除雜方法，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb10，Cu 25，As 3，Na 3，Ag 7，F(xiàn)e 110，Ni 3，Ca 540，K I, Si 60，Sb 4，不溶于硝酸的碳類物理雜質小于原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目占總質量的95%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨后再過篩，混勻；
②取過篩后的粗氧化秘原料，加入硝酸60g;以克/克為單位,液固質量比為4 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1. 2 1，反應溫度200°C，反應時間I小時進行化學除雜，控制上清液pHl. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物；使得新化合物中鉍含量的質量百分比大于99%，反應溶液中鉍小于lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加堿沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環(huán)保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為O.5 1，溫度100°C;過濾，過濾，過濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液加過量NaOH，得氧化鉍沉淀，經過濾，干燥，得精氧化鉍；
④沉鉍母液濃縮回收硝酸鈉。實施例4
一種粗氧化鉍除雜方法，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb12，Cu 26，As 2，Na O. 5, Ag 5，F(xiàn)e 117，Ni I, Ca 600，K 4，Si 65，Sb 4，不溶于硝酸的碳類物理雜質小于原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目總質量的97%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨后再過篩，混勻；
②取過篩后的粗氧化秘原料，加入硝酸75g;以克/克為單位,液固質量比為10 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1. 5 1，反應溫度100°C，反應時間24小時進行化學除雜，控制上清液pHl. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物；使得新化合物中鉍含量的質量百分比大于99%，反應溶液中鉍小于lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加堿沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環(huán)保處理，再排放；③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為4 1，溫度(TC ;過濾，過濾，過濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃 料；酸溶濾液加過量NaOH,得氧化鉍沉淀，經過濾，干燥，得精氧化鉍；
④沉鉍母液濃縮回收硝酸鈉。
權利要求
1.一種粗氧化鉍除雜方法，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb7-12, Cu 25-30，As1. 5-3, Na 0.5-3，Ag 4-7，F(xiàn)e 100-125，Ni 1-3,Ca 500-600，K 1-4,Si 60-70，Sb 3-5，不溶于硝酸的碳類物理雜質小于原料總質量的0.52%;其特征在于具體工藝步驟如下 ①稱取粗氧化鉍過篩-60目>95%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨后再過篩，混勻； ②取過篩后的粗氧化秘原料，加入硝酸；以克/克為單位，液固質量比為2-20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1-1. 5 1，反應溫度0-200°C (優(yōu)選85°C )，反應時間l_48h (優(yōu)選4小時)進行化學除雜，控制上清液pHO. 5-1. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物；使得新化合物中鉍含量的質量百分比大于99%，反應溶液中鉍小于lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加堿沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環(huán)保處理，再排放； ③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為0.5-5 1，溫度0-100°C ;過濾，過濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液加過量NaOH，得氧化鉍沉淀，經過濾，干燥，得精氧化鉍； ④沉鉍母液濃縮回收硝酸鈉。
2.根據權利要求1所述的一種粗氧化鉍除雜方法，其特征還在于所述的粗氧化鉍原料來自于一種電弧爐沉降室物料。
3.根據權利要求1所述的一種粗氧化鉍除雜方法，其特征還在于所述的新化合物主要是次硝酸鉍。
4.根據權利要求1所述的一種粗氧化鉍除雜方法，其特征還在于所述的不溶于硝酸的碳類物理雜質以固態(tài)存在。
5.根據權利要求1所述的一種粗氧化鉍除雜方法，其特征還在于所述的酸溶濾液的主要成分是硝酸鉍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粗氧化鉍除雜方法。采用先加入硝酸除化學雜質，制備得一種含硝酸不溶物的新化合物，再除去硝酸不溶物。采用本發(fā)明對粗氧化鉍提深加工制備精氧化鉍產品，相比火法處理，省略了前驅體制備和鍛燒；化學試劑消耗少，成本僅為1/2左右，相比其他濕法處理，亦節(jié)省了大量的化學試劑輔料，簡短了工藝流程，成本亦得到了大大的降低；同時降低了廢水、廢氣處理成本，環(huán)境更為友好。
文檔編號C01G29/00GK103011284SQ201210577128
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者盧偉紅, 曹永燃, 王志雄, 肖輝, 吳祖祥 申請人:湖南金旺鉍業(yè)股份有限公司