專利名稱:從錫精礦直接制取錫酸鈉的生產(chǎn)方法
本發(fā)明屬化工冶金生產(chǎn)化合物的生產(chǎn)方法，特別是錫酸鈉的生產(chǎn)方法。
目前，國內(nèi)外生產(chǎn)錫酸鈉都是以精錫作為原料。用精錫作為原料生產(chǎn)錫鹽，是一種逆加工，它必須用錫精礦通過還原熔煉、粗金屬錫火法精煉及電解精煉等過程，然后再用所得精錫在氧化劑存在條件下與堿反應(yīng)轉(zhuǎn)化為粗錫酸鈉，再通過浸出、除雜、濃縮結(jié)晶等工藝才獲得錫酸鈉。這種生產(chǎn)工藝由于存在逆加工、使能源、化工材料浪費(fèi)，同時，用精錫作原料生產(chǎn)錫酸鈉時，由于錫的熔點(diǎn)低、比重又比熔融堿大，反應(yīng)一開始，錫即熔化沉于鍋底，不利于反應(yīng)進(jìn)行，使錫的轉(zhuǎn)化率低，一般只有40～70%。1983年《有色冶煉》第八期“從低品位錫渣中制取錫酸鈉”一文中所提出的工藝過程與現(xiàn)行的工藝方法比較，工藝過程有所縮短，但其原料成分是以氯化錫為主，不具普遍性，工藝上仍需二次結(jié)晶。
本發(fā)明針對原生產(chǎn)方法存在逆加工和錫的轉(zhuǎn)化率低的問題，目的在于尋找一種以錫精礦直接制取錫酸鈉的新方法，從而避免了逆加工過程，節(jié)約能源和化工原材料，同時使錫的轉(zhuǎn)化率高，工藝、設(shè)備簡單易行，降低產(chǎn)品成本。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法主要是直接將錫精礦在450～500℃的溫度下與氫氧化鈉進(jìn)行熔合，其化學(xué)反應(yīng)方程式為
熔合生產(chǎn)粗錫酸鈉，再經(jīng)過浸出、凈化、除雜濃縮結(jié)晶、脫水烘干等工序，獲得錫酸鈉。
熔合時錫精礦與氫氧化鈉的配料比＝1∶1.5～2，熔合溫度為450～500℃，保持500℃1小時左右，總的熔合時間2～3小時。在攪動狀態(tài)下進(jìn)行。熔合初期，精礦與熔融的EaOH混合均勻，呈稀糊狀，有利于反應(yīng)進(jìn)行，因此錫的轉(zhuǎn)化率高。熔合結(jié)束時，形成灰黃色粘糊狀產(chǎn)物，取出冷卻，冷卻后破碎成約2×2公分大小塊狀，以備浸出。浸出時，溶合料中的錫酸鈉溶入水溶液，使其與渣和大部分雜質(zhì)分離，然后凈化除去浸出液中的砷、銻、鉛、硅等雜質(zhì)，可用空氣或過氧化氫將亞鐵氧化成高價鐵，使砷呈砷酸鐵沉淀;陳化(靜置)浸出液3～5天，使硅酸鹽凝聚脫硅;并冷卻至3～7℃，使砷酸鈉以Na3AsO4·12H2O析出;再以1∶1的鹽酸清洗過的錫箔置換除銻，并附帶除鉛。
將凈化后的浸出液濃縮，控制比重在1.27～1.3之間使Na2SnO3·3H2O結(jié)晶析出，過濾取出結(jié)晶，在70～75℃溫度下用15～20%NaOH溶液洗滌結(jié)晶產(chǎn)物，烘干即得產(chǎn)品。
用本發(fā)明工藝生產(chǎn)錫酸鈉，可以省去錫精礦冶煉精錫的全過程，從而節(jié)約了大量能源和化工原料，并且在錫精礦中加入氫氧化鈉直接熔合時，錫的浸出率可高達(dá)98%左右，整個工藝錫的直收率達(dá)80%，總回收率達(dá)95%，而且本發(fā)明工藝設(shè)備簡單，原料價格便宜、易得。生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，經(jīng)濟(jì)效果高。無環(huán)境污染問題。
本發(fā)明的一個實(shí)施例其工藝流程如圖1。
所用原料是廣寧縣礦冶工業(yè)公司收購礦民所生產(chǎn)的錫礦，含砷較高，其化學(xué)元素分析結(jié)果如表1。
生產(chǎn)工藝的主要過程
1.熔合 錫精礦與氫氧化鈉的配料比＝1∶1.5～2，此時，錫精礦中的錫能很好的轉(zhuǎn)化成錫酸鈉。續(xù)后錫的浸出率可高達(dá)98%左右，熔合時的溫度為450～500℃，在400～450℃時反應(yīng)急烈，需加強(qiáng)攪拌，以免熔合物冒鍋溢出。在500℃保溫1小時左右，總的熔合時間約2～3小時。
表1 錫精礦成分元素SnAsPbSbSFeMn含量％65.191.200.0130.111.402.620.108元素NiSiO2WO3MoTa2O3Nb2O3Cu含量％＜0.054.211.17＜0.0050.180.120.11
熔合時用井式電阻爐加熱，溫度用DRZ-4型溫度控制器控制。
熔合鍋可用熟鐵或鑄鐵制造，用鑄鐵時，頭幾次熔合物中含雜質(zhì)較高，須加強(qiáng)凈化，用熟鐵鍋時則無此現(xiàn)象。
2.浸出 使熔合料中的錫酸鈉轉(zhuǎn)入水溶液，使其與渣及大部分雜質(zhì)分離。浸出作業(yè)在室溫下進(jìn)行，這樣有利于錫酸鈉溶解，而銻酸鈉基本上留在渣中。
浸出可在帶電動攪拌器的搪瓷桶，鐵(或不銹鋼)制的浸出槽中進(jìn)行，浸出時按液固比＝4～5所需水量加入浸出槽，在攪動狀態(tài)下逐步加入熔合料，根據(jù)溫度升高情況控制加料的速度。浸出攪拌速度可在150～300轉(zhuǎn)/分之間，浸出時間1～1.5小時，再將浸出液進(jìn)行凈化。
3.凈化 除去浸出液中的砷、銻、鉛、硅等雜質(zhì)，這是能否得到合格產(chǎn)品的關(guān)鍵。對浸出液采用本發(fā)明的凈化方法，經(jīng)一次濃縮結(jié)晶，便能得到符合廣州Q/HCI-58-84企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品。也能生產(chǎn)出符合外貿(mào)出口要求的產(chǎn)品。浸出液凈化前后各元素含量如表2所示。
凈化除雜設(shè)備，可用搪瓷桶或不銹鋼槽。
4.濃縮結(jié)晶 凈化除雜后的溶液，在帶攪拌器的蒸汽夾套或電加熱的不銹鋼槽內(nèi)進(jìn)行，濃縮至原體積的 1/2 ～ 1/3 ，控制比重在1.27～1.3之間，使Na2SnO3·3H2O結(jié)晶析出。
表2

5.脫水烘干 結(jié)晶出的Na2SnO3·3H2O用不銹鋼離心機(jī)過濾，也可用真空吸濾設(shè)備過濾。過濾后用70～75℃的15～20%NaOH溶液洗滌結(jié)晶產(chǎn)物，過濾洗滌后的錫酸鈉盛于搪瓷盤或不銹鋼盤中，送到干燥室烘干。干燥室可用蒸汽，紅外或電阻加熱。烘干時溫度控制在100～140℃，料層厚度2～4公分，烘干時間6～10小時。
錫酸鈉產(chǎn)品經(jīng)烘干后，取樣分析，其結(jié)果如表3所示。
表3


6.母液處理 濃縮結(jié)晶過濾出的母液與洗液合并一起，自然冷卻結(jié)晶析出砷酸鈉，把砷酸鈉過濾分離后的母液，即可濃縮返回熔合工段使用;也可將除去砷酸鈉后的母液直接送到熔合工段濃縮使用。結(jié)晶出的砷酸鈉，可作副產(chǎn)品出售，給玻璃廠作澄清劑使用。
7.金屬衡算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 以處理1公斤錫精礦計算，其原材料消耗，錫酸鈉產(chǎn)出率，Sn的回收率等列于表4。
從表4可以看出，Sn的直收率為80.15%;Sn的總回收率為95.88%;Sn的浸出率為96.32%，每公斤精礦可產(chǎn)出錫酸鈉1.34公斤;每公斤金屬量精礦可產(chǎn)出錫酸鈉2.03公斤;每公斤錫酸鈉耗堿0.597公斤;每公斤精礦耗堿0.8公斤。
表4 原材料消耗及錫酸鈉產(chǎn)出率

權(quán)利要求
1、一種生產(chǎn)錫酸鈉的方法，包括熔合、浸出、凈化、濃縮結(jié)晶、脫水烘干等工序，其特征在于用錫精礦為原料，在450～500℃的溫度下與氫氧化鈉熔合，直接浸出。
2、據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征在于浸出液經(jīng)凈化，一次結(jié)晶，制取錫酸鈉。
3、據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征在于凈化劑為粗錫酸鈉浸出時，用空氣或過氧化氫將亞鐵氧化成高價鐵，使砷呈砷酸鐵沉淀，進(jìn)行初步除砷。
4、據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征在于凈化方法為粗錫酸鈉浸出液陳化(靜置)3～5天，使硅酸鹽凝聚脫硅，并使浸出液冷卻3～7℃，使砷酸鈉以Na，AsO4·12H2O析出，進(jìn)一步除砷。
5、據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征在于粗錫酸鈉以1∶1的鹽酸清洗過的錫箔置換除銻，并附帶除鉛。
6、據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征在于以70～75℃的15～20%NaOH溶液洗滌結(jié)晶產(chǎn)品(Na2SnO3·3H2O)。
專利摘要
本發(fā)明屬化工冶金生產(chǎn)化合物的生產(chǎn)方法，是從錫精礦直接轉(zhuǎn)化成粗錫酸鈉；并解決了粗錫酸鈉的浸出、凈化、精制液的濃縮結(jié)晶，及產(chǎn)品烘干等技術(shù)問題?？色@得符合廣州Q/HGI-58-84企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一級品和外貿(mào)出口要求的產(chǎn)品。Sn的直收率達(dá)80.15，總回收率為95.88％。 本發(fā)明解決了經(jīng)典法用精錫制錫酸鈉的逆加工問題。節(jié)約能源與材料，Sn回收率高、成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，流程短，設(shè)備簡單，母液能返回使用，不污染環(huán)境。
文檔編號C10G19/00GK85104036SQ85104036
公開日1986年11月19日 申請日期1985年5月23日
發(fā)明者劉希澄, 鄭文裕 申請人:廣東工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan