真空蒸馏铅阳极泥制备粗锑的研究

2012-06-01 李亮 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室

  采用高锑铅阳极泥为原料,对其真空蒸馏制备粗锑的原理和工艺进行探讨,理论和实验均证实了该方法的可行性。试验结果表明:系统压力5~10 Pa,蒸馏时间60 min,一次蒸馏温度在923~1143 K范围内均可得到含Sb量大于84%的粗锑。Sb,Pb的脱除率随蒸馏时间的延长而增大。X射线衍射仪研究表明冷凝物中Sb为单质态Sb,其纯度受Pb,Bi,As含量影响较大。将一次蒸馏冷凝物分别在温度为873,773 K真空蒸馏分离Pb,Bi,As后可获得纯度为95.2%的粗锑。此工艺流程短,操作简单,无污染,符合冶金工业清洁生产的发展需求。

  重要词:铅阳极泥;蒸空分馏;分离处理;粗锑   锑( Sb) 是两类使用化工新材料厂复合材质( 铋, 锑, 锂) 中的一个, 非常广泛应用水平应用领域于合金材料打造、军品、化工新材料厂面奶、不锈钢窗玻璃、半导体水平、耐油剂制法等前沿水平[ 1- 3] 。国国是世界级上锑资源性最充实的國家, 锑矿主要有辉锑矿和脆硫锑铅矿。含Sb, Pb, Zn, Cu, Bi, Cr, Ag, In 等好多复合的脆硫铅锑矿精矿是国国锑储量超过了从单一辉锑矿的多样化锑矿, 其在锑冶金行业中的水平应用领域越发越非常广泛应用[4-5] 。暂行的脆硫铅锑矿精矿冶炼种植艺水平往往主要比如煅烧尾气脱硫) ) ) 鼓风炉重现炼制法, 此法在种植阶段中生产的底铅经钛电极抛光后得以电铅和高锑铅阳极泥[6-7] 。阶段全国外我们对广泛性阳极泥多见主要比如火法清理[8], 其种植艺水平一半比如预清理除Se,Te, Cu, 再先后经历过重现炼制, 钝化精粹, 钛电极抛光分银, 钛电极抛光分金生产艺綜合再利用Ag, Sb 等有价复合。中间Sb 以钝化物状态溶解步入尾气而被分割。该法对原辅料适应生态性强、清理本事大, 但银再利用率低, Sb, Bi , Pb, As 綜合再利用层次差,Pb,As 烟害生态破坏生态, 能源消耗高、劳动课条件寒冷。为这件事, 好多科学探索方案者实现了新种植艺水平水平的科学探索方案。聂晓军等[9] 提到较低温度室内空气预钝化、氯化浸出、亚氢氧化钾钠浸银) ) ) 家具甲醛重现提银、浸出液蛋白质水解制取万立方锑白的湿法清理种植艺水平, 綜合再利用伴生复合。但此种植艺水平在制法锑白阶段中排放口丰富的废酸废液, 再利用清理事情。唐谟堂等[10] 主要比如AC 法清理高锑低银类铅阳极泥,氯化浸出分割高低复合, 既然有一定层次上增强了银再利用率和处理好生态生态破坏事情, 但含贱复合的浸出液干馏得到纯SbCl3 的接连性事情未被处理好。成了得到色度较高的合金金属材质元素锑、简易工新材料厂艺工作流程步骤、增强复合再利用率、减掉生态生态破坏[11] , 这段话对含锑量较高的阳极泥蒸空萃取可以得到复合Sb 的新种植艺水平实现了测试科学探索方案。种植艺水平工作流程步骤如1 提示。

高锑铅阳极泥真空蒸馏工艺流程

图1 高锑铅阳极泥真空系统萃取工序过程


结论

  (1) 合理利用高锑铅阳极泥正空水蒸气蒸馏马上想要高效率的获取到粗Sb在基本原理和方法的度角是可靠的, 方法简略, 无生产的废水、印刷废气存在, 包含矿冶重工业保养生产的的发展进步使用需求。   (2) 系统性有压力为5~ 10 Pa, 水蒸气分馏高温如果低于1143K, 次水蒸气分馏该铅阳极泥后冷疑物中Sb 含水量均高于84% , 且随水蒸气分馏高温的大幅度降低而增高。Pb 含水量则随高温提升而增高, 残余物物中Ag 含水量生物富集了近五倍。   (3) Sb 的树脂吸附率跟着减压水蒸气蒸溜周期的延后而增加,体温为1028 K, 减压水蒸气蒸溜周期为60 min 时, Sb 树脂吸附率取决于80% 。Pb 的树脂吸附率随减压水蒸气蒸溜周期延后而增加。   (4) 冷却水物中的Sb 以单质Sb 特性会存在, 其饱和度受As, Bi, Pb 的含量的影向不大。经十次正空分馏后,可提升含锑量为9512% 的粗Sb, 所得税率粗Sb 可跟据现实情况必须要进十步浓缩提炼。   Abstract: A novel technique was developed to extract crude antimony from the lead anode slime by vacuum distillation.The impacts of the distillation conditions on the Sb extraction were evaluated.The results show that under the favorable conditions,highly pure Sb can be extracted with advantages over conventional techniques,including simple operation and environmental friendliness.For instance,at a pressure of 5~10 Pa,a temperature of 923~1143 K,over 84% pure crude Sb could be extracted after distilled for 60 min.As the distillation time increased,the removal rate of Sb and Pb decreased.X-ray diffraction analysis show that the Sb element dominates in the condensate,with As great majority of,Pb,and Bi as the major impurities.After the Sb condensate was further distilled at 773 and 873 K,respectively,and the great majority of Pb,Bi and As impurities was removed,the purity of the crude Sb could be as high as 95.2%.   Keywords: Lead anode slime,Vacuum distillation,Separation,Crude antimony   债卷建设活动: 山东省债卷建设活动(2010ZC061,2010CI009)

参考文献:
  [1]何启贤,陆玺争.铅锑冶金生产技术[M].北京:冶金工业出版社,2005:12-13
  [2]Wu Zhijun,He Mengchang,Guo Xuejun.Removal of Antimo-ny(Ⅲ)and Antimony(V)from Drinking Water by FerricChloride Coagulation:Competing Ion Effect and the Mecha-nism Analysis[J].Separation and Purification Technology,2010,76:184-190
  [3]Alex Nuzhny.Corrosion of Low-Antimony Lead-Cadmium Al-loys in Conditions of Long-Term Polarization[J].Journal ofPower Sources,2006,158:920-926
  [4]唐玉彪,赵锦琪,罗靖.提高锑资源综合利用水平实现锑工业可持续发展[J].大众科技,2008,108(8):96-
  [5]唐朝波,唐谟堂,姚维义,等.脆硫铅锑矿的还原造锍熔炼[J].中南工业大学学报(自然科学版),2003,34(5):502-505
  [6]冉俊铭,黄世弘,易健宏,等.脆硫铅锑矿冶炼工艺现状及展望[J].湖南有色金属,2008,24(2):5-37
  [7]谢兆凤,杨天足,刘伟锋,等.脆硫铅锑矿无污染冶炼工艺研究[J].矿冶工程,2009,29(4):80-84
  [8]杨茂才.铅阳极泥综合利用工艺技术进展[J].贵金属,1998,19(3):55-58
  [9]聂晓军,陈庆邦,刘如意.高锑低银铅阳极泥湿法提银及综合回收的研究[J].广东工学院学报,1996,13(4):51-57
  [10]唐谟堂,唐朝波,杨声海,等.用AC法处理高锑低银类铅阳极泥———氯化浸出和干馏的扩大试验[J].中南工业大学学报,2002,33(4):360-363
  [11]袁海滨,朱富龙,杨斌,等.氧化铝真空碳热还原———氯化法炼铝的工艺研究[J].真空科学与技术学报,2010,30(6):582-587
  [12]何则强,肖卓炳,熊利芝,等.精铋的真空蒸馏硫化除铅[J].真空科学与技术学报,2006,26(1):32-35
  [13]王林,刘大春,杨斌,等.真空蒸馏法提纯粗镍的研究[J].真空科学与技术学报,2010,30(3):283-287
  [14]Chen Weiliang,Yang Bin,Chai Liyuan.Vacuum DistillationRefining of Crude Lithium(I)—Thermody-Namics on Sepa-rating Impurities from Lithium[J].Transactions of NonferrousMetals Society of China,2001,(6):937-941
  [15]戴永年,杨斌.有色金属材料的真空冶金[M].北京:冶金工业出版社,2000:22-18,62-65
  [16]戴永年,杨斌.有色金属真空冶金[M].北京:冶金工业出版社,2009:263-277
  [17]韩龙,杨斌,杨部正,等.热镀锌渣真空蒸馏回收金属锌的研究[J].真空科学与技术学报,2009,29(增刊):101-104