氧化锑矿碱法制备锑酸钠工艺探讨

刘鹊鸣，单桃云，金承永

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

氧化锑矿碱法制备锑酸钠工艺探讨

刘鹊鸣，单桃云，金承永

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

氧化锑矿通过碱液浸出、滤液净化、净化液氧化得到锑酸钠。试验表明，锑的浸出率为95%～99%，全过程锑的直收率为90%～95%，整个过程在碱性环境中进行，对设备防腐要求不高，过程没有复杂的预处理，所需原料不是有毒有害的物质，碱液循环使用，过程不产生废水，也没有废气产生，废渣无毒无害。

氧化锑矿；锑酸钠；工艺

氧化锑矿是一种难处理的矿，低品位的氧化锑矿进行选矿时，其回收率低，如原矿中的锑品位在10%以下时，通过选矿得到30%品位精矿时，其回收率为50%左右；10%～20%的氧化锑矿通过选矿提高到品位为30%以上时，其回收率为60%左右；因此，一般处理10%～20%的氧化锑矿，常采用火法进行。如果将10%～20%品位的氧化锑矿直接进行直井炉火法冶炼，锑的挥发率为50%～60%；如果将氧化锑矿细磨到2 mm以下，与煤混合制成蜂窝状的人工型块矿，干燥后，再在直井炉内于900～1 050℃进行挥发冶炼，其回收率为70%～80%，其锑的回收率也不高。

本试验要解决的问题是：克服现有技术处理锑品位在10%～20%的氧化锑矿时存在的回收率不高的不足，探讨一种回收率较高、污染较小的氧化锑矿碱法制备锑酸钠的方法。通过研究，氧化锑矿通过碱液浸出、滤液净化、净化液氧化得到锑酸钠的工艺过程中，锑的浸出率为95%～99%，全流程锑的直收率为90%～95%，整个过程在碱性环境中进行，对设备防腐要求不高，没有复杂的预处理，所需原料不是有毒有害的物质，碱液循环使用，不产生废水，也没有废气产生，废渣无毒无害。

1 原理及主要原辅材料与试验仪器

1.1 原 理

工艺原理是基于氧化锑矿中的三氧化二锑溶于热的氢氧化钠溶液中，其它杂质如铅、铜、铁等溶解极少。氧化锑矿石中还含有少量的高价氧化物，浸出过程中，加入一定量的还原剂，促使高价锑氧化物还原为三氧化二锑，继而溶于热的氢氧化钠溶液，达到提高锑的浸出率的目的；氧化锑矿石中含有一些硫化物，加入净化剂使之生成难溶的硫化物，如硫化铜，去除这些硫化物，可以提高最终产品的品质，然后，再用双氧水氧化碱液中的三价锑得到锑酸钠。

其主要化学反应式如下：

1.2 主要原辅材料

氧化锑矿的主要成分约为：锑10%～20%、铁10%～20%、铅1%～3%、砷0.15%～0.45%。还原剂为有机还原剂；氧化剂为双氧水；净化剂为硫酸铜或者氯化铜，均为工业级。

1.3 主要仪器

高速粉碎机，型号KC－1000，转速25 000 r／min，1台；增力电动搅拌器，型号DJ1C－90，功率90 W，1台；工业微波炉，型号C0WB－L，功率2 kW，1台。

2 试验过程

试验过程包括以下步骤：

1.氧化锑矿浸出：将氧化锑矿破碎至0.1 mm以下，然后用氢氧化钠溶液进行浸出，加入还原剂，保持一定温度和浸出时间；然后过滤，得到滤渣和滤液，滤液即为含锑的氢氧化钠溶液。

2.滤液净化：往步骤（1）所得滤液中加入一定量的净化剂，反应一定时间，过滤，滤液即为净化液。

3.净化液氧化：加热净化液到一定温度，加入双氧水进行氧化，氧化完成后，过滤得到湿锑酸钠和滤液；将所得湿锑酸钠干燥，得到产品锑酸钠；调节滤液中氢氧化钠的浓度，返回步骤（1）浸出，循环使用。

3 结果与分析

3.1 氧化锑矿浸出试验

浸出试验的目的是尽可能地将氧化矿中的锑转化到溶液中来。

试验所用原料成分见表1，氧化锑矿碱液浸出条件见表2；浸出过程中结果如图1所示。

表1 试验所用原料成分 %

表2 浸出试验条件

图1 浸出过程中浸出渣数据统计图

从图1中可以得出：在有还原剂的存在下，氧化锑矿在氢氧化钠溶液的浓度为300～400 g／L，温度为70～100℃，浸出时间为60～120 min，氧化锑矿与氢氧化钠溶液的固液比为1∶10～15的条件下进行浸出时，浸出渣中锑含量在1%以下，锑的浸出率大于95%，最高者达到了98.87%，铁几乎全部留在浸出渣中，而没有进入浸出液。该浸出效果是理想的，锑最大限度得到浸出，而有害杂质尽量留在渣中。所用还原剂为有机物，它的作用是尽量将氧化锑矿中的三价以上的锑氧化物还原为三价锑而溶解于氢氧化钠溶液中。砷主要以氧化砷形式存在，在浸出过程中，进入了溶液。浸出渣主要含铁，没有毒害作用。

3.2 浸出液净化试验

净化是利用可溶性铜盐将浸出液中的硫离子除去，是基于硫化铜的溶度积非常小，Kps＝8.5×10－45。试验中采用硫酸铜或氯化铜作为净化剂。净化的条件见表3；净化结果如图2所示。

表3 浸出液净化试验条件

图2 净化过程中净化剂回收及锑损失数据统计图

试验考察了三个内容，净化效果、净化过程中锑的损失率以及净化剂回收率。净化效果从溶液中外观清亮程度就能知道，通过净化后，溶液由带土黄色或褐色变成了清亮白色或无色。锑的损失率和净化剂的回收率从图2可以看出：锑的损失率不到0.2%，净化剂的回收率60%～80%。

3.3 净化液氧化试验

氧化的目的就是在净化后的溶液中加入双氧水，使其中的三价锑氧化成为五价锑，并与氢氧化钠生成锑酸钠。净化液氧化的条件见表4，所得产品化学成分见表5，整个过程锑的直收率如图3所示。

表4 净化液氧化试验条件

表5 锑酸钠产品主要化学成分 %

图3 整个过程锑的直收率数据统计图

净化液在温度60～95℃，时间30～60 min，双氧水的加入量为锑质量的3.0～4.9倍下，生成锑酸钠。图3表明，整个过程中锑的直收率达到90%～95%。表5所示，所得锑酸钠的主成分及其杂质含量均达到了用户要求。整个过程中所得的锑酸钠母液，调节氢氧化钠浓度后返回浸出，继续浸出氧化锑矿，可以一直循环使用，其中少量的砷氧化后成为砷酸钠，留在碱液中，积累到一定量后，在碱液中析出，量少，单独处理。因此，本工艺没有废水产生。湿锑酸钠采用微波烘干，烘干速度快，不扬尘，不结块。

从浸出、净化、氧化的整个过程中，没有废水产生，氢氧化钠的浓度不高，挥发的碱液不浓，浸出渣无毒，因而对设备、设施容易满足，同时，操作环境也友好。

4 结 论

1.低品位氧化锑矿在有还原剂的作用下，用氢氧化钠溶液浸出，然后，用铜盐进行净化除杂，最后用双氧水氧化得到锑酸钠的方法可行；锑的浸出率达到95%～99%，整个过程锑的直收率达到了90%～95%。该法是目前火法处理该品位的氧化锑矿无法相比的。

2.由于采用了铜盐做净化剂，除去了含硫化合物，提高了最终产品质量。

3.整个过程处于碱性介质中，设备、设施容易满足，操作环境相对友好。

［1］ 雷霆，朱从杰，张汉平.锑冶金［M］.北京：冶金工业出版社，2009.

［2］ 赵天从.锑［M］.北京：冶金工业出版社，1987.

［3］ 武汉大学，吉林大学，等.无机化学［M］.北京：高等教育出版社，1994.

Study of Preparation of Sodium Antimonate from Antimony Oxidized Ore w ith Alkaline Process

LIU Que-ming，SHAN Tao-yun，JIN Cheng-yong
（Hsikwangshan Twinking Star Co.，Ltd，Lengshuijiang 417500，China）

Sodium antimonate was produced from antimony oxidized orewith three process like alkali leaching，filtrate purification and oxidized.The test show that the leaching rate of antimony is95%～99%and the recovery is90%～95%.Whole process is in the alkaline environment，low requirements on equipment corrosion，without complex pretreatment process，required raw material is not poisonous and harmful and sodium hydroxide solution can repeat.The process does not produce waste water and waste gas and waste residue is non-toxic.

antimony oxidized ore；sodium antimonate；process

TF818

：A

：1003－5540（2014）03－0031－03

2014－03－19

刘鹊鸣（1968－），男，高级工程师，主要从事锑新产品开发及锑、铟、镉等产品生产管理工作。