用含锑物料制备粗制锑酸钠工艺研究

周宇飞

（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

用含锑物料制备粗制锑酸钠工艺研究

周宇飞

（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

研究了用含锑物料生产粗制锑酸钠。含锑物料经硫酸洗涤、碱性浸锑、氧化沉锑得到粗制锑酸钠，结果表明：硫酸酸度5～10g/L，铜、砷浸出率可达70%以上；碱浓度40～50 g/L，硫化钠浓度150 g/L，锑浸出率90%。

酸洗；碱浸；氧化；锑酸钠；曝气

1 引言

锑在地壳中的丰度很低（仅万分之一），原子序数为51，原子量为121.8，电子构造为5S25P3，价态为-3、0、+3和+5，相对密度6.68，熔点630℃，沸点1635℃（1440℃）。锑酸钠是含锑物料处理生产产出的锑化工产品之一。是一种很有发展前途的精细化工产品。它可用于制作电视机显像管玻壳，是高档玻璃生产的优质澄清剂，纺织品、塑料制品等的阻燃剂，搪瓷的乳白剂及制造铸件用漆的透明填料。特别在近年兴起的新能源光伏行业，具有潜在的应用前景，经济价值高。本研究主要以某厂产出一次净化渣为原料，制备粗制焦锑酸钠［1］。

2 原料

本次实验原料为某厂中和净化工序产出的一次净化渣，其典型成分见表1。

表1 一次净化渣典型成分

这种物料为中和过程产出的高杂质原料，其中铜、砷主要以化合物存在，锑为氯氧锑，铋为氯氧铋形式存在［2］。

3 基本原理与工艺流程

根据一次净化渣性质与现代冶金环保要求，选择经济适用的处理工艺。一次净化渣中主要含有铜、砷、锑、铋等元素，其中锑主要以三价存在，渣中化合物为SbOCl，实验过程中要先除去渣中的铜、砷、铋等杂质，再通过碱性氧化制取锑酸钠，为此，选择硫酸介质洗涤除去渣中大量铜、砷，再通过Na2S+NaOH浸出使渣中Sb、As进入液相，最后通过氧化曝气分离Sb、As，制取粗制锑酸钠。主要反应化学方程式如下：

一次净化渣处理工艺流程见图1。

图1 一次净化渣处理工艺流程

4 研究内容

4.1 硫酸洗涤

一次净化渣脱Cu、As采取选择性浸出［3］，控制液固比为2∶1，分别采取水浸及pH分别为1.0，1.5，2.5，3.0的酸浸试验，试验结果见表2、图2。

表2 硫酸洗涤试验结果

如表2所示，在水浸和pH为1.0～3.0的范围内，随酸度升高，浸出液中铜、砷含量不断提高；pH=1.5时，铜的浸出率最高；而pH=1.0时，砷的浸出率最高；pH从1.5降低到1.0时，锑浓度急剧增加。

图2 硫酸洗涤试验过程中铜砷锑浓度与pH的关系图

从上述试验结果以及考虑到酸度太高将造成金属锑的分散，根据理论锑水解pH值，控制脱铜砷终点pH在1.5左右，可使铜砷与锑得到较好的分离。

4.2 碱性浸锑

采用Na2S+NaOH体系浸出洗涤渣［5］。洗涤渣中以Sb2O3或其他化合物形式存在的锑与Na2S反应生成Na2SbS3，锑进入溶液， Cu、Bi等元素，在Na2S的作用下生成硫化物，其在碱性溶液中溶解度均＜1.0×10-4g/L，较难溶解，实现Cu、Bi和Sb的分离。由于As和Sb的性质相近，因此，洗涤渣中砷也会溶解，并进入溶液。通过试验确定最佳参数见表3。

表3 确定最佳参数

经分析判断并结合生产实际，选取条件为硫化钠浓度150g/L，氢氧化钠浓度50 g/L，液固比4：1，温度80℃，时间4h，可得到溶液含锑84 g/L左右，含砷15 g/L左右，基本不含铜、铋。

4.3 氧化沉锑

浸出的硫代亚锑酸钠（Na3SbS3）溶液，在空气中氧化的作用下，可直接氧化成锑酸钠（NaSb（OH）6）并从溶液中沉淀出来，溶液中的砷也可被空气氧化成砷酸钠，但仍溶于溶液中，从而实现锑与砷的分离：氧化过程中，游离的Na2S也被空气氧化［6］：

从反应（3-1）、（3-2）和（3-3）可见，在氧化过程中，锑被氧化成锑酸钠NaSb（OH）6沉淀，而砷与硫的氧化产物砷酸钠和硫代硫酸钠仍溶于溶液中，实现锑、砷分离。但因空气鼓气氧化速度缓慢、周期长，氧化后液残留锑高，达不到理想的氧化效果，故采用催化氧化，分别选择了高锰酸钾、邻苯二酚等氧化催化剂进行试验。

4.3.1 高锰酸钾加入量试验

固定邻苯二酚加入量0.5g/L，考察高锰酸钾加入量对锑氧化的影响，结果见表4所示。

表4 高锰酸钾加入量对锑氧化率的影响

由表4可得，高锰酸钾加入量在0.75g/L时，锑氧化率最高，进一步增加或减少高锰酸钾加入量，均对锑的氧化有影响。因此高锰酸钾加入量以0.75g/L为宜。

4.3.2 邻苯二酚加入量的影响

固定高锰酸钾的加入量为0.75g/L，考察邻苯二酚加入量对锑氧化率的影响，见表5。

表5 邻苯二酚加入量对锑氧化率的影响

由表5可得，邻苯二酚由1g/L提高至2g/L，锑氧化率大幅上升，但进一步提高至3g/L，则锑氧化效率稍有下降，产品变黑。因此，邻苯二酚加入量以不超过2g/L为宜。

综上所述，锑氧化最佳条件为：高锰酸钾加入量0.75g/L，邻苯二酚加入量不超过2g/L，锑的氧化率达到99%。

5 结论

利用一次净化渣制备粗制焦锑酸钠，工艺流程经济合理，试验取得锑回收率90%以上，渣率30 %，粗锑酸钠含锑47.93 %，达到了良好的效果，成功解决了一次净化渣中锑的回收问题。

［1］易宇， 石靖， 田庆华， 等. 高砷烟尘碱浸渣制备焦锑酸钠的新工艺［N］.中国有色金属学报， 2015（1）：242-243.

［2］段习韬. 硫代锑酸锑的制备及润滑性能研究［D］. 长沙：中南大学，2014.

［3］陈朴. 粗锑白湿法制取焦锑酸钠试验研究［J］. 矿冶工程，2014（5）：114-115.

［4］徐忠敏， 等. 含锑难处理金精矿加压氧化法制备焦锑酸钠的工艺研究［J］. 黄金， 2013（11）：34.

［5］刘鹊鸣， 单桃云， 金承永. 氧化锑矿碱法制备锑酸钠工艺探讨［J］.湖南有色金属， 2014（3）：31-32.

［6］金军. 从铜阳极泥分锑渣中碱浸制备锑酸钠工艺研究［D］. 江西：江西理工大学， 2015.

Study onthe Process ofPreparing Crude Sodium Antimonate by Using the Antimony-Containing Materials

ZHOU Yu-fei
（JCC Guixi Smelter， Guixi 335424， Jiangxi， China）

This paper studies on the production of crude sodium antimonate by using antimony-containing materials. The rough sodium antimony was made from antimony-containing materials by sulfuric acid washing， alkaline leaching and antimony oxide.The results show： acid acidity is 5～10g / L， copper， arsenic leaching rate can reach 70% or more； alkali concentration is 40～50 g / L， sodium sulfide concentration is 150 g / L， antimony leaching rate is 90%.

acid；alkali leaching；oxidation；sodium antimonate；aeration

TF818

A

1009-3842（2016）05-0045-03

2016-07-27

周宇飞（1982-），男，河南济源人，工程师，主要从事有色金属冶炼研究。E-mail：429772100@qq.com