辉锑矿制备锑白

天水师范学院化学中和设计实验—辉锑矿湿法制备锑白学院：生化学院班级：09应化一班姓名：李亚镇学号：292060113指导老师：刘岿（致谢）

指导时|'匪012.6.4----2012.6.11辉锑矿湿法制备锑白（李亚镇09应化一班292060113）摘要：锑白在工业中有着广泛的作用，如在陶瓷、石化、纺织、等行业中充当阻燃剂、澄清剂及催化剂等。制备锑白的方法主要包括火法和湿法，火法制取锑白，是将辉锑矿装入氧化炉的坩蜗中，加热使其溶化后输入氧化性气体（氧气或空气），它与熔化物作用生成气态三氧化二锑，经冷却生成产品，湿法则是以三氧化锑为原料，将其溶解于有机试剂中，水解或氨解得到三氧化二锑，本次对湿法三氧化二锑（锑白）生产工艺进行了改进，采用盐酸加氯气作为浸出剂浸出锑矿，提高了锑的一次浸出率并有利于后续工艺处理。在滤渣料浆中和除氯离子时通过加入氯化钠或氯化铵等添加剂，控制温度在40摄氏度左右，在较高的搅拌速度下将有利于生成颗粒较小的立方晶形沉淀，减少了产品中杂质的含量且提高了产品的光稳定性。关键词：辉锑矿、三氧化二锑、湿法；、改进、锑白。辉锑矿是锑的硫化物（Sb2S3）矿物。含锑71.69%，是锑的最重要的矿石矿物。属正交（斜方）品系。品体常见，呈尖顶的长柱状，柱面具纵条纹。板面解理完全；解理面现平行横纹。集合体呈块状、粒状或放射状。铅灰色，金属光泽，莫氏硬度2，比重4.6。性脆，易熔。主要产于中、低温热液矿床，常与辰砂、雄黄、雌黄共生。湿法三氧化二锑（锑白）由于其生产设备投资较少，并且不像火法锑白对矿石品位要求较高，湿法锑白对贫或富矿都能适。但湿法锑白的质量一直不够稳定，表现在锑白的杂质含量较高或是其白度不够等。通过对传统的湿法锑白的生产工艺改进，使湿法锑白的质量达到了国家标准GB/T4062）1998零级锑白指标。一实验目的1简单了解辉锑矿的组成及其性质；2掌握锑白的制备原理及其用途；3掌握湿法和干法制备原理；二实验原理辉锑矿是锑的硫化物（Sb2S3）矿物。含锑71.69%，是锑的最重要的矿石矿物。属正交（斜方）品系。品体常见，呈尖顶的长柱状，柱面具纵条纹。板面解

理完全；解理面现平行横纹。集合体呈块状、粒状或放射状。铅灰色，金属光泽，莫氏硬度2,比重4.6。性脆，易熔。主要产于中、低温热液矿床，常与辰砂、雄黄、雌黄共生。锑白，即粒度微细，色泽洁白的二氧化二锑，简称三氧化锑，白色结品性粉末。加热变黄，冷后变白。无气味。高真空时加热至400°C能升华。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液，微溶于水 、稀硝酸和稀硫酸。相对密度5.67。熔点655C。沸点1425C。半数致死量(大鼠，经口)>20G/kG。有致癌可能性。用途：催化剂、媒染剂、织物、纸张、塑料阻燃剂、玻璃脱色剂。用以制备酒石酸锑钾，釉彩，防火剂。制造铅软化剂。三氧化二锑是应用最早的阻燃剂，适用于环氧树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，单独使用时用量要大，阻燃效果差(除非阻燃物含卤)，当与卤素化物(R.HX)并用时则有良好的协同效应，阻燃效果明显提高。不过其对阻燃制品聚合物基体的着色性能和机械强度却有显著的影响。{度大于15).m或小于0.01}tm时就不呈现着色作用，可用于透明聚合物的阻在0.01},m-15)m范围内，粒度越大，着色度越低，生产所需的有色颜料消；越小，锑白粒度大小和均匀性与阻燃制品抗冲击性息息相关，据国外实验资：明三氧化锑粒度与ABS树脂抗冲击性成反比，减少一个微米三氧化锑粒度，.给塑料制品增加一倍以上抗冲击性，并且三氧化锑在任何树脂基体中充分混！匀，都将增加其增效作用。具体地，锑白的粒度要求因阻燃制品性能及其加工工艺而异，热塑塑料和热树脂的散射性和抗冲击性非常重要，因此主要使用平均粒度为1.3}m}1.5}m色度的三氧化锑，而对物理性能要求不严格的塑料制品，主要使用低着色度'氧化锑，可以达到既可阻燃又可少加颜料的目的，而化纤、棉纺等织物阻燃'氧化锑则因其加工工艺需要对粒度有严格要求，表1-4为SbzO:粒度与可纺反应放出H2O并生成熔点较低、能够气化的卤化锑，起稀释可燃性气体的作用。同时他的相对密度较大，覆盖于高分子材料表面隔绝空气，能促进炭化反应，降低燃烧系统的温度，能捕捉燃烧过程中气相里游离的HO.和H.,从而抑制燃烧。实际上三氧化二锑是普遍使用的阻燃剂协效剂，与卤素化物之比以3:1最佳主要反应方程为：浸出及过滤SbS+3SbC15—5SbCl+3S浸出及过滤在水解：SbCl+HOt4SbOCl在水解：SbCl+HOt4SbOCl+HOtSbOCl+2HCl2SbOCl+2NH -HOtSbO+2NHCl+HOSbOCl+2NH -HOt2SbO +2NHCl+HO4 5 2 3 2 2 3 4 2

干法和湿法：十法和湿法之分：干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后，在加入少量硅胶，拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦，但可以保证样品层很平整。湿法上样就是用少量溶剂（最好就是展开剂，如果展开剂的溶解度不好，则可以用一极性较大的溶剂，但必须少量）将样品溶解后，再用胶头滴管转移得到的溶液，沿着层析柱内壁均匀加入。然后用少量蒸馏水洗涤后，再加入。湿法较方便。三仪器及试剂1试剂：辉锑矿、稀盐酸、氯气、铁粉、三氯化铁、硫氤化钾、碳酸钠（氢氧化钠）、氯化铵、PH试纸2仪器：矿石粉碎机、烧杯、通风橱、量筒、玻璃棒、三口烧瓶、吸滤瓶、加热搅拌装置、温度计、实验装置尾气收集抽滤装置尾气收集抽滤装置五锑白的制备工艺及流程1生产工艺三氧化二锑俗尘锑白，是一种重要的无机氧化物，根据其品型不同，可分为立方品型和斜方品型。由于其结构的不同，性质在一些方面也不同，立方晶型对光稳定，酸性强；斜方品型对光不稳定，见日光变黄。2流程图

盐酸精锑粉水氮氧锑氨水湿锑白稀盐酸、水盐酸精锑粉水氮氧锑氨水湿锑白稀盐酸、水辉锑矿T浸出T还原T水解T过滤T中和T过滤T洗涤T干燥T锑白I渣六实验步骤1浸出锑矿经粉碎后，用浸出剂进行浸出。传统工艺采用FeCl3作为浸出剂，新工艺采用盐酸+cl2体系作为浸出剂。浸出原理是浸出剂中的HCl与Sb2S3发生反应，生成SbCl3,SbCl3再与C12发生反应生成SbCl5。SbCl5是一种强氧化剂，能在常压下浸出硫化锑矿，使得锑矿中的锑以离子的形式进入液相中，而硫则以单质的形式留在渣中。其主要反应为：SbS+3SbClT5SbCl+3S通入的Cl2使被浸出的Sb3+氧化为Sb5+,重新成为新的氧化剂，即氧化剂的再生。其反应为：SbCl+ClTSbCl2过滤在75~85e下浸出2〜3h,锑浸出比较完全。浸出完毕后进行过滤，滤渣可于回收单质硫。滤液进入下一步工序。实验发现，采用盐酸+Cl2体系作为浸出剂时，可以提高锑的一次浸出率，且浸出反应与氧化剂的再生同时进行，便于后续工艺的处理。3还原上一工序的滤液中，含有Sb5+,Sb3+,Fe3+,Cu2+等高价金属离子，可以采用铁粉作为还原剂进行还原。溶液温度对还原速率影响较大。温度越高，还原反应越快，一般维持在40〜50e为宜。还原过程中还要进行适当的搅拌。还原反应结束后，可用KSCN溶液来检验溶液中是否还有Fe3+存在:Fe3++KSCN[Fe(SCN)5]2-(血红色)如果溶液呈血红色，表明还原反应不完全，如果溶液呈无色，表明已全部被还原。由于Sb5+与Fe3+的还原电极电位基本相同，故当Fe3+还原完全时，表明Sb5+也已还原完全。还原后的滤液进行过滤，滤渣为过量的铁粉等，可返回使用。滤液供下一步水解。4水解含Sb3+的滤液通过水解生成氯氧锑沉淀：SbCl+HOtSbOCl+2HCl4SbOCl+HOtSbOCl+2HCl上述反应中，生成哪一种氯氧锑，与水解时的酸度密切相关。酸度较高时生成SbOC,l但水解不完全，部分Sb3+仍留在母液中；酸度较低时，生成Sb4O5Cl2,水解比较完全。实验时保持溶液的酸度在c(H+)=0.1~0.3mol/L为宜。此时大量杂质不会水解而以离子的形式存在于液相中，实现杂质与Sb3+的分离。5酸洗水解完全后过滤，滤渣经酸洗，除去夹带的杂质，洗液可用0.1mol/L的稀盐酸或稀硝酸。6中和除Cl-上一步经酸洗后的滤饼，经浆化后用碱中和，进行碱性水解，生成锑白。中和时，碱度控制在pH为7~8为宜。pH太高，Sb2O3会溶解而降低产率;pH太低，氯氧锑碱性水解不完全，导致除Cl-不完全。用NH3#H2O或(NH4)2CO3作中和剂优于NaOH,因为前者易于控制pH。2SbOCl+2NH-HOtSbO+2NHCl+HOSbOCl+2NH-HOt2SbO+2NHCl+HO4 5 2 3 2 2 3 4 2中和工艺条件：中和温度控制在40e左右，pH为7〜8,加入适量的NaCl或NH4Cl等添加剂，以较高的搅拌速度搅拌0.5h,碱性水解即可完成。实验发现，在中和除Cl-的过程中，通过加入NaCl或NH4Cl等添加剂将有助于生成立方品形沉淀，而立方品形沉淀有利于提高产品的质量，如光稳定性等。且水解过程中保持较高的搅拌速度，有利于形成颗粒较小的稳定的晶体，便于后续洗涤除杂。7干燥碱性水解后过滤，滤渣经洗涤后，其含水质量分数在40%左右，在120140e下干燥2h,即可得锑白产品。七产品分析按标准GB/T4062)1998要求进行分析，可见采用新工艺(HCl+C12)比传统工艺(FeC13+HC1)可提高锑的一次浸出率约3.6%。产品名称产率品味品味回收率回收率磨矿细度-0.03m含量SbAg/(g/t)SbAg辉锑矿12.4663.05260.0074.9377.8175辉锑矿22.5562.49281.4177.5987.1985辉锑矿33.0155.04231.5079.6684.9885精选三次锑白的力度随氧化温度的升高而增大，在氧化温度为650摄氏度、鼓风量为理论值的2倍条件下，能获得百度为96-97度的锑白，但同时需控制含杂质的量低于0.01%。八结论对湿法制备锑白的生产工艺进行了改进，用盐酸+Cl2作为浸出剂，浸出锑矿中的锑，提高了锑的一次浸出率并有利于后续处理；在滤渣浆料中和除Cl-时通过加入NaCl或NH4Cl等添加剂，在较高的搅拌速度及pH为7〜8,40e左右时有利于生成立方品形沉淀。工艺改进后，产品达到了GB/T4062)1998零级锑白产品的要求，其中Sb2O3质量分数达到了99.56%,白度达到了93.8%。参考文献：:1］李景国，姜胤.从含锑工业废渣中制取锑白工艺过程的研究［J］.辽宁化工,1996(3):39-41.:2］钟启愚，列醒泉，林世英，等.杂质对锑白白度的影响［J］.中南矿冶学院学报，1990,21(6):610-614.［3］杜澍芝，黄华堂.酸法制取细粒级锑白［J］.云南冶