从铅阳极泥中分离锑

表 1 铅阳极泥在空气 中氧化 24 h 后的物相组成
氧化温度/ e
主要物相
200
Sb, Sb 2O3, Pb, PbO, SbAg3
300
Sb2 O 3, PbO , Pb O2 , Sb2 O4 , SbA g3
400
Sb 2O 4, PbO , PbO 2, Sb 2O 3, A g2 O
由表 1 可以看出, 烘烤温度较低( < 200 e ) 时, Sb 氧化不完全; 而温度过高( > 400 e ) , 则 有部分 Sb 形成不溶于盐酸的高价氧化物 Sb2 O4 ; 温度在 200~ 300 e 之间时才会最大量地形成可 溶性的 Sb2 O 3 。
在 Sb( III) 水解时, Sn( IV) 也同时水解, 分别 形成氯氧化物沉淀, 其它离子仍在溶液中, 使 Sb 和 Sn 与体系中的其它离子分离开来。为了纯化 和分 离锑, 并同时 回收 沉淀 中的 少量 锡, 用 2 mol/ L 盐酸溶液加铁粉还原混合沉淀物, 得到固 体锑粉和 2 价锡离子溶液, 实现锑与锡的分离。
氧化温度/ e
220 250 280 300 350 400
表 2 铅阳极泥在 不同温度下氧化后的浸出试验结果
Sb 浸出率/ % 42. 57
Sn 浸出率/ % 33. 99
浸出条件
w ( N aCl ) / % c ( HCl ) / ( mol # L- 1 ) w ( N aClO 3) / %
锡得到较好分离。
参考文献:
[ 1] 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.
[ 2] 吴锡平, 吴立新, 陈润辉. 从高银铅阳极泥中提取金银并综合 回收铅锑等有价金属[ J] . 黄金, 1996, 17( 1) : 44- 45.
c( HCl) / ( mol# L- 1)
w ( N aC lO3 ) / %
温度/ e
24. 08
15. 13
45
2. 4
30
40
47. 74
2. 33
45
2. 4
30
60
63. 22
24. 67
45
2. 4
30
75
77. 58
15. 45
45
2. 4
30
85
99. 38
0. 97
45
3
30
85
1. 2. 1 阳极泥的预氧化 将阳极泥研细, 在空气中于 160 e 下烘烤 24
h 后, 逐渐升温至 280 e , 保持 24 h, 将金属转化 成氧化物. 1. 2. 2 阳极泥中金属的浸出
取一定量预氧化的阳极泥, 按一定的液固质 量比加入盐 酸与氯化钠的混合液, 搅拌, 水浴加 热, 并控制一定温度, 加入一定量氯酸钠溶液氧化 金属氧化物, 之后常温过滤。 1. 3 试验流程
[3] 杨天足, 水承静, 宾万达. 铅阳极泥湿法处理工艺述评[ J ] . 黄金, 1996, 17( 11) : 33-38.
第 24 卷第 2 期
杨克儿, 等: 从铅阳极泥中分离锑
# 111 #
[ 4] 王冬珍. 阳极 泥及碲回 收物料中 高含量碲 的测定 [ J ] . 岩 矿测试, 2002, 21( 2) : 143-146.
Bi2 O 3 + 6H Cl
2BiCl3 + 3H 2 O,
CuO + 2H Cl
CuCl2 + 3H 2 O,
PbO + 2H Cl 2ClO-3 + 2Cl- + 4H+
P bCl2 + H 2 O, Cl2 + 2ClO2 + 2H 2 O,
3Cl2 + 2Sb
2SbCl3 ,
Sn + 2Cl2 水解:
# 110 #
湿法冶金
2005 年 6 月
表 3 不同条件对铅阳极泥中 Sb 和 Sn 浸出率的影响
Sb 浸出率/ % 61. 25
Sn 浸出率/ % 18. 79
w ( N aCl) / % 0
NaCl 加入量对 Sb, Sn 浸出率的影响
c ( HCl ) / ( mol # L- 1) w( NaClO 3 ) / %
3
30
75
2. 4
30
75
10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1
m( 液) / m( 固) 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1
40. 52
17. 32
45
2
30
75
S b 浸出率/% Sn 浸出率/ %
w ( N aCl) / %
浸出温度对 S b, Sn 浸出率的影响
在 200~ 400 e 范围内进行氧化试验, 以确 定最佳氧化温度, 结果见表 2。在 280 e 下, 锑的 氧化率较高, 而 锡的氧 化率 很低, 说 明此 条件 下, 锡、锑分离较好, 以下试验均选定氧化温度为 280 e 。由于锑的氧化过程放热, 如果升温过快, 则氧化反应剧烈, 放出的大量热会导致局部温度 过高, 使锑形成高价锑的氧化物, 故应缓慢升温, 同时注意将物料铺成薄层, 使其均匀氧化。
m( 液) / m( 固) 10 B 1
14. 70
30. 66
45
2. 4
66. 27
19. 72
45
2. 4
86. 26
7. 39
45
2. 4
30
75
6B 1
30
75
8B 1
30
75
10 B 1
67. 77
Sb 浸出率/ %
7. 91 68. 82 86. 26 38. 52
20. 87
Sn 浸出率/ %
SnCl4 。
SbCl3 + H 2 O SnCl4 + H2 O
SbO Cl + 2Cl- + 2H + , SnO Cl2 + 2Cl- + 2H + 。
由于氧化剂是在反应后期加入的, 此时 H Cl 的浓度较低, 因此反应易控制, 不易造成过度氧 化。锡则被氧化为+ 4 价, 进而水解形成难溶性 氯氧化锡。
第 24 卷第 2 期
杨克儿, 等: 从铅阳极泥中分离锑
# 109 #
需对阳极泥进行预氧化。利用空气中的氧, 在 100 ~ 250 e 范 围内, 阳 极泥 中的 锑 可 缓慢 氧 化成 Sb2 O 3 。这是一种相对稳定的锑氧化物, 易溶于盐 酸。但 提 高 加 热 温 度 后, Sb2 O3 逐 渐 氧 化 成 Sb2 O 4 , 它在盐酸溶液中是不溶的。表 1 为铅阳极 泥在不同温度下, 于空气中烘烤氧化 24 h 后的物 相组成。
温度/ e
4
30
75
m( 液) / m( 固) 10 B 1
75. 34 72. 64 98. 48 81. 83
Sb 浸出率/ %
82. 40 58. 55 52. 26 81. 78 84. 10 68. 39
11. 04 14. 59 9. 21 20. 33
Sn 浸出率/ %
58. 66 35. 07 41. 74 5. 62 4. 52 17. 39
图 1 从铅阳极泥中提取锑的工艺流程
试验用仪器主要有恒温磁力搅拌器, 马弗炉 ( 4 000 W) , 控温加热电炉( 1 000 W) , 空气泵。 1. 2 试验方法
收稿日期: 2004-10-28
2 结果与讨论
2. 1 铅阳极泥预氧化 铅阳极泥中的锑比较稳定, 不溶于盐酸, 所以
作者简介: 杨克儿( 1954- ) , 男, 广东揭西人, 学士, 实验师, 主要研究方向为元素分离化学研究。
Sb 浸出率/ %
Sn 浸出率/ %
w ( N aCl) / %
液固质量比对 Sb , Sn 浸出率的影响
c ( HCl ) / ( mol # L- 1) w( NaClO 3 ) / %
温度/ e
90. 83
10. 29
45
3. 0
30
95
10 B 1
m( 液) / m( 固) 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1
湿法处理铅阳极泥是上世纪 80 年代末发展 起来的新技术。铅阳极泥是提取贵金属和综合回 收 Au, Ag , Sb, Bi, Cu, P b, A s 等金属的重要 原料[ 1-5] 。国内外大型有色金属冶炼厂在处理铅 阳极泥时多采用传统的火法工艺, 以湿法为主的 湿- 火法联合工艺研究和产业化是今后铅阳极泥 处理的研究方向[ 1] 。
2. 2 锑的浸出 经过氧化的铅阳极泥中, Sb 和 P b 大部分以
低价氧化物形式存在, 但仍有少部分以单质形式
存在。为了提高锑的浸出率, 浸出后期加入少量
的氧化剂氯酸钠, 使 Sb 和 P b 尽可能氧化而进入 到溶液中。相关反应如下:
Sb2 O 3 + 6H Cl
2SbCl3 + 3H2 O ,
从铅阳极泥中湿法提取金和银等贵金属的方 法已 有 介 绍[ 6-11] , 也 有 关 于 湿 法 提 取 锑 的 报 道[ 2, 12, 13] , 但很少见有关于在分离提取锑的同时 分离锡的报道。
为达到从铅阳极泥中分离 Sb 与 Sn 并提取 金属 Sb 的目的, 在利用盐酸浸出前, 采用低温 空气氧化处理, 使其中的 Pb, Ag 和 Sb 等金属转 化为易溶于盐酸的氧化物, 同时防止锑在高温时 生成难溶性的高价氧化物。试验探讨了锡、锑及 提取锑的条件。
摘要: 研究了利用湿法分离铅阳极泥中的锑, 确定了锑溶 出的最佳 条件。试验结果 表明, 方法简便 可行, 锑
回收率较高, 尤其是在回收锑的同时, 实现了锑与锡的分离。方法具有一定的应用价值。
关键词: 铅阳极泥; 锑; 回收
中图分类号: X756
文献标识码: A
文章编号: 1009- 2617( 2005) 02- 0108- 04
采用单因素试验法确定最佳浸出条件, 试验结 果见表 3。从表 3 看出, 将铅阳极泥中的 Sb 和 Sn 分离的最佳条件为 NaCl 加入量 45% , HCl 浓度 3 mol/ L , 温度 85 e , N aClO 3 加入量 30% , 液固质 量比 10 B 1。按此 条件, Sb 浸出率 99. 38% , 同 时, 金属 Sn 的浸出率很低。
45
2. 4
30
温度/ e 75
57. 08
12. 23
45
2. 4
30
75
86. 26
7. 39
45
2. 4
30
75
64. 07
7. 28
45
2. 4
30
75
5. 83
0. 53
45
2. 4
30
75
2. 35
2. 58
45
2. 4
30
75
m( 液) / m( 固) 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1
12. 41 12. 59 7. 39 17. 71
45
w ( N aCl) / % 45 45 45 45
2. 4
30
75
N aClO 3 加入量对 S b, Sn 浸出率的影响
c ( HCl ) / ( mol # L- 1) w( NaClO 3 ) / %
温度/ e
2. 4
0
75
2. 4
15
15 30 45 60
w ( N aCl) / % 45 45 45 45 45 45
4
30
75
4
30
75
4
30
75
4
30
75
HCl 浓度对 S b, Sn 浸出率的影响
c( HCl) / ( mol# L- 1)
w ( N aCl O3 ) / %
温度/ e
12
30
75
6
30
75
4
30
75
3
30
75
从铅阳极泥中提取锑的试验流程见图 1。
1 实验部分
1. 1 试剂、样品及试验仪器
试验所用氯化钠、氯酸钠、盐酸等均为分析纯
试剂; 铅阳极泥取自广东省潮州市饶平金属材料 厂, 化 学 成 分为 ( % ) : Sb 25. 91, Sn 27. 89, Pb
源自文库
16. 76, Bi 6. 03, Cu 4. 60, N i 1. 97, Ag 1. 53, Co 0. 015, Zn 0. 01, M g 0. 004。
75
2. 4
30
75
2. 4
45
75
12 B 1
m( 液) / m( 固) 10 B 1 10 B 1 10 B 1 10 B 1
4 结论
为使阳极泥中的 Sb 转化成盐 酸可溶的 Sb2 O 3 , 首先要使阳极泥在空气中充分氧化。浸 出时, 在浸出后期加入氧化 剂 N aClO 3, 保证 Sb 充分氧化。Sb 的 最佳浸出 条件为: NaCl ( 45% ) + H Cl ( 3 mo l/ L ) + N aClO3 ( 30% ) , 温 度 85 e , 液固质量比 10 B 1, 浸出率为99. 38% , 锑与
第 24 卷第 2 期( 总第 94 期) 2005 年 6 月
湿法冶金 H ydro met allurg y of China
Vo l. 24 No. 2( Sum . 94) June 2005
从铅阳极泥中分离锑
杨克儿, 黄春霞, 佟珊玲, 阎雁
( 汕头大学 化学系, 广东 汕头 515063)