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文档简介

1、一、锑与锑的化合物1、 金属锑 的物理性质:锑有四种同素异形体,即灰锑、黑锑、黄锑和爆锑。锑的原子量为 121.75,原 子序数为 51;锑是热和电的不良导体;性脆,易碎,无延展性,易熔,易挥发,其熔点为 630.5,沸 点为 1635.0。化学性质:常温下不与空气、水、稀盐酸、浓氢氟酸反应;与浓酸反应;与卤族元素 反应;锑盐易水解;与硫反应。2、 三硫化锑 有结晶形和无定形两种形态;熔点为 550,易挥发;不溶于水,受热易分解, 600时已 很明显, 880时其分解压可达 2452.058 pa,能直接被碳、一氧化碳及氢气还原,生成金属锑;可以 缓慢溶于热的浓硫酸,易溶于热盐酸。3、 三氧化

2、锑 常温下为白色结晶粉末,有立方晶形和斜方晶形两种形态;熔点为 656,易挥发,是两 性氧化物。四氧化锑微溶于水,溶于盐酸,不溶于其他酸类,但溶于碱金属的硫化物溶液,最适于 四氧 化锑 生成的温度是 500-900, 900时开始离解, 1030时反应完全 2Sb 2O 4=2Sb2O 3+O2二、锑的生产方法1、 金属锑的现代生产方法 分为火法与湿法两大类, 目前以火法为主。 火法炼锑中主要是挥发焙烧 -还原 熔炼或挥发熔炼 -还原熔炼法,即先产生三氧化锑,再进行还原熔炼,生产粗锑。2、 火法炼锑挥发焙烧的原理 是基于硫化锑在空气不足的情况下,受热氧化为易挥发的三氧化锑,随炉 气进入收尘系统

3、, 冷凝为白色粉状结晶沉积下来, 达到锑与脉石的分离。 三氧化锑的生产也可采用挥发 熔炼来实现, 这种方法具体是在高温、 强氧化气氛及炉料呈熔融状态的情况下, 使锑最大限度的以三氧 化锑形态挥发,冷凝下来,从而克服了挥发焙烧时因炉料熔结带来的困难。3、 湿法炼锑 主要由锑的浸出和电积两个工序所组成。前者使锑溶解于溶剂中,后者是将所得的溶液通 过电解产生出金属锑。目前湿法炼锑所用浸出剂,主要是硫化钠和苛性钠混合溶液,称为碱性浸出。4、工业生产中 炼锑的方法 是沉淀熔炼、挥发焙烧 -还原熔炼及碱性浸出 -硫化锑酸钠溶液电积。5、 在静态惰性气氛中, 物质在恒温下的挥发速度, 由 道尔顿经验方程 确

4、定:v=k(p-p /H LgP=-A/T+B (式中, v 表示物质挥发速度, g/(cm 2·min ; H 表示环境压力, pa ; p 表示所熔温度下物质挥发的饱 和蒸汽压, pa ; p' 表示惰性气氛中物质实际蒸汽压, pa;T 表示温度6、 焙烧产物 中,锑氧有:结氧、粉结氧、粉氧、纤维氧及红氧。7、 粉氧 :Sb 2O 3蒸汽在 500以下冷凝的产物,呈白色粉末状,产于表面冷却器及布袋收尘器,表冷器 产出的工业密度为 0.656g/cm3,布袋式的为 0.4529g/cm38、 直径炉的优缺点 :优点(1设备简单,便于就地取材,投资少,见效快; (2不需复杂的

5、原料制备 过程; (3产品 Sb 2O 3质量较好,易于炼成精锑; (4水、电、燃料等消耗不大,易经营管理,生产成 本低。缺点(1炉床单位处理量小,能力低; (2适应性差,不易焙烧富锑矿、高品位精矿、氧化硫 化混合矿及低熔点脉石的硫化矿; (3渣含锑高,挥发及物料运输损失大,冶炼回收率低; (4劳动强 度大,劳动条件差; (5废气含 SO 2浓度低,不易回收利用,易造成污染,且废热也难充分利用。 三、硫化锑精矿得挥发熔炼1、硫化锑精矿 鼓风炉挥发熔炼 ,是在低料柱,薄料层,高焦率,热炉顶的鼓风炉内实现的。2、 鼓风炉之所以能得到较快的发展主要原因 :(1对原料的适应性强,既能处理硫化矿,也能处

6、理氧化 矿和硫氧混合矿。 (2适于处理高品位锑精矿 (含锑最好高于 40%,精矿品位愈高, 经济效果愈好 (3 鼓风炉挥发熔炼时,精矿中得锑绝大部分挥发进入锑氧,锑的挥发率一般在 90%以上(精矿品位高,锑 得挥发率就搞 。 (4与直井炉比较,鼓风炉生产能力较大,回收率较高。 (5当锑精矿含铁矿不高时, 产出得锑锍和粗锑可返回鼓风炉处理,不必另建处理锑锍得设备。3、 渣型选择 :合理经济的渣型要求消耗的溶剂少(1根据入炉锑精矿的成分确定渣型(SiO 2为主 , (2 溶剂要求经济适用效率高, (3 渣熔点低、 流动性好、 粘度小, (4 有利于锑的挥发。 SiO 2-FeO-CaO 为主的渣型

7、。选择价格便宜,供应方便,溶剂效率高得溶剂。因此一般因团铁矿石和石灰石做溶剂。渣 的组成:SiO 2 40¬42%.FeO 28¬32%,CaO 20%;其他 10%。4、 挥发熔炼鼓风炉 分炉顶、炉身、炉缸和前床几个部分。 炉缸和前床连接得方式 有过渣道式咽喉口和 渣溜槽式咽喉口。 过渣道式优点是寿命较长; 渣溜槽式优点是熔体从咽喉口经渣溜槽从前床渣面得上部 流入前床,故熔体在前床中较平静,有利于炉渣于锑锍或粗锑分离,渣含锑较低。5、 前床得作用 是让炉渣与锑锍或粗锑在炉膛中进一步澄清分离,以降低渣含锑。6、 冷凝收尘系统得作用 就是利用一系列得降温设施把炉气的温度降低到

8、滤烟布袋允许的温度,同时, 尽可能完全地把其中的氧化锑收集下来。冷凝收尘系统主要是由“鹅颈” ,烟尘沉降室,汽化冷却器或水冷却器,表面冷却器,抽风机和布袋室组成。7、 鹅颈 是连接焙烧或熔炼设备与冷凝收尘系统的导气管。 锑锍 是硫化亚铁与锑得氧化物组成得合金。8、 鼓风炉生产工艺流程 包括干团矿的制备,鼓风炉造渣熔炼及炉气系列冷凝收尘措施。主要产物是符 合反射炉还原熔炼要求得三氧化锑,可以丢弃得炉渣和低浓度二氧化硫的废气。四:氧化锑的还原熔炼1. 锑氧 :还原熔炼中加入炉内的锑氧,应根据分批的分析资料,按其含锑、铅、砷量的高低进行合理 配料。从生产成本考虑,入炉锑氧平均含锑最好不低于 75%。

9、同时,当冶炼一号,二号精锑时,锑氧含 铅分别控制在 0.08%和 0.18%以下。2. 还原剂 :我国的炼锑厂都用无烟煤作还原剂。 对还原剂的要求是:灰份不高于 10%, 含碳量不低于 80%, 粒度宜小于 5mm 。3. 溶剂 :为了防止入炉锑氧化过度挥发,炉内熔体温度一般不超过 1000,这样只能采用粉末状纯碱 (熔点 850 作为溶剂, 使炉料和还原剂中的脉石氧化物渣化。通常用纯碱的 Na 2CO 3含量应大于 95%, 其中重金属含量不超过 0.002%。溶剂的作用是造渣和助熔。4. 氧化锑还原的热力学性质表明:还原温度以 1000 1200。5. 锑氧的 反射炉还原熔炼 主要包括烧火

10、、进料、熔化、还原、精炼、加“衣子”和铸型技术操作。6. “衣子” 是锑锭表面的起星剂或覆盖剂,它是含锑较高、含砷较低的粉状锑氧在高温下的熔融物, 用以覆盖在锑液表面,隔绝空气,保护锑可不受氧化,同时使熔融的金属锑逐渐冷却,创造结晶条件, 使锑锭表面上呈现凤尾草状花纹;利用“衣子”的粘附作用,还能除去一些高熔点杂质。在生产中,将 含锑大于 80%、含砷较低的粉状锑氧,配以 1-2%的纯碱作为溶剂,按每吨锑液约 40 50kg 加入从炉内 高温锑液的表面,熔化后呈亮褐色、流动性好的熔体,这种“衣子”称为“新衣子” 。接着再按每吨锑 液约 100kg 加入从锑锭表面清除下来的 “衣子” , 这种

11、“衣子” 称为 “老衣子” 。 在高温下, 将新、 老 “衣 子”熔融成流动性好的均一熔体后,即可进行铸锭作业。7. 反射炉 (还原熔炼及精练 的产物 有精锑、次锑氧、泡渣、碱渣和烟气。8. 泡渣 :氧化锑还原熔炼所以产泡渣,是一种由还原剂的灰份和氧化锑中的脉石成分、添加剂 Na 2O 和 砷、锑的低价盐类所组成的含锑、砷成分的炉渣。在固态时呈蜂窝状,故称为泡渣。五、锑的精炼1. 精炼锑的任务 是从不符合市场要求的金属锑中去除有害杂质,生产出各种牌号的精锑。2. 锑的火法精炼 一般是基于使锑内的杂质金属优先氧化或硫化形成浮渣与镁分离, 也可以利用降温的熔 析,真空蒸馏,生成金属间化合物等方法,

12、使某种杂质降低到工业要求。3. 粗锑的火法精炼除砷 , 广泛应用的是加碱吹风氧化的碱性精炼除砷法, 这种方法是将纯碱加在熔融的 锑液上,并向锑鼓入压缩空气,在碱性熔剂存在下,砷为空气中的氧所氧化。再与碱性熔剂作用,生成 砷钠盐,从而与锑分离。4. 锑白 是一种粒度微细,色泽洁白的三氧化二锑,简称三氧化锑,一般 Sb 2O 3含量大于 90%,高价氧化 锑含量占 0.1-0.3%。锑白中的三氧化二锑多为立方晶型,少数为斜方晶型,锑白的平均粒度随制造方 法差异很大。一般锑白为 0.5-1.5m 。超细锑白又可达 0.2m 或以下。5. 锑白的制造方法 分为火法和湿法, 湿法主要是氧化锑的水解法; 火法又可分为直接法和间接法, 直接 法是利用有害杂质很低的硫化锑精矿作为原料, 通过直接氧化挥发生产符合用户要求的产品。 间接法是 用高品位的金属锑为原料,通过熔化,氧化挥发,冷却,升

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