專利名稱:一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鉍系列化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法,尤其是涉及一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸秘的工藝。
背景技術(shù):
次碳酸鉍又稱堿式碳酸鉍,為白色或微帶淡黃色粉末;無(wú)臭,無(wú)味,遇光即緩緩變質(zhì),不溶于水及乙醇。常用作分析試劑,X光診斷中遮光劑,用于鉍化合物的制備,搪瓷助熔和陶瓷上釉。生產(chǎn)次碳酸鉍化工產(chǎn)品的原料一般是用氧化鉍和碳酸氫銨制備。比如2010年I月20日,中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開號(hào)CN101628735A,所公開的一種鉍系列化工產(chǎn)品的制備方法。該方法對(duì)生產(chǎn)原料氧化鉍要求高,導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。而我公司的氧化鉍來(lái)自于一種電弧爐沉降室物料,含雜質(zhì)多。主要表現(xiàn)為含有Pb、Cu、、As、Na、Ag、Fe、N1、Ca、K、S1、Sb等化學(xué)雜質(zhì),還含有不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)。這類氧化鉍行業(yè)上被稱為粗氧化鉍。顯然,該粗氧化鉍不能達(dá)到生產(chǎn)次碳酸鉍原料使用標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)處理模式采用將該粗氧化鉍返還冶煉廠,重新火法還原、除雜、鑄錠精鉍再做氧化鉍使用;還有處理的手段是用采用加酸使其充分溶解的濕法冶煉,過(guò)濾物理雜質(zhì),通過(guò)結(jié)晶,加堿制備新化合物或通過(guò)萃取分離。以上任一種方法均存在處理成本太高,即要消耗大量化學(xué)試劑和排出大量廢水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是針對(duì)所述存在的問(wèn)題,提供一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,同時(shí)解決傳統(tǒng)工藝要消耗大量化學(xué)試劑和排出大量廢水的問(wèn)題。使生產(chǎn)成本顯著降低,工藝流程簡(jiǎn)短。本發(fā)明的解決方案是一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,使用的粗氧化鉍原料中含有化學(xué)雜質(zhì)按 PPM 濃度計(jì)如下Pb7-12, Cu 25-30,As1. 5-3, Na O. 5-3, Ag 4-7, Fe100-125,Ni 1-3,Ca 500-600,K 1-4, Si 60-70,Sb 3-5,不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)小于原料總質(zhì)量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍過(guò)篩-60目>95%,對(duì)篩上物的粗顆粒經(jīng)諸如球磨機(jī)類研磨設(shè)備研磨后再過(guò)篩,混勻;
②取過(guò)篩后的粗氧化秘原料,加入硝酸;以克/克為單位,液固質(zhì)量比為2-20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質(zhì)量比1-1. 5 1,反應(yīng)溫度0-200°C (優(yōu)選85°C ),反應(yīng)時(shí)間l_48h (優(yōu)選4小時(shí))進(jìn)行化學(xué)除雜,控制上清液pHO. 5-1. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物;使得新化合物中鉍含量的質(zhì)量百分比大于99%,反應(yīng)溶液中鉍小于lg/L ;壓濾,分離;含化學(xué)雜質(zhì)液用公知技術(shù)加堿沉鉍,鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學(xué)除雜,或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收;所產(chǎn)生的沉鉍廢液經(jīng)環(huán)保處理,再排放;
③將壓濾的濾餅加入過(guò)量的硝酸,溶解完全,控制硝酸與濾餅的質(zhì)量比為O.5-5 1,溫度0-100°C ;過(guò)濾,過(guò)濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料;過(guò)濾后的酸溶濾液加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在pH為8. 5 9. O、溫度50 55°C下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到成品;
④分離后的硝酸鈉母液經(jīng)濃縮回收硝酸鈉。上述粗氧化鉍原料來(lái)自于一種電弧爐沉降室物料。上述新化合物主要是次硝酸鉍。上述不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)以固態(tài)存在。上述酸溶濾液的主要成分是硝酸鉍。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于工藝步驟中打破了常規(guī)利用硝酸去溶解鉍的思路,在粗氧化鉍原料中,有條件地加入硝酸溶解含有Pb、Cu、、As、Na、Ag、Fe、N1、Ca、K、S1、Sb等化學(xué)雜 質(zhì)。本發(fā)明突破的技術(shù)關(guān)鍵是,利用反應(yīng)條件控制硝酸,讓鉍生成一種不溶水的次硝酸鉍化合物,使得化學(xué)雜質(zhì)變成濾液與鉍分離。本發(fā)明具有積極的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益,經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)在采用本發(fā)明深加工制備堿式碳酸鉍產(chǎn)品,相比火法處理再做堿式碳酸鉍產(chǎn)品,省略了前驅(qū)體制備和鍛燒;化學(xué)試劑消耗少,成本僅為1/2左右,相比其他濕法處理,亦節(jié)省了大量的化學(xué)試劑輔料,簡(jiǎn)短了工藝流程,成本亦得到了大大的降低;同樣相比CN101628735A工藝亦大大減少?gòu)U水、廢氣的排放,同時(shí)降低了廢水、廢氣處理成本,環(huán)境更為友好。
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面用具體實(shí)施方式
并結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例1
一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,使用的粗氧化鉍原料中含有化學(xué)雜質(zhì)按PPM濃度計(jì)如下Pb 9,Cu 30,As1. 5,Na 3,Ag 4,F(xiàn)e 100,Ni 3,Ca 500,K 2,Si 70,Sb 5,不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)小于原料總質(zhì)量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過(guò)篩-60目總質(zhì)量的96%,對(duì)篩上物的粗顆粒經(jīng)諸如球磨機(jī)類研磨設(shè)備研磨后再過(guò)篩,混勻;
②取過(guò)篩后的粗氧化秘原料,加入硝酸50g;以克/克為單位,液固質(zhì)量比為2 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質(zhì)量比1: 1,反應(yīng)溫度85°C,反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)進(jìn)行化學(xué)除雜,控制上清液pHO. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物;使得新化合物中鉍含量的質(zhì)量百分比大于99%,反應(yīng)溶液中鉍小于lg/L ;壓濾,分離;含化學(xué)雜質(zhì)液用公知技術(shù)加堿沉鉍,鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學(xué)除雜,或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收;所產(chǎn)生的沉鉍廢液經(jīng)環(huán)保處理,再排放;
③將壓濾的濾餅加入過(guò)量的硝酸,溶解完全,控制硝酸與濾餅的質(zhì)量比為1: 1,溫度850C ;過(guò)濾,過(guò)濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料;過(guò)濾后的酸溶濾液加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在PH為8. 5、溫度55°C下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到成品;
④分離后的硝酸鈉母液經(jīng)濃縮回收硝酸鈉。
實(shí)施例2
一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,使用的粗氧化鉍原料中含有化學(xué)雜質(zhì)按PPM濃度計(jì)如下Pb 7,Cu 28,As 2,Na O. 5, Ag 6,F(xiàn)e 125,Ni 2,Ca 560,K 3,Si 64,Sb 3,不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)小于原料總質(zhì)量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過(guò)篩-60目總質(zhì)量的98%,對(duì)篩上物的粗顆粒經(jīng)諸如球磨機(jī)類研磨設(shè)備研磨后再過(guò)篩,混勻;
②取過(guò)篩后的粗氧化秘原料,加入硝酸75g;以克/克為單位,液固質(zhì)量比為20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質(zhì)量比1.5 1,反應(yīng)溫度0°C,反應(yīng)時(shí)間48小時(shí)進(jìn)行化學(xué)除雜,控制上清液PHl ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物;使得新化合物中鉍含量的質(zhì)量百分比大于99%,反應(yīng)溶液中鉍小于lg/L ;壓濾,分離;含化學(xué)雜質(zhì)液用公知技術(shù)加堿沉鉍,鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學(xué)除雜,或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收;所產(chǎn)生的沉鉍廢液經(jīng)環(huán)保處理,再排放;
③將壓濾的濾餅加入過(guò)量的硝酸,溶解完全,控制硝酸與濾餅的質(zhì)量比為5 1,溫度500C ;過(guò)濾,過(guò)濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料;過(guò)濾后的酸溶濾液加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在PH為9. O、溫度50°C下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到成品;
④分離后的硝酸鈉母液經(jīng)濃縮回收硝酸鈉。實(shí)施例3
一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,使用的粗氧化鉍原料中含有化學(xué)雜質(zhì)按PPM濃度計(jì)如下Pb 10,Cu 25,As 3,Na 3,Ag 7,F(xiàn)e 110,Ni 3,Ca 540,K 1,Si 60,Sb 4,不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)小于原料總質(zhì)量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過(guò)篩-60目占總質(zhì)量的95%,對(duì)篩上物的粗顆粒經(jīng)諸如球磨機(jī)類研磨設(shè)備研磨后再過(guò)篩,混勻;
②取過(guò)篩后的粗氧化秘原料,加入硝酸60g;以克/克為單位,液固質(zhì)量比為4 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質(zhì)量比1. 2 1,反應(yīng)溫度200°C,反應(yīng)時(shí)間I小時(shí)進(jìn)行化學(xué)除雜,控制上清液pHl. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物;使得新化合物中鉍含量的質(zhì)量百分比大于99%,反應(yīng)溶液中鉍小于lg/L ;壓濾,分離;含化學(xué)雜質(zhì)液用公知技術(shù)加堿沉鉍,鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學(xué)除雜,或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收;所產(chǎn)生的沉鉍廢液經(jīng)環(huán)保處理,再排放;
③將壓濾的濾餅加入過(guò)量的硝酸,溶解完全,控制硝酸與濾餅的質(zhì)量比為O.5 1,溫度100°C ;過(guò)濾,過(guò)濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料;過(guò)濾后的酸溶濾液加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在PH為8. 8、溫度52°C下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到成品;
④分離后的硝酸鈉母液經(jīng)濃縮回收硝酸鈉。實(shí)施例4
一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,使用的粗氧化鉍原料中含有化學(xué)雜質(zhì)按PPM濃度計(jì)如下Pb 12,Cu 26,As 2,Na O. 5,Ag 5,F(xiàn)e 117,Ni 1,Ca 600,K 4,Si 65,Sb 4,不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)小于原料總質(zhì)量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過(guò)篩-60目總質(zhì)量的97%,對(duì)篩上物的粗顆粒經(jīng)諸如球磨機(jī)類研磨設(shè)備研磨后再過(guò)篩,混勻;
②取過(guò)篩后的粗氧化秘原料,加入硝酸75g;以克/克為單位,液固質(zhì)量比為10 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質(zhì)量比1. 5 1,反應(yīng)溫度100°C,反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)進(jìn)行化學(xué)除雜,控制上清液pHl. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物;使得新化合物中鉍含量的質(zhì)量百分比大于99%,反應(yīng)溶液中鉍小于lg/L ;壓濾,分離;含化學(xué)雜質(zhì)液用公知技術(shù)加堿沉鉍,鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學(xué)除雜,或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收;所產(chǎn)生的沉鉍廢液經(jīng)環(huán)保處理,再排放;
③將壓濾的濾餅加入過(guò)量的硝酸,溶解完全,控制硝酸與濾餅的質(zhì)量比為4 1,溫度(TC ;過(guò)濾,過(guò)過(guò)濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料;過(guò)濾后的酸溶濾液 加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在PH為9. O、溫度55°C下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到成品;
④分離后的硝酸鈉母液經(jīng)濃縮回收硝酸鈉。
權(quán)利要求
1.一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,使用的粗氧化鉍原料中含有化學(xué)雜質(zhì)按PPM濃度計(jì)如下Pb7-12, Cu 25-30,As1. 5-3, Na 0. 5-3, Ag 4-7, Fe 100-125,Ni 1-3, Ca500-600,K 1-4,Si 60-70,Sb 3-5,不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)小于原料總質(zhì)量的0. 52% ;其特征在于具體工藝步驟如下 ①稱取粗氧化鉍過(guò)篩-60目>95%,對(duì)篩上物的粗顆粒經(jīng)諸如球磨機(jī)類研磨設(shè)備研磨后再過(guò)篩,混勻; ②取過(guò)篩后的粗氧化秘原料,加入硝酸;以克/克為單位,液固質(zhì)量比為2-20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質(zhì)量比1-1. 5 1,反應(yīng)溫度0-200°C (優(yōu)選85°C ),反應(yīng)時(shí)間l_48h (優(yōu)選4小時(shí))進(jìn)行化學(xué)除雜,控制上清液pHO. 5-1. 5 ;制備得一種含硝酸不溶物的新化合物;使得新化合物中鉍含量的質(zhì)量百分比大于99%,反應(yīng)溶液中鉍小于lg/L;壓濾,分離;含化學(xué)雜質(zhì)液用公知技術(shù)加堿沉鉍,鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學(xué)除雜,或者送常規(guī)的火法冶煉做鉍錠回收;所產(chǎn)生的沉鉍廢液經(jīng)環(huán)保處理,再排放; ③將壓濾的濾餅加入過(guò)量的硝酸,溶解完全,控制硝酸與濾餅的質(zhì)量比為0.5-5 1,溫度0-100°C ;過(guò)濾,過(guò)濾后的硝酸不溶物送常規(guī)的火法冶煉做還原劑或燃料;過(guò)濾后的酸溶濾液加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在pH為8. 5 9. O、溫度50 55°C下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到成品; ④分離后的硝酸鈉母液經(jīng)濃縮回收硝酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,其特征還在于所述的粗氧化鉍原料來(lái)自于一種電弧爐沉降室物料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,其特征還在于所述的新化合物主要是次硝酸鉍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,其特征還在于所述的不溶于硝酸的碳類物理雜質(zhì)以固態(tài)存在。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝,其特征還在于所述的酸溶濾液的主要成分是硝酸鉍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用粗氧化鉍生產(chǎn)次碳酸鉍的工藝。采用先加入硝酸除化學(xué)雜質(zhì),制備得一種含硝酸不溶物的新化合物,再除去硝酸不溶物。過(guò)濾后的酸溶濾液加碳酸鈉溶液進(jìn)行復(fù)分解,在pH為8.5~9.0、溫度50~55℃下反應(yīng)40分鐘,生成堿式碳酸鉍,再經(jīng)洗滌、離心分離、烘干、粉碎得到次碳酸鉍成品;采用本發(fā)明對(duì)粗氧化鉍提深加工制備次碳酸鉍產(chǎn)品,相比火法處理,省略了前驅(qū)體制備和鍛燒;化學(xué)試劑消耗少,成本僅為1/2左右,相比其他濕法處理,亦節(jié)省了大量的化學(xué)試劑輔料,簡(jiǎn)短了工藝流程,成本亦得到了大大的降低;同時(shí)降低了廢水、廢氣處理成本,環(huán)境更為友好。
文檔編號(hào)C01G29/00GK103011286SQ20121057728
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者盧偉紅, 曹永燃, 王志雄, 肖輝, 吳祖祥 申請(qǐng)人:湖南金旺鉍業(yè)股份有限公司