一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝的製作方法
2023-04-30 18:09:41
專利名稱：一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鉍系列化工產品的生產方法，尤其是涉及一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝。
背景技術：
次硝酸鉍，中文別名鹼式硝酸鉍。主要用於醫藥、獸藥、電子、陶瓷彩釉、金屬表面處理、化妝品等工業，也用於制鉍鹽。生產次硝酸鉍的原料一般有2種，一種是精鉍，先由精鉍製備氧化鉍，再製得硝酸鉍，硝酸鉍水解最後製得次硝酸鉍化工產品。比如2010年I月20日，中國發明專利申請公開號CN101628735A,所公開的一種秘系列化工產品的製備方法。該方法對生產原料精秘要求高，導致生產成本居高不下。另一種是直接用氧化鉍製得硝酸鉍，也可以水解製得次硝酸鉍系列化工產品。但所要求的氧化鉍純度相當高，而我公司的氧化鉍來自於一種電弧爐沉降室物料，含雜質多。主要表現為含有Pb、Cu、、As、Na、Ag、Fe、Ni、Ca、K、Si、Sb等化學雜質，還含有不溶於硝酸的碳類物理雜質。這類氧化鉍行業上被稱為粗氧化鉍。顯然，該粗氧化鉍不能達到生產次硝酸鉍原料使用標準。傳統處理模式採用將該粗氧化鉍返還冶煉廠，重新火法還原、除雜、鑄錠精鉍再使用；還有處理的手段是用採用加酸使其充分溶解的溼法冶煉。以上任一種方法均存在處理成本太高，即要消耗大量化學試劑和排出大量廢水。
發明內容
本發明的目是針對所述存在的問題，提供一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，同時解決傳統工藝要消耗大量化學試劑和排出大量廢水的問題。使生產成本顯著降低，工藝流程簡短。本發明的解決方案是一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按 PPM 濃度計如下Pb7-12, Cu 25-30，As I. 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，不溶於硝酸的碳類物理雜質小於原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍過篩-60目>95%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨後再過篩，混勻；
②取過篩後的粗氧化秘原料，加入硝酸；以克/克為單位，液固質量比為2-20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1-1. 5 1，反應溫度0-200°C (優選85°C )，反應時間l_48h (優選4小時)進行化學除雜，控制上清液pHO. 5-1. 5 ;製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量百分比大於99%，反應溶液中鉍小於lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加鹼沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為O.5-5 1，溫度0-100°C ;過濾，過濾後的硝酸不溶物送常規的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液；該次硝酸鉍化學雜質按PPM濃度計如下Pb -，Cu -，As -，Na -，Ag -，Fe 1_2，Ni -，Ca 3_4，K -，Si 2_3，Sb -；
④硝酸鉍母液循環使用於化學除雜體系中。上述粗氧化鉍原料來自於一種電弧爐沉降室物料。上述新化合物主要是次硝酸鉍。上述不溶於硝酸的碳類物理雜質以固態存在。上述酸溶濾液的主要成分是硝酸鉍。本發明的創新點在於工藝步驟中打破了常規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、Ni、Ca、K、Si、Sb等化學雜質。本發明突破的技術關鍵是，利用反應條件控制硝酸，讓鉍生成一種不溶水的次硝酸鉍化合物，使得化學雜質變成濾液與鉍分離。本發明具有積極的經濟效益及社會效益，經濟效益表現在
採用本發明深加工製備次硝酸鉍產品，相比火法處理再做次硝酸鉍產品，省略了前驅體製備和鍛燒；化學試劑消耗少，成本僅為1/2左右，相比其他溼法處理，亦節省了大量的化學試劑輔料，簡短了工藝流程，成本亦得到了大大的降低；同樣相比CN101628735A工藝亦大大減少廢水、廢氣的排放，同時降低了廢水、廢氣處理成本，環境更為友好。
圖I為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面用具體實施方式
並結合附圖詳細描述本發明。實施例I
一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb 9，Cu 30，As I. 5，Na 3，Ag 4，Fe 100，Ni 3，Ca 500，K 2，Si 70，Sb 5，不溶於硝酸的碳類物理雜質小於原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目總質量的96%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨後再過篩，混勻；
②取過篩後的粗氧化秘原料，加入硝酸50g;以克/克為單位,液固質量比為2 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比I : 1，反應溫度85°C，反應時間4小時進行化學除雜，控制上清液pHO. 5 ;製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量百分比大於99%，反應溶液中鉍小於lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加鹼沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為I: 1，溫度85 0C ;過濾，過濾後的硝酸不溶物送常規的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液；該次硝酸鉍化學雜質按PPM濃度計如下Pb -，Cu -，As -，Na -，Ag -，Fe 1，Ni -，Ca 3，K -，Si 2，Sb -；
④硝酸鉍母液循環使用於化學除雜體系中。
實施例2
一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb 7，Cu 28，As 2，Na O. 5, Ag 6，Fe 125，Ni 2，Ca 560，K 3，Si 64，Sb 3，不溶於硝酸的碳類物理雜質小於原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目總質量的98%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨後再過篩，混勻；
②取過篩後的粗氧化秘原料，加入硝酸75g;以克/克為單位,液固質量比為20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1.5 1，反應溫度0°C，反應時間48小時進行化學除雜，控制上清液PHl ;製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量百分比大 於99%，反應溶液中鉍小於lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加鹼沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為5 1，溫度
500C ;過濾，過濾後的硝酸不溶物送常規的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液；該次硝酸鉍化學雜質按PPM濃度計如下Pb -，Cu -，As -，Na -，Ag -，Fe 1，Ni -，Ca 4，K -，Si 2，Sb -；
④硝酸鉍母液循環使用於化學除雜體系中。實施例3
一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb 10，Cu 25，As 3，Na 3，Ag 7，Fe 110，Ni 3，Ca 540，K 1，Si 60，Sb 4，不溶於硝酸的碳類物理雜質小於原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目佔總質量的95%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨後再過篩，混勻；
②取過篩後的粗氧化秘原料，加入硝酸60g;以克/克為單位,液固質量比為4 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比I. 2 1，反應溫度200°C，反應時間I小時進行化學除雜，控制上清液pHl. 5 ;製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量百分比大於99%，反應溶液中鉍小於lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加鹼沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為O.5 1，溫度100°C ;過濾，過濾後的硝酸不溶物送常規的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液；該次硝酸鉍化學雜質按PPM濃度計如下Pb -，Cu -，As -，Na -，Ag -，Fe 2，Ni -，Ca 3，K -，Si 3，Sb -；
④硝酸鉍母液循環使用於化學除雜體系中。實施例4
一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb 12，Cu 26，As 2，Na O. 5，Ag 5，Fe 117，Ni 1，Ca 600，K 4，Si 65，Sb 4，不溶於硝酸的碳類物理雜質小於原料總質量的O. 52% ;具體工藝步驟如下
①稱取粗氧化鉍50g過篩-60目總質量的97%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨後再過篩，混勻；
②取過篩後的粗氧化秘原料，加入硝酸75g;以克/克為單位,液固質量比為10 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比I. 5 1，反應溫度100°C，反應時間24小時進行化學除雜，控制上清液pHl. 5 ;製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量百分、比大於99%，反應溶液中鉍小於lg/L ;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加鹼沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環保處理，再排放；
③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為4 1，溫度O0C ;過濾,過濾後的硝酸不溶物送常規的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液；該次硝酸鉍化學雜質按PPM濃度計如下Pb -，Cu -，As -，Na -，Ag -，Fe 2，Ni -，Ca 4，K -，Si 3，Sb -；
④硝酸鉍母液循環使用於化學除雜體系中。
權利要求
1.一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，使用的粗氧化鉍原料中含有化學雜質按PPM濃度計如下Pb7-12, Cu 25-30，As I. 5-3, Na O. 5-3, Ag 4-7, Fe 100-125，Ni 1-3, Ca500-600，K 1-4，Si 60-70，Sb 3-5，不溶於硝酸的碳類物理雜質小於原料總質量的O. 52% ；其特徵在於具體工藝步驟如下 ①稱取粗氧化鉍過篩-60目>95%，對篩上物的粗顆粒經諸如球磨機類研磨設備研磨後再過篩，混勻； ②取過篩後的粗氧化秘原料，加入硝酸；以克/克為單位，液固質量比為2-20 I ;硝酸與粗氧化鉍原料質量比1-1. 5 1，反應溫度0-200°C (優選85°C )，反應時間l_48h (優選4小時)進行化學除雜，控制上清液pHO. 5-1. 5 ;製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量百分比大於99%，反應溶液中鉍小於lg/L;壓濾，分離；含化學雜質液用公知技術加鹼沉鉍，鉍渣返回與粗氧化鉍原料混合再化學除雜，或者送常規的火法冶煉做鉍錠回收；所產生的沉鉍廢液經環保處理，再排放； ③將壓濾的濾餅加入過量的硝酸，溶解完全，控制硝酸與濾餅的質量比為O.5-5 1，溫度0-100°C ;過濾，過濾後的硝酸不溶物送常規的火法冶煉做還原劑或燃料；酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液；該次硝酸鉍化學雜質按PPM濃度計如下Pb -，Cu -，As -，Na -，Ag -，Fe 1_2，Ni -，Ca 3_4，K -，Si 2_3，Sb -； ④硝酸鉍母液循環使用於化學除雜體系中。
2.根據權利要求I所述的一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，其特徵還在於所述的粗氧化鉍原料來自於一種電弧爐沉降室物料。
3.根據權利要求I所述的一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，其特徵還在於所述的新化合物主要是次硝酸鉍。
4.根據權利要求I所述的一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，其特徵還在於所述的不溶於硝酸的碳類物理雜質以固態存在。
5.根據權利要求I所述的一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝，其特徵還在於所述的酸溶濾液的主要成分是硝酸鉍。
全文摘要
本發明涉及一種用粗氧化鉍生產次硝酸鉍的工藝。採用先加入硝酸除化學雜質，製備得一種含硝酸不溶物的新化合物，再除去硝酸不溶物。酸溶濾液導入水解槽，加去離子水，經水解，得到次硝酸鉍和硝酸鉍母液。採用本發明對粗氧化鉍提深加工製備次硝酸鉍產品，相比火法處理，省略了前驅體製備和鍛燒；化學試劑消耗少，成本僅為1/2左右，相比其他溼法處理，亦節省了大量的化學試劑輔料，簡短了工藝流程，成本亦得到了大大的降低；同時降低了廢水、廢氣處理成本，環境更為友好。
文檔編號C01G29/00GK102976406SQ20121057728
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者盧偉紅, 曹永燃, 王志雄, 肖輝, 吳祖祥 申請人:湖南金旺鉍業股份有限公司