製備鹼金屬錫酸鹽的方法

2023-07-25 12:22:46 2

專利名稱：製備鹼金屬錫酸鹽的方法
合成氧化錫通過和氫氧化鈉或氫氧化鉀反應很容易轉化成鹼金屬錫酸鹽。但普遍認為合成氧化錫具有不同的性質，並且較礦物氧化錫具有高得多的活性。至少在近150年來，已經試圖將礦物氧化物直接轉化成錫酸鹽。C.L.Mantell(「錫」ASC專論，第二版，1949，第157-164頁)試圖用大量不同的試劑浸取錫石，但得到的結果表明對於浸取工藝的發展不是很鼓舞人心的。並且確實也沒形成工業化的浸取方法。直到現在，通過金屬錫，或者通過電解氧化或通過由該金屬形成活性化合物，進行了由礦物氧化錫製備錫酸鹽的工業方法。
能夠直接由礦物氧化錫製備可溶的錫酸鹽的工藝方法是特別有價值的，在該方法中，昂貴的金屬還原反應和常規的再氧化反應而者都變得不必要了。
本發明提供了一種製備鹼性金屬錫酸鹽的方法，該方法包括在壓力下加熱礦物氧化錫和鹼溶液的混合物。礦物氧化錫不包括合成氧化錫。公知的礦物氧化錫是錫石。氧化錫最好是以粉末形式使用。鹼溶液最好是在質子溶劑例如醇或特別是水中。
鹼的水溶液最好是氫氧化鈉或氫氧化鉀。該水溶液較佳是含有4-60%，特別是15-50%(重量/體積)的鹼金屬氫氧化物。如果鹼的濃度太低、反應慢或不完全。如果鹼濃度太高，錫酸鹽沉澱到未反應的錫石顆粒上並阻礙進一步溶解。在合適的條件下，形成的鹼金屬錫酸鹽保持在溶液中。
反應溫度較佳是至少200℃，並且可以高至所希望的或甚至高於溶液的臨界點。特別好的是250-300℃。壓力較佳是僅僅足以防止水蒸發即可。反應時間不嚴格，但典型的是從30分鐘至數小時。
可以使用超過化學計算量的錫石，並循環使用未反應的固體。所以，例如反應混合物可含有2摩爾鹼/每摩爾氧化錫。
冷卻後，未反應的氧化錫從混合物中除去，然後將混合物脫水以便以固態回收錫酸鹽。該沉澱的鹼金屬錫酸鹽可用冷水洗滌以回收未反應的鹼。要不然，含有錫酸鹽和未反應鹼的水溶液也可就這樣使用。
較佳的是用超過化學計算量的鹼。所以，例如該反應混合物可含有2或更多摩爾鹼/每摩爾氧化錫。
冷卻後，由於存在過量鹼的情況下錫酸鹽的溶解度低，結晶的鹼金屬錫酸鹽可從母液中濾出。然後母液可循環使用。而後鹼金屬錫酸鹽可進一步處理以在使用前除去夾雜的未反應的物料，例如通過將錫酸鹽溶解在水中。
下面實施例說明本發明。
實施例1將50克馬來西亞(Malaysian)錫石粗磨粉用81克氫氧化鈉顆粒和800毫升去離子水高壓浸出。攪拌該混合物並在165分鐘內由室溫加熱至238℃，在這一時間結束時，高壓鍋的壓力是14.5兆帕。高壓鍋緩慢排氣至大氣壓並將其冷卻過夜。
形成一種含有一些未反應錫石的濃縮液。除了未反應錫石粗粒外，還有垂直分布的細鐵沉澱。在冷卻上層清液時，分離出錫酸鈉的片狀晶體，並且經丙酮清洗後，用X射線衍射進行鑑定。
回收約20克錫酸鈉另有28克未反應錫石和149克氫氧化鈉溶液。
實施例2表1列出了用本發明的方法其他的實驗結果，實驗條件如表中所給出的。
在300℃用錫石粗粉和50%(重量/重量)NaOH獲得了單位體積最高的產量(實驗6)。在這些條件下，在5小時內可達到基本上完全溶解，同時含有7.3%相當於室溫反應體積的11.8%(重量/體積)錫的提取量的殘餘物。根據礦物的化學組分並用X射線衍射分析殘餘物，基本上相當於提取了100%氧化錫。
權利要求
1.一種製備鹼金屬，錫酸鹽的方法，該方法包括在壓力下加熱礦物氧化錫和鹼溶液的混合物。
2.根據權利要求1的方法，其中混合物被加熱到至少200℃。
3.根據權利要求1或2的方法，其中鹼為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
4.根據權利要求1至3中任一項的方法，其中鹼溶液是水溶液。
5.根據權利要求1至4中任一項的方法，其中溶液含有4-60%(重量/體積)的鹼金屬氫氧化物。
6.根據權利要求1至5中任一項的方法，其中混合物含有2或更多摩爾鹼/每摩爾氧化錫。
7.根據權利要求1至6中任一項的方法，其中固態鹼金屬錫酸鹽是從上層清液中分離出的。
全文摘要
本發明提供了一種製備鹼性金屬錫酸鹽的方法，該方法包括在壓力下加熱礦物氧化錫和鹼溶液的混合物。礦物氧化錫不包括合成氧化錫。公知的礦物氧化錫是錫石。氧化錫最好是以粉末形式使用。鹼溶液最好是在質子溶劑例如醇或特別是水中。
文檔編號C01G19/00GK1051026SQ90106670
公開日1991年5月1日 申請日期1990年7月21日 優先權日1989年7月21日
發明者德裡克·J·蘭德爾 申請人:艾爾坎國際有限公司