一种基于砷升华的锑物料提纯方法与流程

本发明涉及一种基于砷升华的锑物料提纯方法。

背景技术：

锑，银白色有光泽硬而脆的金属（常制成棒、块、粉等多种形状）。有鳞片状晶体结构。在潮湿空气中逐渐失去光泽，强热则燃烧成白色锑的氧化物。易溶于王水，溶于浓硫酸。相对密度6.68，熔点630℃，沸点1635℃，原子半径为 1.28Å，电负性2.2。

锑还是一种有毒的化学元素，元素符号为Sb，原子序数为51。它是一种有金属光泽的类金属，在自然界中主要存在于硫化物矿物辉锑矿（Sb2S3）中。目前已知锑化合物在古代就用作化妆品，金属锑在古代也有记载，但那时却被误认为是铅。大约17世纪时，人们知道了锑是一种化学元素。自20世纪末以来，中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国，而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山。锑的工业制法是先焙烧，再用碳在高温下还原，或者是直接用金属铁还原辉锑矿。

铅酸电池中所用的铅锑合金板。锑与铅和锡，制成的合金可用来提升焊接材料、子弹及轴承的性能。锑化合物是用途广泛的含氯及含溴阻燃剂的重要添加剂，锑在新兴的微电子技术中也有着它的广泛用途，比如显卡制造。

本专利申请的发明人在实践中发现，锑和砷常以伴生矿的形态结构出现，由于两种元素的物性很接近，在冶金化工、高纯材料中的分离难度较大。虽然现在的分离方法很多，但投资都很大，对环境污染大，运营成本高，目前市场需求一种安全环保、工艺流程可靠且投资小，运营成本低，适合企业的工业化分离砷提纯锑的生产方法，由此提高锑的品质和利用率，特别是锑残渣中锑的回收利用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种安全环保、工艺流程可靠且投资小，运营成本低，适合企业的工业化生产的基于砷升华的锑物料提纯方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于砷升华的锑物料提纯方法，它包括如下步骤，

第一步，将需要加工的锑原料由送料装置送入到加热炉内；

第二步，将砷及其化合物的蒸气附集装置固定在炉体上方；

第三步，在砷蒸气收集装置的顶部放置至少一块隔网；

第四步，将加热器的温度设置在砷会升华但锑不会升华的温度区间来持续给锑原料加热；

第五步，待附集装置上附集的物质的体积不再有明显增加后，停止加热，取出已经提纯的锑原料；

第六步，放入新的锑原料，继续进行提纯操作。

作为优选，步骤四中的温度区间为250K~889K。

作为优选，用于提纯锑物料的设备包括加热炉，加热炉的外周设置有加热器，加热炉的内部设有夹套，加热炉的底部设有送料平台，所述的送料平台的下方安装有送料推杆；所述的送料平台的两侧分别设有进料口和出料口；加热炉的上部通过可拆式连接头连接有附集装置；附集装置的内部呈上大下小的倒锥型结构；附集装置的顶部设有至少一块隔网。

作为优选，所述的加热器上设有温度控制器和定时器。

作为优选，所述的隔网的上方还设有吸尘管。

作为优选，所述的送料推杆为由气缸驱动的活塞杆。

采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：本发明创造性的将锑物料置入加热炉内，用砷升华和蒸气压较大的特性，将砷附集，降低锑物料中砷的含量，提高了锑的品质和回收率。通过特有的装置利用砷升华和蒸气压较大的性质，加热锑物料，让砷升华，蒸气压变大，砷蒸汽向受热区域相反的区域逐步附集，达到分离砷的目的。采用升华法，即安全又环保，而且成本小。

综上所述，本发明提供了一种安全环保、工艺流程可靠且投资小，运营成本低，适合企业的工业化生产的基于砷升华的锑物料提纯方法。

附图说明

图1是本发明中基于砷升华的锑物料提纯方法的流程示意图。

图2是本发明基于砷升华的锑物料提纯方法所涉及的装置的结构示意简图。

如图所示：1、加热炉，2、加热器，3、夹套，4、送料平台，5、送料推杆，6、进料口，7、可拆式连接头，8、附集装置，9、隔网，10、吸尘管，11、温度控制器，12、定时器，13、出料口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图1和附图2，一种基于砷升华的锑物料提纯方法，它包括如下步骤，

第一步，将需要加工的锑原料由送料装置送入到加热炉内；

第二步，将砷及其化合物的蒸气附集装置固定在炉体上方；

第三步，在砷蒸气收集装置的顶部放置至少一块隔网；

第四步，将加热器的温度设置在砷会升华但锑不会升华的温度区间来持续给锑原料加热；此处实际是指锑的化合物的升华。

第五步，待附集装置上附集的物质的体积不再有明显增加后，停止加热，取出已经提纯的锑原料；

第六步，放入新的锑原料，继续进行提纯操作。

作为优选，步骤四中的温度区间为250K~889K。本申请中的K为热力学温度。此温度区间有个好处就是锑物料不会出现熔化的情况，虽然锑物料熔化后不会影响加热炉上方的砷蒸气，但是会向下流动，影响到推料装置的工作。当然，也可以通过将送料平台4改成一个碗状结构，这样即使锑发生熔化也不会向下流动。

作为优选，用于提纯锑物料的设备包括加热炉1，加热炉1的外周设置有加热器2，加热炉1的内部设有夹套3，加热炉1的底部设有送料平台4，所述的送料平台4的下方安装有送料推杆5；所述的送料平台4的两侧分别设有进料口6和出料口13；加热炉1的上部通过可拆式连接头7连接有附集装置8；附集装置8的内部呈上大下小的倒锥型结构；附集装置8的顶部设有至少一块隔网9。倒锥型结构的目的在于防止附集的砷及其化合物向下再次落入到加热炉内。所述的隔网9为多层每一层的网孔大小可以设置成不一样，隔网叠加时相邻层的网孔应该错位开。送料推杆5的作用是把锑物料向上送入到加热区域。而送料平台4的两侧分别设有进料口6和出料口13的作用是将待加工的物料从进料口6处推入，然后把完成提纯操作的物料从出料口13处推出，此处可以增加横向的推料气缸来自动推料，也可以人工手动推料，进料口6和出料口13在非使用状态下是密封的。

作为优选，所述的加热器2上设有温度控制器11和定时器12。

作为优选，所述的隔网9的上方还设有吸尘管10。吸尘管10用于吸收提纯过程中产生的其它废气。防止废气污染环境。

作为优选，所述的送料推杆5为由气缸驱动的活塞杆。

采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：本发明创造性的将锑物料含锑的残渣物料置入加热炉内，用砷升华和蒸气压较大的特性，将砷附集，降低锑物料中砷的含量，提高了锑的品质和回收率。通过特有的装置利用砷升华和蒸气压较大的性质，加热锑物料，让砷升华，蒸气压变大，砷蒸汽向受热区域相反的区域逐步附集，达到分离砷的目的。采用升华法，即安全又环保，而且成本小。

综上所述，本发明提供了一种安全环保、工艺流程可靠且投资小，运营成本低，适合企业的工业化生产的基于砷升华的锑物料提纯方法。

需要特别说明的是，本发明涉及的方法借鉴了砷型材的加工方法，利用了砷的特殊性质。但它与申请人同时申请的砷型材的加工方法是有本质区别的，两者在工艺步骤上有实质区别，且两者对应的技术效果也完全不相同，所解决的技术问题也不相同，特此说明。关于本申请文件中的“锑升华”的特殊说明，实际操作中，锑在受热后并不会直接升华，而是先熔化成液态。但锑的化合物，如锑的氧化物等会直接升华，而锑物料中一般是以锑的氧化物为主所以本申请中用锑升华更合适。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。