专利名称:从锡精矿直接制取锡酸钠的生产方法
本发明属化工冶金生产化合物的生产方法，特别是锡酸钠的生产方法。
目前，国内外生产锡酸钠都是以精锡作为原料。用精锡作为原料生产锡盐，是一种逆加工，它必须用锡精矿通过还原熔炼、粗金属锡火法精炼及电解精炼等过程，然后再用所得精锡在氧化剂存在条件下与碱反应转化为粗锡酸钠，再通过浸出、除杂、浓缩结晶等工艺才获得锡酸钠。这种生产工艺由于存在逆加工、使能源、化工材料浪费，同时，用精锡作原料生产锡酸钠时，由于锡的熔点低、比重又比熔融碱大，反应一开始，锡即熔化沉于锅底，不利于反应进行，使锡的转化率低，一般只有40～70%。1983年《有色冶炼》第八期“从低品位锡渣中制取锡酸钠”一文中所提出的工艺过程与现行的工艺方法比较，工艺过程有所缩短，但其原料成分是以氯化锡为主，不具普遍性，工艺上仍需二次结晶。
本发明针对原生产方法存在逆加工和锡的转化率低的问题，目的在于寻找一种以锡精矿直接制取锡酸钠的新方法，从而避免了逆加工过程，节约能源和化工原材料，同时使锡的转化率高，工艺、设备简单易行，降低产品成本。
本发明的生产方法主要是直接将锡精矿在450～500℃的温度下与氢氧化钠进行熔合，其化学反应方程式为
熔合生产粗锡酸钠，再经过浸出、净化、除杂浓缩结晶、脱水烘干等工序，获得锡酸钠。
熔合时锡精矿与氢氧化钠的配料比＝1∶1.5～2，熔合温度为450～500℃，保持500℃1小时左右，总的熔合时间2～3小时。在搅动状态下进行。熔合初期，精矿与熔融的EaOH混合均匀，呈稀糊状，有利于反应进行，因此锡的转化率高。熔合结束时，形成灰黄色粘糊状产物，取出冷却，冷却后破碎成约2×2公分大小块状，以备浸出。浸出时，溶合料中的锡酸钠溶入水溶液，使其与渣和大部分杂质分离，然后净化除去浸出液中的砷、锑、铅、硅等杂质，可用空气或过氧化氢将亚铁氧化成高价铁，使砷呈砷酸铁沉淀;陈化(静置)浸出液3～5天，使硅酸盐凝聚脱硅;并冷却至3～7℃，使砷酸钠以Na3AsO4·12H2O析出;再以1∶1的盐酸清洗过的锡箔置换除锑，并附带除铅。
将净化后的浸出液浓缩，控制比重在1.27～1.3之间使Na2SnO3·3H2O结晶析出，过滤取出结晶，在70～75℃温度下用15～20%NaOH溶液洗涤结晶产物，烘干即得产品。
用本发明工艺生产锡酸钠，可以省去锡精矿冶炼精锡的全过程，从而节约了大量能源和化工原料，并且在锡精矿中加入氢氧化钠直接熔合时，锡的浸出率可高达98%左右，整个工艺锡的直收率达80%，总回收率达95%，而且本发明工艺设备简单，原料价格便宜、易得。生产规模可大可小，经济效果高。无环境污染问题。
本发明的一个实施例其工艺流程如图1。
所用原料是广宁县矿冶工业公司收购矿民所生产的锡矿，含砷较高，其化学元素分析结果如表1。
生产工艺的主要过程
1.熔合 锡精矿与氢氧化钠的配料比＝1∶1.5～2，此时，锡精矿中的锡能很好的转化成锡酸钠。续后锡的浸出率可高达98%左右，熔合时的温度为450～500℃，在400～450℃时反应急烈，需加强搅拌，以免熔合物冒锅溢出。在500℃保温1小时左右，总的熔合时间约2～3小时。
表1 锡精矿成分元素SnAsPbSbSFeMn含量％65.191.200.0130.111.402.620.108元素NiSiO2WO3MoTa2O3Nb2O3Cu含量％＜0.054.211.17＜0.0050.180.120.11
熔合时用井式电阻炉加热，温度用DRZ-4型温度控制器控制。
熔合锅可用熟铁或铸铁制造，用铸铁时，头几次熔合物中含杂质较高，须加强净化，用熟铁锅时则无此现象。
2.浸出 使熔合料中的锡酸钠转入水溶液，使其与渣及大部分杂质分离。浸出作业在室温下进行，这样有利于锡酸钠溶解，而锑酸钠基本上留在渣中。
浸出可在带电动搅拌器的搪瓷桶，铁(或不锈钢)制的浸出槽中进行，浸出时按液固比＝4～5所需水量加入浸出槽，在搅动状态下逐步加入熔合料，根据温度升高情况控制加料的速度。浸出搅拌速度可在150～300转/分之间，浸出时间1～1.5小时，再将浸出液进行净化。
3.净化 除去浸出液中的砷、锑、铅、硅等杂质，这是能否得到合格产品的关键。对浸出液采用本发明的净化方法，经一次浓缩结晶，便能得到符合广州Q/HCI-58-84企业标准的合格产品。也能生产出符合外贸出口要求的产品。浸出液净化前后各元素含量如表2所示。
净化除杂设备，可用搪瓷桶或不锈钢槽。
4.浓缩结晶 净化除杂后的溶液，在带搅拌器的蒸汽夹套或电加热的不锈钢槽内进行，浓缩至原体积的 1/2 ～ 1/3 ，控制比重在1.27～1.3之间，使Na2SnO3·3H2O结晶析出。
表2
5.脱水烘干 结晶出的Na2SnO3·3H2O用不锈钢离心机过滤，也可用真空吸滤设备过滤。过滤后用70～75℃的15～20%NaOH溶液洗涤结晶产物，过滤洗涤后的锡酸钠盛于搪瓷盘或不锈钢盘中，送到干燥室烘干。干燥室可用蒸汽，红外或电阻加热。烘干时温度控制在100～140℃，料层厚度2～4公分，烘干时间6～10小时。
锡酸钠产品经烘干后，取样分析，其结果如表3所示。
表3
6.母液处理 浓缩结晶过滤出的母液与洗液合并一起，自然冷却结晶析出砷酸钠，把砷酸钠过滤分离后的母液，即可浓缩返回熔合工段使用;也可将除去砷酸钠后的母液直接送到熔合工段浓缩使用。结晶出的砷酸钠，可作副产品出售，给玻璃厂作澄清剂使用。
7.金属衡算及技术经济指标 以处理1公斤锡精矿计算，其原材料消耗，锡酸钠产出率，Sn的回收率等列于表4。
从表4可以看出，Sn的直收率为80.15%;Sn的总回收率为95.88%;Sn的浸出率为96.32%，每公斤精矿可产出锡酸钠1.34公斤;每公斤金属量精矿可产出锡酸钠2.03公斤;每公斤锡酸钠耗碱0.597公斤;每公斤精矿耗碱0.8公斤。
表4 原材料消耗及锡酸钠产出率
权利要求
1、一种生产锡酸钠的方法，包括熔合、浸出、净化、浓缩结晶、脱水烘干等工序，其特征在于用锡精矿为原料，在450～500℃的温度下与氢氧化钠熔合，直接浸出。
2、据权利要求
1所说的方法，其特征在于浸出液经净化，一次结晶，制取锡酸钠。
3、据权利要求
1所说的方法，其特征在于净化剂为粗锡酸钠浸出时，用空气或过氧化氢将亚铁氧化成高价铁，使砷呈砷酸铁沉淀，进行初步除砷。
4、据权利要求
1所说的方法，其特征在于净化方法为粗锡酸钠浸出液陈化(静置)3～5天，使硅酸盐凝聚脱硅，并使浸出液冷却3～7℃，使砷酸钠以Na，AsO4·12H2O析出，进一步除砷。
5、据权利要求
1所说的方法，其特征在于粗锡酸钠以1∶1的盐酸清洗过的锡箔置换除锑，并附带除铅。
6、据权利要求
1所说的方法，其特征在于以70～75℃的15～20%NaOH溶液洗涤结晶产品(Na2SnO3·3H2O)。
专利摘要
本发明属化工冶金生产化合物的生产方法，是从锡精矿直接转化成粗锡酸钠；并解决了粗锡酸钠的浸出、净化、精制液的浓缩结晶，及产品烘干等技术问题。可获得符合广州Q/HGI-58-84企业标准的一级品和外贸出口要求的产品。Sn的直收率达80.15，总回收率为95.88％。 本发明解决了经典法用精锡制锡酸钠的逆加工问题。节约能源与材料，Sn回收率高、成本低，经济效益显著，流程短，设备简单，母液能返回使用，不污染环境。
文档编号C10G19/00GK85104036SQ85104036
公开日1986年11月19日 申请日期1985年5月23日
发明者刘希澄, 郑文裕 申请人:广东工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan