[實用新型]一種管道式反應器濕法生產無砷銻白的系統

有效

• 申請號: 201822038554.7
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209411801U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 于健康
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: C01G30/00
• 分類號: C01G30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本新型是一種管道式反應器濕法生產無砷銻白的系統，系統包括破碎機、管道式反應器，平板壓濾機、微濾系統、雙極膜系統；所述破碎機分兩路連接兩個管道式反應器，所述管道式反應器中有濃度為30%的FeCl₃溶液；所述管道式反應器為“S”形盤繞的反應管組成，通過支架支撐；每段反應管上設置有溫度補償器和靜態混合器；所述管道式反應器出口連接至雙極膜系統；所述雙極膜系統在正負極之間設置有多個重復單元，每個重復單元包括兩側的雙極膜和中間的陰離子交換膜、陽離子交換膜。本系統是一種經濟高效的銻白生產系統，并且解決了現有技術中存在的設備腐蝕、高能耗等問題。

技術領域

本實用新型屬于化工濕法生產銻白領域，具體涉及一種利用利用管道式反應器濕法生產銻白并利用雙極膜提純物料的系統。采用管道式反應器濕法生產銻白三氧化二銻屬于無砷銻白，產品品質好，避免了傳統工藝的能耗和污染問題。

背景技術

當前銻白生產(production of antimony trioxide)主要從金屬銻、粗氧化銻和三氯化銻溶液制取三氧化二銻的過程，屬工業銻化合物制取范疇。三氧化二銻商品名為銻白，主要用作生產搪瓷、顏料、油漆、塑料、玻璃、陶瓷、防火織物等原料。生產方法有火法和濕法，主要用火法生產。

中國在20世紀40年代開始生產銻白。1958年錫礦山礦務局首先采用金屬銻為原料，用類似反射爐結構的銻白爐生產銻白，產品質量上乘，80年代中國首先用濕法氯化一水解的方法從硫化銻礦或粗氧化銻生產銻白。在此之前，濕法主要用來制取半導體工業用的高純銻白和作催化劑用的活性銻白。

隨著科學技術和生產的發展，對銻白的純度、粒度和白度等物理性能提出了新的要求，除工業純銻白外，還生產出了高純銻白、粒度分布范圍小的分級銻白、超細銻白(小于1μm)和微粒銻白(小于0.1μm)等。此外，還生產有使用時不揚塵的無塵銻白，如濕潤狀、糊膏狀和粒狀銻白等。

火法生產可用兩種原料，中國、日本、前蘇聯、意大利等多用金屬銻原料，美國、西歐一些國家、玻利維亞等國則多用粗氧化銻原料。

金屬銻制取銻白為金屬銻的氧化揮發過程，包括銻熔化和氧化揮發及銻白冷卻等作業，又稱為間接法。方法基于金屬銻氧化反應的自由能變化負值較大，生成的三氧化二銻在操作溫度下有較大蒸氣壓(973K，2613Pa;1073K，61。72Pa;1173K，12572Pa;1273K，22931Pa)。銻氧化為放熱反應：

2Sb+3/2O2==Sb2O3

其△H298=-642.45kJ/mol。雜質砷和硒也有較大的氧化趨勢，是影響銻白質量的主要雜質元素，如硒會使銻白變紅。中國要求金屬銻原料中的砷和硒含量分別不超過0.05%和0.005%。鉛氧化反應的自由能變化負值較銻小，在操作溫度下PbO的蒸氣壓低于666.6Pa，主要以金屬鉛形態富集在殘銻中。金屬銻生產銻白的工藝流程如圖所示。金屬銻在銻白爐熔池中熔化，保持爐溫在1273±20K，向銻液內部或表面鼓入空氣，使銻氧化成Sb2O3揮發。揮發物在爐頂和冷空氣相遇，

三氧化二銻迅速冷卻成固體微粒，先用旋風收塵器分離出異物和粗粒銻白后，再用布袋收塵室收集銻白產品。隨著銻的氧化揮發，熔池中雜質鉛不斷積累，在含量增加到影響銻白質量時排出。影響銻白結晶晶型、白度和粒度等的主要因素有作業溫度、鼓入銻液的空氣量、冷卻風量和爐內氣氛等。作業溫度以調節鼓入的空氣量來控制，空氣量大，銻氧化速度增加，溫度升高；反之亦然。爐內應維持強氧化氣氛，使銻蒸氣完全氧化。大量冷卻風使Sb2O3晶體急劇冷卻，生成以立方晶型為主的Sb2O3晶體。銻白含立方晶型的Sb2O3越多，其白度也越好。快速冷卻還可使銻白顆粒細化。若改變空氣冷卻方式，調整銻蒸氣濃度和加快冷卻速度，可制得超細和微粒銻白。中國錫礦山礦務局冶煉廠用含銻不小于99.65%的金屬銻，在穩定條件下可生產符合中國標準零級的銻白(Sb2O3含量不小于99.50%)，銻直收率大于89%，回收率為98%。