Способ получения сульфида сурьмы (У) Советский патент 1991 года по МПК C01G30/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии сурьмы и может быть использовано в производстве сульфида сурьмы

(V).

Цель изобретения - повышение содержания основного вещества в продукте .

Пример. Приготовленный раствор соли Шлиппе объемом 100 мл с содержанием сурьмы 30,2 г/дм заливают в стеклянный сосуд, который устанавливают на электроплитку. Сосуд закрывают резиновой пробкой со вставленной в нее стеклянной трубкой для отвода выделяющегося аммиака с утилизацией его в сосуде, наполненном раствором 10%-ноп соляной кислоты.

После включения электроплитки в сеть и закипания раствора пробку

открывает и в сосуд засыплют 6,10 г хлорида аммония, затем пробку закрывают и Фиксируют время начала процесса осаждения. Через 10 мин электроплитку отключают и после 15-минутного отстоя образовавшуюся пульпу сливают и разделяют на фазы фильтрацией. Фильтрат далее заливают в сосуд, и операцию кипячения жидкой фазы в течение I0 мин с последующим разделением фаз повторяют еще 3 раза.

После каждой стадии ослдок несколь ко раз (3 раза) промывают горячей водой (объем 300 мл, температура 50°С), сушат при 80° С в течение 2-3 ч, и анализируют на содержание сульфида сурьмы (V). Фильтрат после каждой стадии анализируют на остаточное

о

ГС

со

СО СП

Ј

содержание сурьмы, результаты анализов приведены в табл.1.

Оптимальная концентрация сурьмы в растворе соли Шлиппе составляет 25-30 г/дм. Более низкая концентрация сурьмы нерациональна: невысоко количество осажденного сульфида сурьмы CV), низко абсолютное извле- чение сурьмы в осадок за одну стадию.

Осаждение сульфида сурьмы (V) из раствора соли Шлиппе с участием хлорида аммония протекает по реакции:

2Na,SbS4 + 6NH4Cl;iSb2Sj t6NaCl+ + (1)

В табл.2 представлена зависимость извлечения сурьмы в осадок от конце рации сурьмы в растворе и от расхода хлорида аммония, .1 10 мин, t JOO°C; осаждение - одностадийное.

Повышение концентрации сурьмы вы- ше 30 г/дм ведет к потемнению осадка и ухудшению его качества, что видимо вызвано протеканием реакции гидролиза сульфида аммония с образованием сероводорода. С другой сто- роны, работа с высокой концентрацией соли Шлиппа в растворе приводит к более интенсивному выделению сероводорода:

(NH4)ZS + Н40 МН4ОН + NH4HS, (2)

w4Hs + нго.нн4он «- Hts. (3)

В табл.3 представлена зависимость извлечения сурьмы в осадок от температуры и продолжительности одностадийного осаждения, , 30,2 г/дм , расход NH4C1 100% от стехиометри- ческого.

Оптимальной является температура кипения раствора 100-102°С. Это вызвано тем, что образующийся сульфид аммония - нестойкое соединение и при нагревании степень его гидролиза резко возрастает (реакции 2,3)) Удаление аммиака из системы при ки- пячении раствора способствует интенсивному осаждению сульфида сурьмы (V) вследствие смещения равновесия в реакции (1) вправо. Более низкая температура замедляет процесс и сни- жает извлечение сурьмы в осадок.

Оптимальной является продолжительность кипячения 5-10 мин. Меньшая продолжительность не позволяет достичь приемлемого извлечения сурьмы в осадок, большая продолжительность не дает увеличения извлечения и ухудшает качество осадка в результате выделения сероводорода по реакции (3), которая начинает протекать через определенное время.

Как видно из табл.2 оптимальной дозой является расход солей аммония 100-120% от стехиометрического. Меньший расход значительно снижает извлечение, больший не ведет к его повышению вследствие обратного растворения сульфида сурьмы (V) по реакции: .

SbtS5 + 6NH4HS- 2(NH4).,SbS, +ЗНг5. В табл.4 приведена зависимость об- mero извлечения сурьмы в осадок от количества стадий осаждения и его продолжительности, t 100 С; расход NH4C1 - 100%; Содъ - 30,2 г/дм3.

При одностадийном осаждении не удается достичь полного извлечения сурьмы в осадок (табл.4), так как образующийся сульфид сурьмы (V) начинает вновь растворяться в гидросульфиде аммония (его гидролиз протекгет медленно) - хорошем растворителе соединений сурьмы - по реакции (5). Это обстоятельство позволяет использовать отработанный маточный раствор в обороте без сбрасывания его.

Проведены эксперименты по многостадийному осаждению сульфида сурьмы (V) с удалением последнего фильтрацией после каждой стадии (табл.4). Как видно из табл.4, оптимальным является 4-стадийное осаждение.

Поглощение выделяющегося аммиака можно проводить 10%-ным раствором соляной кислоты с контролем за кислотностью раствора, с улавливанием NHj до рН 7-8 чистого раствора хлорида аммония. Кроме того, можно вести поглощение аммиака и маточными растворами после осаждения сульфида сурьмы (V) и промывными водами после промывки осадка после их упарки:

NH4OH + NaCliTNaOK + NH4C1. (5)

После каждой стадии пульпа фильтруется. Кек идет на промывку и сушку. Промывные воды поступают на упаривание. Конденсат после упаривания идет вновь на промывку кека, а концентрированный раствор, содержащий хлорид натрия, тиоантнмонат натрия, гидро516

сульфид аммония поступает на утилизацию аммиака после осаждения Sb-Sr вместе с частью маточного раствора после 4 стадии осаждения. Другая часть этого маточного раствора поступает на растворение новых порций соли Шлиппе. Маточный раствор после промежуточных стадий осаждения полностью поступает вновь на осаждение сульфида сурьмы (V).

Таким образом, данный способ получения сульфида сурьмы (V) обеспечивает полную замкнутость технологии, что исключает наличие сточных вод, а кроме того, повышает содержание основного вещества в процукте от 82 до 94-96%.

0

Формула изобретения

1.Способ получения сульфида сурь мы (V) из водного раствора тчоанти- моната разложением его в присутствии добавок, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания основного вещества, в качестве добавки используют хлорид аммония

в количестве 100-120Z от стехиометрии и процесс ведут при кипячении с последующим разделением .

2.Способ по п.1, о тлич а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения выхода продукта, исходный раствор берут с содержанием сурьмы 25- 30 г/дм и жидкую фазу, полученную после разделения фаз, подвергают 3-кратному кипячению в течение 5 10 мин с промежуточным отделением осадка.

i

Изобретение относится к области гидрометаллургии сурьмы и может быть использовано в гидрометаллургическом производстве сульфида сурьмы (V). Способ обеспечивает извлечение сурьмы в осадок 90% при содержании в нем чистого продукта 95%. Это достигается тем, что процесс ведут добавкой в раствор (исходный) соли Шлиппе, содержащий 25-30 сурьмы, кристаллов солей аммония, например.хлорида аммония, в количестве 100-120% от гтсхиометрическо- го при кипячении в течение 5-10 мин с последующим разделением Лаз фильтрацией. Операцию кипячения жидкой фазы в течение 5-10 мин с последующим разделением фаз фильтрацией повторяют еще 3 раза. I J.п. ф-лы, 1 ил, 4 табл. с Ј (Л

Результаты 4-стадийного осаждения сульфида сурьмы г/дм ; расход - 100% от стехиометри- ческого; t 100-1 0.°С; ЈОАНОЙ стадии 10 мин

Таблица 1

Тавлнца2

- Процентное содержание чистого сульфида сурьмы (V) а ос ад г ах дается для осадка

только соответствующей стадии;., - извлечение сурьмы в осадок дается общее ча все предыдущие стадии в Z от исходного

содержания сурьмы в растворе.

ТаблииаЗ

Таблица