对于含锡1.5%左右的粗铋,可采用碱性精炼生产锡酸钠。粗铋熔化后,首先氧化脱砷,脱砷后粗铋降温至420℃左右,加入NaOH,待NaOH熔化后,搅拌中缓慢加入NaNO3,待碱渣变干后捞出,再加NaOH与NaNO3,反复数次,待铋样表面出现叶状花纹为终点。固体碱与硝酸钠加入量为:Sn∶NaOH∶NaNO3=1∶3∶0.5。
生产锡酸钠的粗铋及渣料成分列于下表。
表 粗铋及碱性锡渣的成分(%)
一、工艺流程
如图1所示。用锡渣生产锡酸钠,包括浸出、净化、浓缩结晶,干燥等工序。
图1 生产锡酸钠工艺流程图
二、主要技术条件
(一)水淬。水淬的目的是分离碱液中的铋珠,并使碱渣细碎。在90℃搅拌浸出水淬渣,直至溶液清亮。加热水淬可带走一半的砷,但也造成部分锡的损失;也可采用常温水淬。终点控制在水淬滤液密度1.35~1.4克/厘米3之间。
(二)浸出。浸出的目的是使锡酸钠溶于水溶液中以利于净化。浸出液固比(3~4)∶1;浸出时间4~6小时,由于锡酸钠在水中的溶解度随温度上升而下降,而锑酸钠在水中的溶解度随温度上升而增高,所以宜采用常温浸出,浸出率可在85%~90%之间。
(三)净化。浸出液含Sn40~50克/升,Pb1~1.5克/升,Sb0.1克/升左右,应除去其中的铅与锑:
除铅:加Na2S除铅,温度90~95℃,配成10%的Na2S溶液,搅拌中加入,至无黑色沉淀产生即终点,Na2S加入需过量。
除锑:在浓缩蒸煮过程进行加Na2S除锑,可除去溶液中大部分锑,再挂锡片置换除锑,在除铅同时进行,在沸腾时加入精锡片进行置换反应,终点时溶液黄色消失,清亮透明。
(四)结晶过滤。使溶液中锡酸钠结晶析出的方法有二:一是浓缩结晶析出;一是利用锡酸钠在碱性水溶液中溶解度随NaOH浓度的升高而降低,通过往溶液中加入NaOH而使锡酸钠析出,前一方法节约NaOH,母液体积小,但耗费时间和蒸汽;后一方法节约时间和蒸汽,但消耗了NaOH,母液体积大,常将两种方法结合进行。先加热浓缩,达到饱和浓度后锡酸钠逐渐析出,经离心过滤后干燥,即为商品锡酸钠。
三、主要设备
碱性精炼采用5吨铸钢锅一口;离心过滤机采用φ600×350毫米,过滤面积F=0.66米2;浓缩罐二台,采用1500升夹套搪瓷反应釜,干燥箱一台。
四、产品用途
锡酸钠在电镀工业中用于碱性镀锡和镀铜锡合金;纺织工业用作防火剂,增重剂;染料工业用作媒染剂,还用于搪瓷工业和玻璃工业。
五、产品质量
锡酸钠成分为(%)Sn37~42,游离碱(NaOH)3~5,Pb<0.001,As<0.01,Sb<0.005,Cu<0.03,Fe<0.02,水不溶物低于0.2,硝酸根低于0.2,至锡(Sn2+)符合试验。