[发明专利]一种用偏磷酸除粗锑中镉和铁的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及锑火法冶金领域，具体涉及一种用偏磷酸除粗锑中镉和铁的方法。

背景技术

我国是产锑大国，精锑产量占全球的60﹪以上，精锑是由粗锑精炼而成，对于粗锑的精炼，国内外一直使用上世纪三十年代由我国锑冶金专家赵天从教授创造的吹碱氧化精炼法 (以下简称碱法)。粗锑通过碱法精炼能够除去砷、硒、硫、铁等杂质元素，使之成为达标的精锑产品，但不能除粗锑中的镉，火法冶金除粗锑中镉的难点在于：镉在锑液中与锑互溶生成镉锑合金(FeSb₂), 镉锑合金能被空气中的氧所氧化，分别生成三氧化二锑和氧化镉，并从锑液表面上挥发出来。目前还没有一种能抑制三氧化二锑挥发，又能与氧化镉反应生成浮渣的熔剂，并且国内外也没有一个可行的除镉方法。                       

镉是精锑产品中的有害元素，2001年国家颁布的锑标准对镉虽然没有量的规定，但在国内外的锑品交易，精锑中的镉含量不能大于0.002﹪已经成为一条不成文的规定，致使一些含镉较高的锑原料得不到应用而库存，给环境保护带来很大的危害，使含镉超标的粗锑无法精炼成达标的精锑产品。许多锑冶金工作者对于粗锑中除镉做了很多研究工作，也有人试验用湿法进行镉、锑分离，都因生产成本高、分离效果不佳而得不到应用。     碱法精炼除粗锑中的铁有较好的效果，但操作要点很难把握，往往需要采用降温除铁的方法才能使粗锑中的铁含量达标，完成这个过程需要4-5小时。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种除粗锑中镉和铁的方法，这种方法在熔化的粗锑中加入酸性物质偏磷酸，能有效的降低粗锑中的含镉量与含铁量，使之成为合格的精锑。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用偏磷酸除粗锑中镉和铁的方法，其特征在于：它由以下步骤组成：

第一步，在盛有粗锑液的冶金炉中加入偏磷酸，继续升高炉温使偏磷酸熔化，从而让偏磷酸覆盖于锑液表面上；

第二步，将吹风管插入锑液中吹风，锑液中的镉被氧化成为氧化镉，保持炉温，连续吹风，锑液中的氧化镉、铁与覆盖在锑液表面上的偏磷酸发生反应，分别生成偏磷酸镉、偏磷酸铁，偏磷酸镉、偏磷酸铁与偏磷酸成渣浮于锑液表面，实现镉、铁与锑的分离；

在酸性物质偏磷酸的存在下，粗锑中的镉和铁发生下列行为：

(1)镉为空气中的氧所氧化，与偏磷酸作用生成偏磷酸镉，化学反应方程式为：

2Cd + O₂   = 2CdO

CdO + 2HPO₃ = Cd(PO₃)₂ + H₂O

(2)铁在锑液中与锑形成铁锑合金(FeSb₂)，铁锑合金中的铁与偏磷酸作用生成偏磷酸铁，化学反应方程式为：     2Fe + 6HPO₃  = 2Fe（PO₃）₃ + 3H₂↑

第三步，清除浮于锑液表面的浮渣。

偏磷酸镉、偏磷酸铁与偏磷酸成渣，浮于锑液表面，从而实现镉、铁与锑的分离，有效的降低了粗锑中的含镉量与含铁量，使之成为合格的精锑。

所述的加入的偏磷酸的量是以每平方米锑液表面30～40公斤计算，偏磷酸是一种很弱的氧化剂，不能氧化金属镉，只有向锑液中吹入压缩空气，使金属镉氧化成氧化镉，氧化镉与偏磷酸反应生成偏磷酸镉渣，达到锑、镉分离的目的。

所述的保持炉温是指保持850～950度的温度。

所述的连续吹风是指吹风50～70分钟。

所述的偏磷酸的加入总量(T)按下述内容计算：

（1)分别计算反射炉中粗锑液总重量及粗锑液中的含镉量﹪(计量单位均为公斤)。

除镉前粗锑液的总重量(A)=入炉含锑量×98﹪(锑氧粉还原生成粗锑液的直收率)

除镉前粗锑液中含镉总量(B)=A×粗锑液中的含镉量﹪

（2)从下表的横格中查出除镉前粗锑液中的含镉量﹪和除镉后粗锑液中的标准含镉量﹪，与之相对应的除1公斤镉所需偏磷酸的量(C)