一種基于砷升華的銻物料提純方法與流程

本發明涉及一種基于砷升華的銻物料提純方法。

背景技術：

銻，銀白色有光澤硬而脆的金屬（常制成棒、塊、粉等多種形狀）。有鱗片狀晶體結構。在潮濕空氣中逐漸失去光澤，強熱則燃燒成白色銻的氧化物。易溶于王水，溶于濃硫酸。相對密度6.68，熔點630℃，沸點1635℃，原子半徑為 1.28?，電負性2.2。

銻還是一種有毒的化學元素，元素符號為Sb，原子序數為51。它是一種有金屬光澤的類金屬，在自然界中主要存在于硫化物礦物輝銻礦（Sb2S3）中。目前已知銻化合物在古代就用作化妝品，金屬銻在古代也有記載，但那時卻被誤認為是鉛。大約17世紀時，人們知道了銻是一種化學元素。自20世紀末以來，中國已成為世界上最大的銻及其化合物生產國，而其中大部分又都產自湖南省冷水江市的錫礦山。銻的工業制法是先焙燒，再用碳在高溫下還原，或者是直接用金屬鐵還原輝銻礦。

鉛酸電池中所用的鉛銻合金板。銻與鉛和錫，制成的合金可用來提升焊接材料、子彈及軸承的性能。銻化合物是用途廣泛的含氯及含溴阻燃劑的重要添加劑，銻在新興的微電子技術中也有著它的廣泛用途，比如顯卡制造。

本專利申請的發明人在實踐中發現，銻和砷常以伴生礦的形態結構出現，由于兩種元素的物性很接近，在冶金化工、高純材料中的分離難度較大。雖然現在的分離方法很多，但投資都很大，對環境污染大，運營成本高，目前市場需求一種安全環保、工藝流程可靠且投資小，運營成本低，適合企業的工業化分離砷提純銻的生產方法，由此提高銻的品質和利用率，特別是銻殘渣中銻的回收利用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是，提供一種安全環保、工藝流程可靠且投資小，運營成本低，適合企業的工業化生產的基于砷升華的銻物料提純方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種基于砷升華的銻物料提純方法，它包括如下步驟，

第一步，將需要加工的銻原料由送料裝置送入到加熱爐內；

第二步，將砷及其化合物的蒸氣附集裝置固定在爐體上方；

第三步，在砷蒸氣收集裝置的頂部放置至少一塊隔網；

第四步，將加熱器的溫度設置在砷會升華但銻不會升華的溫度區間來持續給銻原料加熱；

第五步，待附集裝置上附集的物質的體積不再有明顯增加后，停止加熱，取出已經提純的銻原料；

第六步，放入新的銻原料，繼續進行提純操作。

作為優選，步驟四中的溫度區間為250K~889K。

作為優選，用于提純銻物料的設備包括加熱爐，加熱爐的外周設置有加熱器，加熱爐的內部設有夾套，加熱爐的底部設有送料平臺，所述的送料平臺的下方安裝有送料推桿；所述的送料平臺的兩側分別設有進料口和出料口；加熱爐的上部通過可拆式連接頭連接有附集裝置；附集裝置的內部呈上大下小的倒錐型結構；附集裝置的頂部設有至少一塊隔網。

作為優選，所述的加熱器上設有溫度控制器和定時器。

作為優選，所述的隔網的上方還設有吸塵管。

作為優選，所述的送料推桿為由氣缸驅動的活塞桿。

采用上述結構后，本發明具有如下有益效果：本發明創造性的將銻物料置入加熱爐內，用砷升華和蒸氣壓較大的特性，將砷附集，降低銻物料中砷的含量，提高了銻的品質和回收率。通過特有的裝置利用砷升華和蒸氣壓較大的性質，加熱銻物料，讓砷升華，蒸氣壓變大，砷蒸汽向受熱區域相反的區域逐步附集，達到分離砷的目的。采用升華法，即安全又環保，而且成本小。

綜上所述，本發明提供了一種安全環保、工藝流程可靠且投資小，運營成本低，適合企業的工業化生產的基于砷升華的銻物料提純方法。

附圖說明

圖1是本發明中基于砷升華的銻物料提純方法的流程示意圖。

圖2是本發明基于砷升華的銻物料提純方法所涉及的裝置的結構示意簡圖。

如圖所示：1、加熱爐，2、加熱器，3、夾套，4、送料平臺，5、送料推桿，6、進料口，7、可拆式連接頭，8、附集裝置，9、隔網，10、吸塵管，11、溫度控制器，12、定時器，13、出料口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。

結合附圖1和附圖2，一種基于砷升華的銻物料提純方法，它包括如下步驟，

第一步，將需要加工的銻原料由送料裝置送入到加熱爐內；

第二步，將砷及其化合物的蒸氣附集裝置固定在爐體上方；

第三步，在砷蒸氣收集裝置的頂部放置至少一塊隔網；

第四步，將加熱器的溫度設置在砷會升華但銻不會升華的溫度區間來持續給銻原料加熱；此處實際是指銻的化合物的升華。

第五步，待附集裝置上附集的物質的體積不再有明顯增加后，停止加熱，取出已經提純的銻原料；

第六步，放入新的銻原料，繼續進行提純操作。

作為優選，步驟四中的溫度區間為250K~889K。本申請中的K為熱力學溫度。此溫度區間有個好處就是銻物料不會出現熔化的情況，雖然銻物料熔化后不會影響加熱爐上方的砷蒸氣，但是會向下流動，影響到推料裝置的工作。當然，也可以通過將送料平臺4改成一個碗狀結構，這樣即使銻發生熔化也不會向下流動。

作為優選，用于提純銻物料的設備包括加熱爐1，加熱爐1的外周設置有加熱器2，加熱爐1的內部設有夾套3，加熱爐1的底部設有送料平臺4，所述的送料平臺4的下方安裝有送料推桿5；所述的送料平臺4的兩側分別設有進料口6和出料口13；加熱爐1的上部通過可拆式連接頭7連接有附集裝置8；附集裝置8的內部呈上大下小的倒錐型結構；附集裝置8的頂部設有至少一塊隔網9。倒錐型結構的目的在于防止附集的砷及其化合物向下再次落入到加熱爐內。所述的隔網9為多層每一層的網孔大小可以設置成不一樣，隔網疊加時相鄰層的網孔應該錯位開。送料推桿5的作用是把銻物料向上送入到加熱區域。而送料平臺4的兩側分別設有進料口6和出料口13的作用是將待加工的物料從進料口6處推入，然后把完成提純操作的物料從出料口13處推出，此處可以增加橫向的推料氣缸來自動推料，也可以人工手動推料，進料口6和出料口13在非使用狀態下是密封的。

作為優選，所述的加熱器2上設有溫度控制器11和定時器12。

作為優選，所述的隔網9的上方還設有吸塵管10。吸塵管10用于吸收提純過程中產生的其它廢氣。防止廢氣污染環境。

作為優選，所述的送料推桿5為由氣缸驅動的活塞桿。

采用上述結構后，本發明具有如下有益效果：本發明創造性的將銻物料含銻的殘渣物料置入加熱爐內，用砷升華和蒸氣壓較大的特性，將砷附集，降低銻物料中砷的含量，提高了銻的品質和回收率。通過特有的裝置利用砷升華和蒸氣壓較大的性質，加熱銻物料，讓砷升華，蒸氣壓變大，砷蒸汽向受熱區域相反的區域逐步附集，達到分離砷的目的。采用升華法，即安全又環保，而且成本小。

綜上所述，本發明提供了一種安全環保、工藝流程可靠且投資小，運營成本低，適合企業的工業化生產的基于砷升華的銻物料提純方法。

需要特別說明的是，本發明涉及的方法借鑒了砷型材的加工方法，利用了砷的特殊性質。但它與申請人同時申請的砷型材的加工方法是有本質區別的，兩者在工藝步驟上有實質區別，且兩者對應的技術效果也完全不相同，所解決的技術問題也不相同，特此說明。關于本申請文件中的“銻升華”的特殊說明，實際操作中，銻在受熱后并不會直接升華，而是先熔化成液態。但銻的化合物，如銻的氧化物等會直接升華，而銻物料中一般是以銻的氧化物為主所以本申請中用銻升華更合適。

以上對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。總而言之如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。