1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28700
(51) C22B 30/02 (2006.01)
C01G 30/02 (2006.01)
C01D 13/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0759.1
(22) 05.06.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Бугенов Еркен Сембекович; Бугенов Булат
Еркенович; Бугенов Азат Еркенович
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) Сборник «Сурьма» под ред. С.М. Мельникова,
-М.: Металлургия, 1977, с.287
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АНТИМОНАТА
НАТРИЯ
(57) Работа посвящена переработке антимоната
натрия - полупродукта цеха рафинирования
чернового свинца, содержащего до 50% Sb.
Предлагается выщелачивать антимонат натрия в
сульфидно-щелочных растворах, содержащих 150-
180г/л Na2S при Ж:Т=6÷8:1 и температуре 150-
170°С.
С целью повышения извлечения сурьмы в
раствор и снижения расхода растворителя Na2S
предлагается в шихту выщелачивания вводить
элементную серу из расчета 0,1 - 0,2 части на
1 часть антимоната натрия. При этом получаются
концентрированные растворы сурьмы, содержащие
75-80 г/л.
Извлечение сурьмы из антимоната натрия в
раствор 99-100%.
(19)KZ(13)A4(11)28700

2. 28700
2
Изобретение относится к области извлечения
сурьмы из антимоната натрия.
Антимонат натрия - это трудно
перерабатываемый полупродукт щелочного
рафинирования чернового свинца. Он содержит 47-
53% Sb, примеси As, Pb, Sn, Сu от 0,01 до 0,1%, а
также 10-15% Na2O.
Его перерабатывают как гидро-, так и
пирометаллургическим способом.
Пирометаллургический способ (восстановительная
плавка вместе с углем или коксовой мелочью)
характеризуется низким извлечением сурьмы в
черновой металл, не превышающим 80-85%. Из-за
летучести сурьмы 20-30% металла теряется вместе с
отходящими газами.
Гидрометаллургический способ переработки
антимоната натрия (выщелачивание в сульфидно-
щелочных растворах) также характеризуется низкой
производительностью, большим расходом щелочи
(до 1 т на тонну сурьмы). Выщелачивание
антимоната натрия проводят при отношении
Ж:Т = 20:1; даже при таком отношении кеки после
выщелачивания содержат до 15% Sb и их
приходится перерабатывать отдельно
восстановительной плавкой.
Растворы, полученные после выщелачивания
антимоната натрия, при таком Ж:Т содержат всего
10-15 г/л сурьмы, которые невозможно
перерабатывать, поэтому их смешивают с богатыми
растворами, полученными от выщелачивания
сульфидного сурьмусодержащего сырья.
Соотношение антимонат натрияcульфидный
сурьмяный концентрат равняется 1:3 [см.: Сборник
«Сурьма» под ред. С.М.Мельникова, Москва,
«Металлургия», 1977, с.287].
Но где взять сульфидный сурьмяной концентрат?
Его нет в Казахстане, а антимоната натрия при
рафинировании чернового свинца получают тысячи
тонн с содержанием сурьмы в среднем 50%.
В связи с отсутствием надежных приемлемых
способов переработки антимонат натрия в основном
складируется на свинцовых заводах.
Нами разработан новый
высокопроизводительный экологически чистый
способ переработки антимоната натрия в
сульфидно-щелочных растворах.
Процесс проводится при t=150-170°С в
гидротермальных условиях при отношении
Ж:Т=6÷8:1. В качестве растворителя берется
раствор сернистого натрия концентрации
150-180 г/л. Для восполнения расхода Na2S в
процессе выщелачивания в шихту выщелачивания
подается элементная сера из расчета 0,1÷0,2 части
серы на одну часть антимоната натрия. При этом
образовавшийся в процессе гидролиза сернистого
натрия щелочь взаимодействует с элементной серой,
образуя Na2S - основной растворитель минералов
сурьмы. При этом получается концентрированный
раствор сурьмы, содержащий 75-80 г/л Sb (вместо
10÷5 г/л при обычном выщелачивании атомината
натрия при Ж:Т=20:1)
Приводим влияние параметров на процесс
выщелачивания
Таблица 1
1. Зависимость извлечения сурьмы антимоната натрия в раствор от температуры.
Условия опыта: Ж:Т=10:1; Na2S-170 г/л; τ=4 час.
t,°C 110 130 150 170
Извлечение сурьмы в раствор,
%
78,5 85,6 90,2 93,7
Таблица 2
Влияние расхода серы на извлечение сурьмы в раствор.
Условия опыта: t = 170°С, Ж:Т = 8:1; Na2S-170 г/л; τ=4 час.
Расход серы, г/г
антимоната натрия
0,0 0,1:1 0,15:1 0,2:1 0,25:1
Извлечение сурьмы в
раствор, %
92,5 97,8 99,2 100,0 100,0
Таблица 3
Влияние расхода серы на расход Na2S при выщелачивании антимоната натрия.
Условия опыта: исходный раствор Na2S = 170 г/л, t = 170°С, Ж:Т = 6:1.
Расход серы, г/г антимоната натрия Раствор после выщелачивания, г/л
Sb Na2S NaOH Na2S2О3
0,0 48,5 58,6 78,5 6,7
0,1:1 57,3 63,4 56,4 8,5
0,2:1 79,1 88,5 47,5 10,7
0,25:1 79,5 101,7 42,4 11,6

3. 28700
3
Из представленных данных видно, что при
выщелачивании в гидротермальных условиях
извлечение сурьмы в раствор растет с увеличением
температуры даже при низких отношениях Ж:Т, что
невозможно ожидать при температуре 100°С.
Как и ожидалось добавка элементной серы
активизирует раствор Na2S и регенерирует
растворитель в процессе выщелачивания, что ведет
к снижению расхода Na2S, причем при этих
условиях практически вся сурьма переходит в
раствор.
Кроме того элементная сера участвует в
регенерации Na2S в процессе выщелачивания
(табл. 3), сульфидируя щелочь, полученную в
результате частичного гидролиза Na2S, что очень
важно, т.к. избыток NaOH ведет к снижению
растворимости сурьмы в растворе.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ переработки антимоната натрия
выщелачиванием в растворах сернистого натрия,
отличающийся тем, что процесс выщелачивания
проводят в гидротермальных условиях при t = 150-
170°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для
снижения расхода Na2S и повышения активности
растворителя вместе с антимонатом натрия на
выщелачивание подается элементная сера из расчета
0,1-0,2 части серы на 1 часть антимоната натрия.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч