一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的新工藝，含鉍煙塵經過酸性浸出，中和水解除雜與鉛，銅，鋅，硅等雜質分離，再經過第二次酸溶，加入硫化鈉轉型得到硫化鉍。該工藝流程簡單，成本低，同時提高金屬利用率，是一種利用含鉍物料生產硫化鉍經濟實用的工藝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝，屬有色金屬濕法冶金及半導體納米材料的制備領域。
技術介紹
半導體材料的制備領域為新能源的研究開發提供了重要的技術手段。硫化鉍材料具有儲氫功能，合成半導體硫化鉍無論在學術還是新能源應用方面都具有重要意義。經檢索，現有硫化鉍制備專利報道有2007年6月6日中國專利技術專利申請公開號CN1974406A公開了 “一步法制備單分散性硫化鈉納米粒子的方法”其優點在于使用的分散介質為去離子水或乙醇，廉價易得，對環境無污染，反應時間短，一般為l_4h，產率一般為90%，操作簡便，易于控制，使用的分散穩定劑均為生物相容性分子，其對硫化鉍表面的修飾不僅可以提高納米粒子的穩定性，還可改善納米粒子的生物相容性，降低毒性等等。2008年11月26日中國專利技術專利申請公開號CN101311385A公開了 “硫化鉍晶須的制備方法與制備得到的硫化鉍晶須”是一種采用水熱合成法。選擇五水硝酸鉍、硫脲、氫氧化鋰為反應原料，以去離子水為水熱反應介質。該專利技術所提供的制備方法可以得到平均直徑為200-300nm、長度為20um或以上的硫化鉍晶須。2009年10月7日中國專利技術專利申請公開號CNCN101549887A公開了一種三硫化二鉍納米結構的合成方法”該方法是以三氯化鉍、谷胱甘肽為原料，在室溫下配置三氯化鉍、 谷胱甘肽的乙二醇溶液做反應的起始液，將該起始液放在反應釜內，在120-270°C下加熱 8-48小時即可得到棒狀及由棒狀作為二級結構組成的復雜刺球狀硫化鉍。 但上述工藝均存在工藝流程復雜，成本高，生產利用率底的技術問題。專利技術內容本專利技術目的在于提供一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝，含鉍煙塵經過酸性浸出，中和水解除雜與鉛，銅，鋅，硅等雜質分離，再經過第二次酸溶，加入硫化鈉轉型得到硫化鉍。該工藝流程簡單，成本低，更加提高生產利用率，減少生產成本。本專利技術實現上述目的技術方案如下一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝，其特征在于以含鉛5%-15%，含鉍 30%-60%，含鋅1%-5%，含銅1%_5%，含二氧化硅10%-20%的含鉍煙塵為原料，經過酸性浸出， 中和水解除雜分離沉鉍，經過第二次酸溶，最后硫化轉型烘干后得到硫化鉍；各過程工藝如下①酸性浸出將含鉍煙塵干燥粉碎至150-200目，加入鹽酸溶液中，再加入氯酸鈉，氯化鈉配液；攪拌，加熱，浸出；過濾分離浸出渣和酸浸液；浸出渣為鉛銀渣，送鉛冶煉工序；浸出條件鹽酸濃度1. 2mol/L,氯化鈉加入量為渣料重9%，氯酸鈉加入量為渣料重2. 5%，液固比3:1，溫度60-65°C，反應時間3h ；②中和水解將酸浸液先加堿液，攪拌，調PH=L 5 ;再加水，調pH=2. 5-3，在常溫下，繼續攪拌，水解反應O. 5-lh ;過濾,得到水解洛和水解后液；水解后液返回步驟①配液；③二次酸溶把水解渣加入到稀鹽酸中酸溶，控制酸溶終點PH < 1，反應時間1. 6-2h，直至渣料全部溶完，得到澄清酸溶液；酸溶條件鹽酸濃度O. 5-0. 7mol/L，溫度60_65°C，液固比3:1;④硫化轉型往澄清酸溶液中緩慢控制加入配置好的飽和硫化鈉溶液，調pH=3，常溫繼續攪拌反應1. 5-2小時，壓濾得到黑色沉淀物硫化鉍，濾液返回步驟①配液；⑤烘樣干燥將硫化鉍在60-70°C烘箱中烘干20小時，最后氣流粉碎得到納米級硫化鉍產品。本專利技術步驟①中，在不增加酸度的情況下，提高氯離子濃度，且加入少量的氧化劑，可使鉍浸出而鉛硅留在渣中，實現鉍鉛硅分離。本專利技術合理回收利用含鉍煙塵，減少了環境污染，并且工藝流程簡單，成本低。同現有技術相比，本專利技術有以下優點(1)本專利技術方法適應范圍廣，含鉛5%-15%，含鉍30%-60%，含鋅1%-5%，含銅1%_5%，另外含其他雜質較少的物料均可適用；(2)本專利技術除氣流粉碎部分外，都為濕法系統，流程簡單；(3)設備簡單，操作方便，易實現生產工業化； (4)輔料很少，節約生產成本；(5)本工藝無水污染，噪音遠低于國家標準，第一次的酸性浸出渣，返回火法鉛冶煉系統，無固體廢棄物污染，利于環保。附圖說明附圖是結合具體的工藝實施方式，詳細的說明了工藝走向；圖1是本專利技術的工藝流程圖。具體實施方式實施例1一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝，其特征在于以含鉛15%，含鉍30%，含鋅 5%，含銅5%，含二氧化硅10%的含鉍煙塵為原料，經過酸性浸出，中和水解除雜分離沉鉍，經過第二次酸溶，最后硫化轉型烘干后得到硫化鉍；各過程工藝如下①酸性浸出將含鉍煙塵干燥粉碎至150目，加入鹽酸溶液中，再加入氯酸鈉，氯化鈉配液；攪拌，加熱，浸出；過濾分離浸出渣和酸浸液；浸出渣為鉛銀渣，送鉛冶煉工序；浸出條件鹽酸濃度1. 2mol/L,氯化鈉加入量為渣料重9%，氯酸鈉加入量為渣料重2. 5%，液固比3:1，溫度60°C， 反應時間3h ；其中發生的反應為Cu0+2HC1=CuC12+H20Zn0+2HCl=ZnCl2+H20Bi203+6HCl=2BiCl3+3H20②中和水解將酸浸液先加堿液，攪拌，調PH=L 5 ;再加水，調pH=2. 8，在常溫下，繼續攪拌，水解反應Ih ;過濾,得到水解洛和水解后液；水解后液返回步驟①配液；其中發生的反應為BiCl3+2Na0H=Bi0Cl 丨 +H20+2NaCl BiCl3+H20=Bi0Cl 丨 +2HC1③二次酸溶把水解渣加入到稀鹽酸中酸溶，控制酸溶終點PH < 1，反應時間1. 6-2h，直至渣料全部溶完，得到澄清酸溶液；酸溶條件鹽酸濃度O. 5-0. 7mol/L，溫度60_65°C，液固比3:1; 其中發生的反應為Bi0Cl+2HCl=BiCl3+H20④硫化轉型往澄清酸溶液中緩慢控制加入配置好的飽和硫化鈉溶液，調pH=3，常溫繼續攪拌反應1. 5-2小時，壓濾得到黑色沉淀物硫化鉍，濾液返回步驟①配液；其中發生的反應為2BiCl3+3Na2S=Bi2S3 丨 +6NaCl⑤烘樣干燥將硫化鉍在60-70°C烘箱中烘干20小時，最后氣流粉碎得到納米級硫化鉍產品。實施例2鉍煙塵成分鉛5%，鉍60%,銅1%，鋅1%，二氧化硅20% ；一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝，采用生產流程如圖1，經過干燥粉碎至160 目，先將鹽酸配成濃度為1. 2 mol/L溶液3L，再將粉碎至160目的鉍煙塵加入溶液中，按液固比3:1的比例加入Ikg物料，加入氯酸鈉25克，加入氯化鈉90克，溫度62°C，反應時間 3h。浸出液先加3mol/L堿液調pH=l. 5，再加水調pH=3，繼續攪拌反應半小時過濾得到氯氧鉍，把此氯氧鉍加入到配置好的O. 5mol/L的稀鹽酸中，溫度60°C，液固比3:1，控制終點 PH=O. 6，反應時間1. 6h后溶液溶解至澄清。往此澄清液中加入配置好的飽和硫化鈉溶液， 調pH=3，常溫繼續攪拌反應1. 5小時，過濾得到黑色沉淀物硫化鉍，此硫化鉍在65°C中烘干20小時，后氣流粉碎得到黑色粉末硫化鉍711. O克。此硫化鉍含鉍80. 28%。鉍轉化為硫化鉍的轉化率為96. 9%。實施例3鉍煙塵成分鉛:11. 50%，鉍51. 6%，銅1. 2%，鋅1. 93%，二氧化硅15% ；一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用含鉍煙塵濕法制備硫化鉍的工藝，其特征在于：以含鉛5%?15%，含鉍30%?60%，含鋅1%?5%，含銅1%?5%，含二氧化硅10%?20%的含鉍煙塵為原料，經過酸性浸出，中和水解除雜分離沉鉍，經過第二次酸溶，最后硫化轉型烘干后得到硫化鉍；各過程工藝如下：①酸性浸出將含鉍煙塵干燥粉碎至150?200目，加入鹽酸溶液中，再加入氯酸鈉，氯化鈉配液；攪拌，加熱，浸出；過濾分離浸出渣和酸浸液；浸出渣為鉛銀渣，送鉛冶煉工序；浸出條件：鹽酸濃度1.2mol/L，氯化鈉加入量為渣料重9%，氯酸鈉加入量為渣料重2.5%，液固比3:1，溫度60?65℃，反應時間3h；?②中和水解將酸浸液先加堿液，攪拌，調pH=1.5；再加水，調pH=2.5?3，在常溫下，繼續攪拌，水解反應0.5?1h；過濾，得到水解渣和水解后液；水解后液返回步驟①配液；③二次酸溶把水解渣加入到稀鹽酸中酸溶，控制酸溶終點pH＜1，反應時間1.6?2h，直至渣料全部溶完，得到澄清酸溶液；酸溶條件：鹽酸濃度0.5?0.7mol/L，溫度60?65℃，液固比3:1；④硫化轉型往澄清酸溶液中緩慢控制加入配置好的飽和硫化鈉溶液，調pH=3,常溫繼續攪拌反應1.5?2小時，壓濾得到黑色沉淀物硫化鉍，濾液返回步驟①配液；⑤烘樣干燥將硫化鉍在60?70℃烘箱中烘干20小時，最后氣流粉碎得到納米級硫化鉍產品。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：覃小龍，楊躍新，劉井寶，曹永德，
申請(專利權)人：郴州市金貴銀業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：