一種低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法，屬于有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬銻與一般有色金屬不同，它性脆、易碎、無(wú)延展性，也正是由于銻的這種特性，使得銻加入其它金屬形成合金，可使合金硬度和耐磨性提高、鑄造流動(dòng)性得到改善、機(jī)械性能得到改良等。所以銻及銻合金廣泛應(yīng)用于軸承、焊料、搪瓷、彈藥、蓄電池柵極材料等領(lǐng)域。銻的生產(chǎn)通常采用火法冶煉，主要是揮發(fā)焙燒-還原熔煉法，該工藝首先是利用硫化銻礦易于氧化揮發(fā)的特性進(jìn)行焙燒得到富集的三氧化二銻，然后就是在反射爐內(nèi)對(duì)已經(jīng)富集的三氧化二銻進(jìn)行高溫碳還原熔煉得到金屬銻。該工藝在進(jìn)行還原熔煉的過(guò)程中，操作溫度高，能耗高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且以炭粉為還原劑，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO和C(V污染空氣，另夕卜，最終得到的產(chǎn)物為銻錠，產(chǎn)物形態(tài)單一。因此，研究一種低溫下直接將三氧化二銻還原為金屬銻粉的新方法具有重要的工業(yè)價(jià)值。
[0003]低共熔溶劑通常是由一定化學(xué)計(jì)量比的季銨鹽和氫鍵給體(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)組合而成的低共熔混合物。作為一種綠色新型溶劑，低共熔溶劑具有電化學(xué)窗口寬、電導(dǎo)率高、幾乎沒(méi)有蒸汽壓、穩(wěn)定性高、可設(shè)計(jì)性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，而且合成簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，是一種理想的電解質(zhì)，在電化學(xué)制取金屬方面得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本發(fā)明通過(guò)一種低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有金屬銻生產(chǎn)方法中存在的生產(chǎn)溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，流程長(zhǎng)，設(shè)備復(fù)雜，污染環(huán)境以及產(chǎn)物形態(tài)單一等問(wèn)題，提供一種采用綠色經(jīng)濟(jì)環(huán)保的低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取金屬銻的方法，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]一種低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰性氣氛下，將季銨鹽與多元醇按照摩爾比(1~3):(2~5)混合，在溫度為70~90°C條件下混合均勻制備得到低共熔溶劑；
(2)以石墨坩禍為陰極和電解槽，將三氧化二銻粉末置于石墨坩禍內(nèi)部底部，以步驟
(I)得到的低共熔溶劑為電解液，將石墨或惰性陽(yáng)極插入到電解液中但不能接觸到底部的三氧化二銻粉末，在電解溫度為25~100°C、槽電壓為2.2-3.5V條件下電解3~6h，最后取出陰極石墨坩禍底部粉末經(jīng)沖洗，干燥后即得到金屬銻。
[0006]所述步驟(I)中的季銨鹽為氯化膽堿、四甲基氯化銨、四丁基氯化銨、四甲基氟化銨或四丁基溴化銨。
[0007]所述步驟(I)中的多元醇為乙二醇、丙二醇、丙三醇或木糖醇。
[0008]所述步驟(2)中的三氧化二鋪粉末粒度為為2~20Mm，純度為99.0%。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:首先，本發(fā)明可以在石墨坩禍中直接電解還原三氧化二銻粉末制取金屬銻，且時(shí)間較短；其次，本發(fā)明的電解還原溫度低，在10tC以下，相比較揮發(fā)焙燒-還原熔煉所需要的100tC左右降幅巨大，這在很大程度上降低生產(chǎn)成本；第三，本發(fā)明可以控制產(chǎn)物金屬銻顆粒的粒徑；最后，本發(fā)明電解還原得到的最終產(chǎn)物是粉末狀的金屬銻，這為以后制取金屬粉末提供了一種新方法。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制取得到的銻的XRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
該低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰性氣氛下，將季銨鹽與多元醇按照摩爾比1:2混合，在溫度為90°C (恒溫油浴)條件下混合均勻制備得到低共熔溶劑；其中季銨鹽為氯化膽堿，多元醇為乙二醇；
(2)以石墨坩禍為陰極和電解槽，將0.5g三氧化二銻粉末置于石墨坩禍內(nèi)部底部，以步驟(I)得到的20ml低共熔溶劑為電解液，將石墨插入到電解液中但不能接觸到底部的三氧化二銻粉末，在電解溫度為80°C、槽電壓為3V條件下電解3h，最后取出陰極石墨坩禍底部粉末經(jīng)沖洗，干燥后即得到金屬銻，其中三氧化二銻粉末粒度為為20Pm，純度為99.0%。金屬銻的純度為99wt%，制取得到的金屬銻的XRD圖如圖1所示。
[0013]實(shí)施例2
該低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰性氣氛下，將季銨鹽與多元醇按照摩爾比1:3混合，在溫度為70°C (恒溫油浴)條件下混合均勻制備得到低共熔溶劑；其中季銨鹽為氯化膽堿，多元醇為丙二醇；
(2)以石墨坩禍為陰極和電解槽，將0.5g三氧化二銻粉末置于石墨坩禍內(nèi)部底部，以步驟(I)得到的20ml低共熔溶劑為電解液，將石墨插入到電解液中但不能接觸到底部的三氧化二銻粉末，在電解溫度為90°C、槽電壓為3.2V條件下電解6h，最后取出陰極石墨坩禍底部粉末經(jīng)沖洗，干燥后即得到金屬銻，其中三氧化二銻粉末粒度為為2Pm，純度為99.0%。金屬銻的純度為99wt%。
[0014]實(shí)施例3
該低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰性氣氛下，將季銨鹽與多元醇按照摩爾比2:3混合，在溫度為73°C (恒溫油浴)條件下混合均勻制備得到低共熔溶劑；其中季銨鹽為四甲基氯化銨，多元醇為丙二醇；
(2)以石墨坩禍為陰極和電解槽，將0.5g三氧化二銻粉末置于石墨坩禍內(nèi)部底部，以步驟(I)得到的20ml低共熔溶劑為電解液，將石墨插入到電解液中但不能接觸到底部的三氧化二銻粉末，在電解溫度為70°C、槽電壓為2.8V條件下電解5.5h，最后取出陰極石墨坩禍底部粉末經(jīng)沖洗，干燥后即得到金屬銻，其中三氧化二銻粉末粒度為為18Pm，純度為99.0%。金屬銻的純度為99wt%。
[0015]實(shí)施例4
該低共熔溶劑原位還原三氧化二銻制取銻的方法，其具體步驟如下: (1)在惰性氣氛下，將季銨鹽與多元醇按照摩爾比2:5混合，在溫度為76°C (恒溫油浴)條件下混合均勻制備得到低共熔溶劑；其中季