[发明专利]一种天然气冶炼三氧化二锑的制备工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于化工冶炼领域，具体涉及一种天然气冶炼三氧化二锑的制备工艺及装置。

背景技术

三氧化二锑（锑白）是一种重要的化工原料，它作为有机卤化物阻燃剂的增效剂，在建 筑、塑料、橡胶、油漆、化纤等现代工业上有广泛的用途。然而，随着科学技术的进步、国民经济的发展，工业上对三氧化二锑的质量提出了更多要求，尤其是单晶型、粒径分布均匀的三氧化二锑，由于具有良好的化学活性、分散性好、着色力均匀及光稳定性强等特性，深受高端用户青睐，其价格也比一般质量的三氧化二锑高10%以上。

目前制取立方晶型三氧化二锑的方法主要用湿法和火法两种。湿法主要是三氧化二锑水解法，如中国专利申请号为92114236.6所述的方法。火法主要有等离子法和金属锑的低温氧化法，如公开号为CN1038444A采用等离子法生产的微粒三氧化二锑产品，立方晶型含量可达99％以上。如JP79108798和JP80114418专利所述的立方晶型三氧化二锑的制备方法是金属锑的低温氧化法。该方法是将金属锑和铅按一定比例混合，在电炉里熔化后在较低温度下氧化金属锑，获得立方晶型三氧化二锑。以上这些方法均能获得立方晶型三氧化二锑，但湿法有废水污染环境，设备腐蚀严重，火法则有能耗高，产量低，生产条件难以控制等缺陷。中国专利85102489.0“一种反射炉结构的锑白炉”是以金属锑为原料，鼓入一、二次空气使熔融的锑液自热氧化成三氧化二锑蒸汽，经大量冷却空气骤冷，然后经布袋收尘系统捕集到三氧化二锑的生产方法，具有工艺简单，操作容易，能耗低，产量大，产品质量稳定等优点。但是其产品不是单一的立方晶型，其立方晶型的含量只有60～80％，难以满足用户的要求。

另外，目前锑白炉的加热方式一般采用燃煤加热，而燃煤中含有3%的硫, 燃烧后产生大量的SO2气体, 生产全过程中无法全部吸收,污染空气,造成环境危害并且产生大量废渣。因此本领域迫切需要一种无废气、无废渣的三氧化二锑制备工艺，从而有利于改善由于三氧化二锑生产带来的环保压力。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种无废气、无废渣产生的三氧化二锑制备工艺，具体步骤如下：

(1)采用天然气燃烧机将锑白炉炉温升至1000℃后，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)向锑液中鼓入氧气使锑氧化挥发，炉膛中央温度控制在900-1100℃；

(3)在锑白炉高温烟气上部反应室出口处，通过烟气骤冷混合装置，控制高温三氧化二锑烟气总量与骤冷空气量之比为1∶1-30，使高温三氧化二锑烟气骤冷冷却至60-300℃，所得产品用布袋收尘系统收集。

在本发明进一步地实施方案中，所述步骤1采用天然气燃烧机将锑白炉炉温升至1000℃的工序为采用天然气燃烧机将锑白炉温度在500℃左右运行8小时，再直接升温到1000℃左右开始进料。

在本发明所述步骤2中，炉膛中央温度优选控制在1025℃，温度控制可以通过增加或减少进料量、增加或减少间隔时间，提高或降低鼓风量等手段来实现。例如，当炉膛中央温度偏高时，可以通过增加进料量与减少间隔时间，降低鼓风量来降低炉膛中央温度。此外，在本发明所述步骤2中，锑液中鼓入氧气量为35～40 Nm³/h。

在本发明所述步骤3中，高温三氧化二锑烟气总量与骤冷空气量之比为1∶7，高温三氧化二锑烟气骤冷冷却至220℃。

本发明的另一个目的是提供一种所述三氧化二锑制备工艺所使用的装置，其由天然气燃烧机、锑白炉、鼓风机、烟气骤冷混合装置和脉冲布袋收尘器组成。

本发明采用天然气替代燃煤作为燃料，避免了由于燃煤造成的废渣和废气，从而达到锑白生产零排放的目标，并且本发明意外发现采用天然气替代燃煤后不仅节能减排，并且极大节约了生产成本，可以为生产企业带来巨大的收益。另外，本发明通过对锑白生产工艺中的反应炉温、鼓入氧气量、冷却空气量以及高温三氧化二锑烟气骤冷温度等参数的精确控制，从而在本发明制备工艺下生产的锑白粒度在0.5μm-0.8μm之间，白度在95以上，立方晶型含量大于97%，不溶物低、分散性好。

具体实施方式

下面将进一步的来举例说明本发明。需要指出的是，以下说明仅仅是对本发明要求保护的技术方案的举例说明，并非对这些技术方案的任何限制。本发明的保护范围以所附权利要求书记载的内容为准。

实施例1

(1) 采用天然气燃烧机将锑白炉温度在500℃左右运行8小时，再直接升温到1000℃左右开始进料，向炉内投入金属锑，使之熔化；