CN101348276A

CN101348276A - 一种碱金属锡酸盐生产的方法

Info

Publication number: CN101348276A
Application number: CNA2008100588728A
Authority: CN
Inventors: 唐芸生; 杨健伟; 赵惠玲; 苏瑞春
Original assignee: Yunnan Tin Group (holding) Co Ltd
Current assignee: Yunnan Tin Group (holding) Co Ltd
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2009-01-21

Abstract

一种碱金属锡酸盐生产的方法。本发明属于一种无机化合物锡酸盐的生产方法，它以金属锡粉、碱金属氢氧化物、纯水为原料，在压力釜内经加温、加压、通氧反应，直接氧化合成为碱金属锡酸盐溶液，该溶液经过滤后，依次进行浓缩结晶、脱水，得到碱金属锡酸盐产品。该方法具有操作方便、工艺流程短、工艺技术可靠、产品纯度高、产品质量稳定、生产能力大、生产成本低等优点。产出极少量的浸出渣可返回锡冶炼系统予以回收，浓缩母液返回浸出，因此整个工艺过程中无三废产生，对环境无有害影响，是一种适用于工业大规模生产高纯度碱金属锡酸盐的方法。

Description

一种碱金属锡酸盐生产的方法

技术领域

本发明属于一种无机化合物锡酸盐的生产方法，具体是一种锡酸钾、锡酸钠无机盐化合物的生产新方法。

背景技术

锡酸钾、锡酸钠是一种含锡的碱性无机化合物，产品为白色结晶，易溶于水，溶液呈碱性。锡酸钾、锡酸钠作为锡的碱性电镀材料广泛用于电镀行业，主要用于电子、汽车制造、罐装食品盒等镀锡；也应用于织物印染工业，玻璃、陶瓷、造币等工业。目前国内镀锡行业仍以酸性锡盐化合物为主，使用酸性镀锡液在镀锡工艺过程中生产三废污染相当严重，且难以进行处理。而镀锡工艺使用锡酸钾、锡酸钠碱性镀液，则可降低三废污染，是一种极佳镀锡用无机锡盐化合物。

关于碱金属锡酸盐的生产工艺，郑铁锋1993年申请的中国专利CN1078444，公开了一种碱金属锡酸盐的制备方法，是以金属为原料，直接与浓硝酸和浓盐酸的混合酸起反应，然后将反应后的澄清液缓慢与浓氨水作用，反应的白色沉淀完全溶解于碱溶液中，加入适量过氧化氢，经浓缩、结晶、烘干和粉碎可得到纯洁的碱金属锡酸盐。

顾榴根2003年申请的中国专利CN1546383A中提供了一种锡酸盐的制备方法，是采用锡和浓硝酸生产β-锡酸，再将β-锡酸与氢氧化钾加热共熔，冷却，加水溶解，过滤，蒸发浓缩析出结晶产物锡酸钾。

陈绍春2006年申请的中国专利CN1872699A中提供了一种锡酸钾的生产新方法，则是采用金属锡与氯气反应合成四氯化锡，四氯化锡与碱中和得到正锡酸，正锡酸与氢氧化钾合成锡酸钾溶液，经蒸发浓缩、干燥后得到锡酸钾产品。

1978年由Horn发明的美国专利4066518“Production of potassium or sodiumstannate”中提供的方法是金属锡在电解槽中与氢氧化钾或氢氧化钠溶液通过隔膜电解的方式先形成碱金属的亚锡盐，该亚锡盐再使用氧气氧化得到碱金属锡酸盐。

上述几种方法普遍存在操作复杂、工艺流程长、劳动强度大、生产成本费用较高等问题，且生产能力较小，难以满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱金属锡酸盐生产的方法，具有操作方便、工艺流程短、工艺技术可靠、产品纯度高、产品质量稳定、生产能力大、生产成本低等优点，且整个工艺过程中无三废产生。

本方法是利用金属锡粉与碱金属氢氧化物溶液在压力釜内经加温、加压、通氧反应，直接一步氧化合成为碱金属锡酸盐溶液，该溶液经过滤后，依次进行浓缩结晶、脱水，得到碱金属锡酸盐产品，其反应式如下：

Sn+2KOH+O₂+2H₂O＝K₂SnO₃·3H₂O

Sn+2NaOH+O₂+2H₂O＝Na₂SnO₃·3H₂O

本发明还包括以下技术方案：碱锡质量比为0.7～1.5∶1；液固质量比为3～10∶1；压力釜内表压为0.5MPa～1.5MPa；反应合成温度为100℃～180℃。

金属锡粉的粒度≤0.3mm，反应过程中持续通氧且氧气纯度为80％～99％，反应合成时间0.5小时～3小时。

碱金属氢氧化物采用氢氧化钾或氢氧化钠，氢氧化钾与锡粉质量比选取1～1.5∶1，氢氧化钠与锡粉质量比选取0.70～1∶1。

反应生成的碱金属锡酸盐溶液浓缩结晶后采用离心脱水，浓缩的母液返回到氧压合成工序循环利用。

本发明的有益效果是：

本发明由于是利用金属锡粉与碱金属氢氧化物溶液在压力釜内直接反应一步生成碱金属锡酸盐，即锡酸钾、锡酸钠，工艺过程大为缩短；

在合成反应过程中不引入任何其他试剂，避免了其他生产工艺过程中的溶液净化和洗涤过程，因而无任何废渣和废水产生。反应是在密闭的压力釜内进行，无废气产生。因此本发明的锡酸盐生产方法整个工艺过程中无三废产生，对环境无有害影响；

本生产方法由于工艺过程简短、不引入其他试剂，因此所产出的锡酸钾、锡酸钠产品具有纯度高、有害杂质元素极低、质量稳定的特点；

本生产方法由于工艺过程大为缩短，生产过程中不需要中和、洗涤及净化等过程，因此使用该方法进行锡酸钾、锡酸钠产品的生产，锡的直接回收率可达到95％以上，生产成本大为降低。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

具体实施方式

实施例1：锡酸钾的制备方法1

将900克工业级氢氧化钾溶解在纯水中，溶解后的溶液总体积约为3L，将该溶液加入压力釜内，启动搅拌，再加入600克锡粉，密封加料口后加热至80℃通氧气至压力釜表压0.6MPa，待温度升至130℃时调整压力釜表压至1.0MPa，反应1小时后冷却卸压放料，自然过滤后溶液清亮，该清亮溶液进行浓缩结晶，离心机过滤后产出母液150mL，含锡52.18g/L，产出锡酸钾产品1487克。该产品质量为：可溶锡38.68％、游离KOH 0.310％、白度88.8、As 0.00001％、Pb0.0025％、水不溶物0.0018％、KCl 0.049％、KNO₃ 0.010％、Sb 0.0021％，锡直收率95.86％。

实施例2：锡酸钾的制备方法2

将9公斤氢氧化钾溶解在纯水中，溶解后的溶液总体积为30L，加入压力釜内，启动搅拌，再加入锡粉6公斤，密封加料口后加热至80℃通氧气至压力釜表压0.6MPa，待温度升至130℃时调整压力釜表压至1.3MPa。反应1.5小时后冷却卸压放料，板框过滤后溶液清亮，该清亮溶液进行浓缩结晶，离心过滤后产出母液3L，含锡32.5g/L，产出产品重15.38公斤，产品质量为：可溶锡38.34％、游离KOH 0.96％、白度88.6、As 0.0001％、Pb＜0.002％、水不溶物0.028％、KCl 0.037％、KNO₃ 0.010％、Sb 0.0021％，锡直收率98.28％。

实施例3：锡酸钠的制备方法

将3.5公斤氢氧化钠溶解在纯水中，溶解后的溶液总体积为28L，加入压力釜内，启动搅拌，再加入锡粉3.5公斤，密封加料口后加热至80℃通氧气至压力釜表压0.8MPa，待温度升至130℃时调整压力釜表压至1.3MPa。反应1小时后冷却卸压放料，自然过滤后溶液清亮，该清亮溶液进行浓缩结晶，离心过滤后产出母液2.66L，含锡51.72g/L，产出锡酸钠产品7852克，产品质量为可溶锡42.82％、游离NaOH 0.26％、Pb 0.0017％、Sb 0.0014％、As 0.0001％、Fe0.0008％、NaNO₃ 0.005％、水不溶物0.022％，锡直收率96.06％。

Claims

1、一种碱金属锡酸盐的生产方法，其特征在于：利用金属锡粉与碱金属氢氧化物溶液在压力釜内经加温、加压、通氧反应，直接氧化合成为碱金属锡酸盐溶液，该溶液经过滤后，依次进行浓缩结晶、脱水，得到碱金属锡酸盐产品。

2、根据权利要求1所述的碱金属锡酸盐的生产方法，其特征在于：碱锡质量比为0.7～1.5∶1；液固质量比为3～10∶1；压力釜内表压为0.5MPa～1.5MPa；反应合成温度为100℃～180℃。

3、根据权利要求2所述的碱金属锡酸盐的生产方法，其特征在于：金属锡粉的粒度≤0.3mm，反应过程中持续通氧且氧气纯度为80％～99％，反应合成时间0.5小时～3小时。

4、根据权利要求2所述的碱金属锡酸盐的生产方法，其特征在于：碱金属氢氧化物采用氢氧化钾或氢氧化钠，氢氧化钾与锡粉质量比选取1～1.5∶1，氢氧化钠与锡粉质量比选取0.70～1∶1。

5、根据权利要求3和4所述碱金属锡酸盐的生产方法，其特征在于：反应生成的碱金属锡酸盐溶液浓缩结晶后采用离心脱水，浓缩的母液返回到氧压合成工序循环利用。