專利名稱：一種由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鉍產品的深加工處理技術，特別是一種由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝。
背景技術：
氧化鉍(Bismuthoxide)的化學式Bi2O3，分子量465.96，熔點 820°C，沸點 1890°C， 氧化鉍為黃色單斜晶系結晶，有球形、針形等等。其相對密度為8.9，熔點825°C，溶于
酸，不溶于水和堿。氧化鉍作為一種電子功能材料，廣泛用于壓敏電阻，氧化鋅避雷針器，彩色顯象管，電容器等電子工業(yè)產品的制造。另外，電池行業(yè)和超導技術中也有氧化鉍的應用。目前傳統(tǒng)工藝制備針狀氧化鉍的方法有:第一種是采用鉍金屬加硝酸溶解，再加入堿制備得次硝酸鉍，然后通過高溫煅燒得針狀氧化鉍；第二種是用鉍金屬加入硝酸溶解成硝酸鉍溶液，再調節(jié)加入過量堿 液，調節(jié)PH值，制備得針狀氧化鉍；第二種是2011年04月06日，中國發(fā)明專利申請公布號CN102001706A所公開的一種火法氧化鉍生產方法，將鉍錠破碎、制粉并過篩后投入臥式旋轉氧化爐內升溫，通過階梯加熱方式實現對氧化爐的溫控，該階梯加熱包括升溫和恒溫階段的重復出現，同時通入氧氣氧化鉍粉，氧化階段完畢，停止供氧并降溫至室溫后出爐，得到氧化鉍。該工藝需對鉍錠破碎，制粉，且粒度要足夠細，氧化時物料料層要足夠薄，氧化后得到氧化鉍產品經常氧化不完全，且工藝步驟多，不利于產業(yè)化。

發(fā)明內容
基于上述存在的問題，本發(fā)明提出一種由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝，該工藝通過電弧直接生產β_氧化鉍，再用硝酸和氫氧化鈉制備得α-氧化鉍，可節(jié)省大量酸、堿，并可以回收硝酸鈉晶體副產品。大大的降低了輔料消耗，并且易于在工業(yè)生產上實現。本發(fā)明的技術方案是:一種由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝，通過在電弧作用和低溫情況下，使鉍原料熔解成鉍液，進而形成大量鉍蒸氣，通過與空氣中的氧接觸生成形貌為球狀的氧化鉍，再將氧化鉍加入硝酸，控制反應時間，再加入氫氧化鈉調節(jié)PH值，制備得形貌為針型的α -氧化鉍；具體工藝條件步驟如下:
①將鉍原料放入電弧爐中，對系統(tǒng)進行負壓抽空氣，通電在電弧作用下鉍原料熔解成鉍液，進而形成大量鉍蒸氣；通過與空氣中的氧接觸生成形貌為球狀的β_氧化鉍；工藝過程中，控制爐溫300 500°C ;電弧爐工作電壓32 64V，工作電流1000 24000A ；
②取球狀的β_氧化秘，加入硝酸；以克/克為單位，液固質量比為I 10:1;硝酸與氧化鉍質量比0.1 1: 1，反應溫度85 100°C，反應時間3 4h ;使反應物變白色；
③在步驟②的白色反應物中，直接加入堿液，調節(jié)pH值11 14，溫度25 100°C，繼續(xù)反應2h，離心或壓濾固液分離，得到針狀氧化鉍；
④將離心或壓濾固液分離的后液體，調節(jié)PH6 8，蒸發(fā)，濃縮，結晶得硝酸鈉晶體。
本發(fā)明所述鉍原料為鉍錠、鉍珠、鉍粉及各類鉍金屬。本發(fā)明相比傳統(tǒng)工藝有如下優(yōu)勢:
1、本發(fā)明所述鉍原料無需經過破碎，研磨，制粉等工藝，采取投料方式為直接入爐；
2、環(huán)保，無氮氧化物排放，廢水中的硝酸鈉溶液通過蒸法濃縮制備，還可以得硝酸鈉晶體副廣品。3、成本優(yōu)勢，本發(fā)明相比傳統(tǒng)工藝節(jié)省了大量酸、堿，大大的降低了輔料消耗，尤其對酸堿輔料價格高的地方成本優(yōu)勢更加明顯，
4、易于在工業(yè)生產上實現。


圖1為實施方案的X射線衍射分析圖。圖2為實施方案I中的電子掃描顯像圖。圖3為實施方案2中的X射線衍射分析圖。圖4為實施方案2中的電子掃描顯像圖。圖5為實施方案3中的X射線衍射分析圖。圖6為實施方案3中的電子掃描顯像圖。
具體實施例方式本發(fā)明以下結合 附圖和具體實施例做進一步描述，但并不是限制本發(fā)明。本實施例鉍原料為鉍錠金屬。由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝，通過在電弧作用和低溫情況下，使鉍錠金屬熔解成鉍液，進而形成大量鉍蒸氣，通過與空氣中的氧接觸生成形貌為球狀的β_氧化鉍。再將氧化鉍加入硝酸，控制反應時間，再加入氫氧化鈉調節(jié)pH值，制備得形貌為針型的α -氧化秘。1、本實施例熔鉍溫度350 500°C，工作電壓32 64V，電流1000 24000A，負壓抽空氣，It鉍錠產出氧化鉍1.116t，所得氧化鉍產品中Bi 99.9%，晶相及電鏡見附圖1和附圖2。2、β -氧化鉍直接制備得次硝酸鉍；取β -氧化鉍30g加入6.3 7.5g硝酸，溫度85°C，反應時間3h，所得產品為白色粉體，晶相及電鏡見附圖3和附圖4。3、次硝酸鉍轉換為針狀氧化鉍，直接加入堿液，調節(jié)pH值13，溫度25 100°C，離心或壓濾固液分離，得到針狀氧化鉍。4、實施內容2中產品中反應物變白色后，加入NaOH調節(jié)pH 13，繼續(xù)反應2h，固液分離，烘干得針狀氧化鉍。晶相及電鏡見附圖5和附圖6。5、上步驟固液分離后液體含硝酸鈉，調節(jié)pH6 8，通過蒸法濃縮制備得硝酸鈉晶體副廣品。
權利要求
1.一種由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝，其特征在于:通過在電弧作用和低溫情況下，使鉍原料熔解成鉍液，進而形成大量鉍蒸氣，通過與空氣中的氧接觸生成形貌為球狀的β-氧化鉍，再將β-氧化鉍加入硝酸，控制反應時間，再加入氫氧化鈉調節(jié)pH值，制備得形貌為針型的α -氧化鉍；具體工藝條件步驟如下: ①將鉍原料放入電弧爐中，對系統(tǒng)進行負壓抽空氣，通電在電弧作用下鉍原料熔解成鉍液，進而形成大量鉍蒸氣；通過與空氣中的氧接觸生成形貌為球狀的β_氧化鉍；工藝過程中，控制爐溫300 500°C ;電弧爐工作電壓32 64V，工作電流1000 24000A ； ②取球狀的β_氧化秘，加入硝酸；以克/克為單位，液固質量比為I 10:1;硝酸與氧化鉍質量比0.1 1: 1，反應溫度85 100°C，反應時間3 4h ;使反應物變白色； ③在步驟②的白色反應物中，直接加入堿液，調節(jié)pH值11 14，溫度25 100°C，繼續(xù)反應2h，離心或壓濾固液分離，得到針狀氧化鉍； ④將離心或壓濾固液分離 的后液體，調節(jié)PH6 8，蒸發(fā)，濃縮，結晶得硝酸鈉晶體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由鉍金屬濕法制備針狀氧化鉍的工藝。是通過在電弧作用和低溫情況下，使鉍原料熔解成鉍液，進而形成大量鉍蒸氣，通過與空氣中的氧接觸生成形貌為球狀的β-氧化鉍，再將β-氧化鉍加入硝酸，控制反應時間，再加入氫氧化鈉調節(jié)pH值，制備得形貌為針型的α-氧化鉍。本發(fā)明的實施，可節(jié)省大量酸、堿，并可以回收硝酸鈉晶體副產品。大大的降低了輔料消耗，并且易于在工業(yè)生產上實現。
文檔編號C01D9/04GK103145184SQ201310096800
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權日2013年3月25日
發(fā)明者盧偉紅, 曹永燃, 王志雄, 肖輝, 吳祖祥 申請人:湖南金旺鉍業(yè)股份有限公司