专利名称：一种用氯氧化铋生产三氧化二铋的方法
技术领域：
本发明涉及一种三氧化二铋的生产方法，特别是用氯氧化铋生产三氧化二铋的方法，属于化工技术领域。
背景技术：
长期以来，三氧化二铋的生产工艺主要采用①硝酸铋煅烧法和②硝酸铋水解沉淀法。硝酸铋煅烧法主要反应式 4Bi (NO3) 3=2Bi203+12N02 +302 个。硝酸铋煅烧法是基于Bi (NO3) 3在600°C的高温环境中N03_分解为氮氧化合物和氧气，Bi (NO3)3重新转化为Bi2O3的晶体结构。该法因Bi (NO3)3的制备工艺较为复杂，流程较长，造成了成本较高，而且Bi (NO3) 3在煅烧过程中会产生大量的致癌物N0X，对环境造成严重污染。硝酸铋水解沉淀法主要反应式 2Bi (NO3) 3+6Na0H=Bi203 丨 +6NaN03+3H20。硝酸铋水解沉淀法，是在温度为95°C，开始NaOH浓度为30%左右的碱溶液中，缓慢加入饱和的硝酸铋溶液，在终点NaOH浓度为200g/L的体系中沉淀出Bi203。如果硝酸铋加入速度过快则容易产生氢氧化铋与碱式硝酸铋的沉淀，造成Bi2O3纯度的降低。当硝酸铋加入至溶液NaOH浓度为200g/L时，就得停止加入硝酸铋，因为此时溶液中N03_浓度较大和 NaOH浓度降低的原因，致使Bi2O3生成的势能减小。如果此时再继续加入硝酸铋，则会生成氢氧化铋胶体和碱式硝酸铋的沉淀，仍然会造成Bi2O3纯度的降低。显然硝酸铋水解沉淀法虽然解决了硝酸铋煅烧法存在的环境污染问题，但是原料 Bi(NO3)3因生产工艺复杂而造成的，成本高问题依然没有得到解决。再加之，因水解后液 N03_含量高的原因，使水解后液不能循环使用造成NaOH的利用率较低。整体成本依然较高， 工艺较难于操控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种利用氯氧化铋生产三氧化二铋的方法，能耗低、成本低、效率高、没有环境污染、工艺易于操控。解决本发明的技术问题采用的技术方案是首先使氯氧化铋(BiOCl)处于有Bi2O3 晶种的NaOH溶液中，采取逐渐升温的方式，氯氧化铋(BiOCl)在该环境下可缓慢溶解，并使体系NaOH浓度维持在35 60g/L，溶解出的BiO+在还未达到形成氢氧化铋[Bi (OH) 3]聚合度时，在Bi2O3晶种的引导下形成Bi2O3晶体，长大、析出沉淀，从而氯氧化铋最终彻底转化为Bi2O3晶体沉淀，过滤洗涤，得产品Bi2O3，而Cl元素以离子态游离于溶液中，液固分离后， 转化后液反复循环至Cl_浓度大于100g/L，加入HCl中和至中性，蒸发结晶成NaCl，洗涤后液返回用作生产Bi2O3的母液。
氯氧化铋在有Bi2O3晶种的NaOH溶液中逐渐升温至70 95°C，NaOH溶液与氯氧化铋的液固比为3 10/1，开始NaOH浓度为35 60g/L，终点NaOH浓度70 35g/L，Bi2O3 晶种加入量为BiOCl的5% 40%，开始温度为40 55°C，终点温度为70 95°C，升温速度为 0. 5 20C /min,时间为 60 120min。本发明主要反应式如下 2Bi0Cl+2Na0H=Bi203 丨 +2NaCl+H20。本发明的有益技术效果是能耗低、成本低、效率高、可在低碱下反应，转化后液 Cl_含量高，可达100g/L以上，转化后液通过浓缩结晶后可获得NaCl副产物，没有环境污染，工艺易于操控。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1
取含Cl—为80. 71g/L的NaCl溶液130mL于250mL烧杯中，开动搅拌器，加入NaOH使溶液NaOH浓度为60g/L，加入三氧化二铋2. 62g作为晶种(晶种加入量为BiOCl质量的 10%)，加温至55°C，加入BiOCl 26. 18g,以1°C /min的速度升温至90°C，加入NaOH使体系NaOH浓度维持在45g/L, 60min后过滤洗涤。分析后液(体积123. 5mL, CF :108. 71g/L， Bi :8. 85mg/L, NaOH :45. 96g/L)。分析洗涤后液(体积:65. 5mL, CF :9. 89g/L，Bi :2. 36mg/ L, NaOH :4. 50g/L)。分析渣(渣干重:26. Og, Bi :88. 39%, CF :0. 077%)，脱 CF 率99. 45%。实施例2
取含Cl—为80. 71g/L的NaCl溶液130mL于250mL烧杯中，开动搅拌器，加入NaOH使溶液NaOH浓度为45g/L，加入三氧化二铋5. 24g作为晶种(晶种加入量为BiOCl质量的 20%)，加温至45°C，加入BiOCl 26. 18g,以2°C /min的速度升温至85°C，加入NaOH使体系 NaOH浓度维持在45g/L, 90min后过滤洗涤。分析后液(体积131. OmLjCF :102. 65g/L，Bi
10.12mg/L, NaOH :43. 34g/L)。分析洗涤后液(体积59. 5mL，CF :10. 73g/L，Bi :2. 70mg/L, NaOH :4. 88g/L)。分析渣(渣干重:28. 2g, Bi :88. 56%, CF :0. 077%)，脱 CF 率99. 40%。实施例3
取含Cl—为80. 71g/L的NaCl溶液130mL于250mL烧杯中，开动搅拌器，加入NaOH使溶液NaOH浓度为50g/L，加入三氧化二铋7. 85g作为晶种(晶种加入量为BiOCl质量的30%)， 加温至55°C加入BiOCl 26. 18g,以0. 5°C/min的速度升温至80°C，加入NaOH使体系 NaOH浓度维持在50g/L, 70min后过滤洗涤。分析后液(体积126. OmLjCF :106. 53g/L，Bi
11.02mg/L，NaOH :50. 09g/L)。分析洗涤后液(体积63. 5mL，CF :10. 54g/L, Bi :2. 92mg/L， NaOH :5. 08g/L)。分析渣(渣干重:30. 8g, Bi :88. 97%, CF :0. 067%)，脱 CF 率99. 43%。
权利要求
1.一种用氯氧化铋生产三氧化二铋的方法，其特征在于使氯氧化铋处于有Bi2O3晶种的NaOH溶液中，采取逐渐升温的方式，并使体系NaOH浓度维持在35 60g/L，使氯氧化铋彻底转化为Bi2O3晶体沉淀，过滤洗涤，得产品Bi2O3，转化后液反复循环至Cl_浓度大于 100g/L，加入HCl中和至中性，蒸发结晶成NaCl，洗涤后液返回用作生产Bi2O3的母液。
2.根据权利要求1所述的用氯氧化铋生产三氧化二铋的方法，其特征在于氯氧化铋在有Bi2O3晶种的NaOH溶液中逐渐升温至70 95°C，NaOH溶液与氯氧化铋的液固比为3 10/1，开始NaOH浓度为35 60g/L，终点NaOH浓度70 35g/L，Bi2O3晶种加入量为BiOCl 的5% 40%，开始温度为40 55°C，终点温度为70 95°C，升温速度为0. 5 2°C /min, 时间为60 120min。
全文摘要
本发明涉及一种三氧化二铋的生产方法，特别是用氯氧化铋生产三氧化二铋的方法，属于化工技术领域。本方法是使氯氧化铋处于有Bi2O3晶种的NaOH溶液中，采取逐渐升温的方式，并使体系NaOH浓度维持在35～60g/L,使氯氧化铋彻底转化为Bi2O3晶体沉淀，过滤洗涤，得产品Bi2O3，转化后液反复循环至Cl-浓度大于100g/L，加入HCl中和至中性，蒸发结晶成NaCl，洗涤后液返回用作生产Bi2O3的母液。本发明的生产方法能耗低、成本低、效率高、没有环境污染、工艺易于操控。
文档编号C01G29/00GK102180517SQ201110064629
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者罗玉德 申请人:云南祥云飞龙有色金属股份有限公司