偏锡酸(二氧化锡)粉体制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种锡基化合物粉体的制造方法，具体涉及偏锡酸(分子式：H2SnO3)及二氧化锡(分子式：SnO2)粉体制造方法。
背景技术
偏锡酸及酸法二氧化锡属于同一类锡无机化工产品，具有广泛的工业用途。主要用于陶瓷、建筑、搪瓷、玻璃、电子、装饰等行业，用作釉料、颜料、阻燃剂、催化剂等。传统湿法生产方法是采用金属锡与浓硝酸直接反应制取偏锡酸(二氧化锡)产品，其主要工艺是：以精锡为原料，经熔化、水淬制成锡花，置于反应容器内加浓硝酸进行剧烈反应，反应结束后经中和、洗涤、过滤、干燥产出偏锡酸，偏锡酸经煅烧、破碎后得到二氧化锡产品。主要反应如下：
(1)
(1)、(2)式均为放热反应，在常温常压条件下，放出的热量致使部分硝酸发生分解，所发生的反应如下：
从上述反应可以看出，传统生产过程中，一方面反应产生大量的氮氧化物得不到有效的回收利用，硝酸用量大；另一方面尾气的排放会对环境造成污染，后续环保处理费用极大。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种环保、高效、低成本的偏锡酸(二氧化锡)粉体的制造方法。
本发明所述的偏锡酸及二氧化锡粉体制造方法主要为：在密闭加压的条件下，使锡与硝酸进行充分反应后过滤，反应残液返回使用；中间品经中和洗涤、干燥后得偏锡酸，偏锡酸经煅烧、破碎后得二氧化锡产品。其特征主要为：
1、密闭加压反应：在密闭容器中，按比例加入水、硝酸及金属锡原料，液固质量比为：5～13∶1，硝酸与锡的质量比为0.6～1.5。之后，通入压缩空气(或氧气)，加热并控制在100～160℃温度范围内反应4～8小时，反应压力为0.6～2.0MPa，氧气氛0.7～1.2Mpa。
根据上述反应，本工艺所采用的金属锡原料主要为锡花或锡粉。
在此过程中，主要发生的反应为(1)式、(2)式。在密闭加压加氧条件下，反应过程中生成的一氧化氮与氧发生反应，生成二氧化氮，二氧化氮溶解度增大，硝酸再生，又加速锡的溶解。增大压力和温度可加速反应，缩短反应时间。反应式如下：
(5)
(6)
式(5)、式(6)总反应为：
(7)
硝酸为工业级，含HNO340％左右。
(2)中和洗涤：反应完成后经沉清分离，反应残液按比例补加锡原料及硝酸后可返回继续反应，中间品(为偏锡酸初品)加碳铵中和洗涤除去残留的硝酸后经干燥即得偏锡酸产品。
(3)煅烧、破碎：偏锡酸经煅烧、破碎后产出二氧化锡产品。
本发明与传统生产方法相比，具有如下优点：
1、采用密闭加压反应工艺生产偏锡酸及二氧化锡，反应时间缩短，锡转化率高，硝酸耗量可降低50％以上。以浓度40％的HNO3计，本发明每生产1吨二氧化锡耗酸量为0.8～1.27吨，而传统生产方法耗酸为2.0～2.5吨。
2、利用该工艺可产出偏锡酸及二氧化锡超细粉体，粒径小于10μm，粒径以0.5～5μm的居多，工艺及产品具有较好的推广及应用前景。
3、反应尾气中氮氧化物残余物含量很低，可直接排放，避免了尾气吸收成本，该新工艺属高效环保型工艺。
【具体实施方式】
本发明通过以下实施例进一步说明：
实施例一
在50升加压反应器内加水28升，锡花2.5Kg，39.9％的工业硝酸4.78升，加温并控制在125±5℃，在压力0.9MPa条件反应6小时。反应结束后液固分离，得到反应残液28升和中间产物偏锡酸。反应残液成份为HNO356.74g/L，Sn0.000048g/L，Fe0.00048g/L，Pb0.016g/L。反应残液补充工业硝酸1.72升返回加压反应器，控制酸锡质量比为0.952(与上反条件应同)，另加入锡花2.5Kg，在上述反应条件下反应，反应后的残酸再补酸返回反应，以此往返。反应产生的中间产物偏锡酸按现有生产方法处理，经中和洗涤后，经干燥后得偏锡酸产品3.463Kg(含SnO290.67％)。
实施例二
在2m3加压反应器内加水1.2m3，锡粉110Kg，工业硝酸(含HNO339.9％)270升，加温至140℃，在压力0.7MPa条件下反应5小时。反应结束后液固分离，得到反应残液1.15m3和中间产物偏锡酸，反应残液成份为HNO362.17g/L，Sn0.000585g/L，Fe0.0016g/L，Pb0.009g/L。反应残液补充工业硝酸130升返回加压反应器，控制酸锡质量比为1.34(与上反应同)，加入锡粉110Kg，在上述反应条件下反应，反应后地残酸再补酸返回反应，以此往返。反应产生的中间产物偏锡酸按现有生产方法处理，中和洗涤后，经干燥、煅烧、破碎、筛分后得二氧化锡123Kg。产品含SnO298.94％，粒度＜10μm占99％。