阅读说明：本技术 一种高纯硝酸银的环保高效生产方法 (Environment-friendly efficient production method of high-purity silver nitrate ) 是由 柳忠琪 周也涛 张圣欢 林松 彭戴 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高纯硝酸银的环保高效生产方法,先通过银锭与硝酸反应得到硝酸银溶液,然后净化硝酸银溶液,再依次经过减压高效蒸发、高效结晶、固液分离、干燥和破碎包装,800～850kg银锭从进入生产线开始22～22.5 h即可得到1150～1210kg高纯硝酸银晶体成品；本发明方法利用双氧水吸收氮氧化物变成硝酸循环利用,除杂剂除杂后经负压滤芯与正压滤芯结合过滤,高效减压蒸发后利用气动隔膜泵与真空负压相结合的抽滤方式实现硝酸银固液高效分离,相较现有技术,本发明的高纯硝酸银生产制备方法具有环保、高效、成本低、质量高的特点。(The invention discloses an environment-friendly efficient production method of high-purity silver nitrate, which comprises the steps of firstly reacting silver ingots with nitric acid to obtain a silver nitrate solution, then purifying the silver nitrate solution, and then sequentially carrying out reduced-pressure efficient evaporation, efficient crystallization, solid-liquid separation, drying, crushing and packaging, wherein 1150-850 kg of silver ingots are subjected to 22-22.5 hours from the time when the silver ingots enter a production line to obtain 1150-1210 kg of high-purity silver nitrate crystal finished products; according to the method, nitric oxide is changed into nitric acid for recycling by absorbing hydrogen peroxide, the impurity removing agent is subjected to impurity removal and then is filtered by combining a negative pressure filter element and a positive pressure filter element, and after high-efficiency pressure reduction evaporation, the solid-liquid high-efficiency separation of silver nitrate is realized by using a suction filtration mode combining a pneumatic diaphragm pump and vacuum negative pressure.)

一种高纯硝酸银的环保高效生产方法

技术领域

本发明涉及一种硝酸银的生产方法，尤其是一种高纯硝酸银的环保高效生产方法。

背景技术

硝酸银作为一种银化工产品，是其它白银高附加值产品的生产原料和基础，在制镜、医药、电镀、超细银粉等诸多领域有着广泛的应用。随着下游各行业对产品质量要求的提高，硝酸银逐步向高纯化方向发展。

目前制备高纯硝酸银的主要方法为加硝酸溶解银的反应过程，再经除杂过滤、蒸发浓缩、结晶、离心、烘干、包装等过程得到硝酸银晶体。在加硝酸溶解银的反应过程会产生大量氮氧化物废气（NOx），主要反应如下：

2HNO₃(浓）+Ag=AgNO₃+H₂O+NO₂↑

4HNO₃(稀）+3Ag=3AgNO₃+2H₂O+NO↑。

以NO和NO₂为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，对人体健康和生态环境构成巨大威胁，工业上常见的处理方法有还原法、液体吸收法、生物法、吸附法等，从投资运营成本、环保、吸收效率、长期稳定性等角度出发，目前液体吸收法在实际生产中应用最为普遍，吸收原理不同采用的吸收药剂也不同，实际效果也差别巨大，如何选择吸收药剂是诸多企业面临的难题。

为了得到高纯硝酸银，需要对硝酸银溶液净化、除杂，除去一些固体杂质及Cu²⁺、Fe³⁺等金属杂质离子。原理上多采用过滤除去固体杂质、采用加入除杂剂或高温除杂除去金属杂质离子，使硝酸银产品满足高纯要求。目前大多数生产制备过程中净化除杂效率低下。

针对硝酸银溶液的蒸发浓缩过程，蒸发压力与温度对蒸发效率影响较大，找到合适的压力与温度范围有利于蒸发浓缩过程效率的同时减少蒸发过程银的利用率。

硝酸银充分结晶后的固液混合物常用方法为经过离心机离心脱水，该过程效率低下，且高速运行的离心机存在一定的安全隐患。

鉴于现有技术存在的问题，设计一种环保、高效制备高纯硝酸银的方法十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有工业化生产高纯硝酸银技术上效率低下、环保问题突出、成本高昂、质量不稳定等的问题，提供一种环保、高效生产高纯硝酸银的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高纯硝酸银的环保高效生产方法，步骤为

a）银锭与硝酸反应得到硝酸银溶液

a1）取800～850kg国标1#银锭作为一批次，经过定制的超声清洗晾干系统，再依次经过高纯水洗涤、浓度为3～5%的酸液清洗、浓度为3～5%的碱液清洗等过程，除去银锭表面的污渍；

a2）清洗后晾干的银锭投入银溶解反应釜，加入60～80L高纯水，开启自动蒸汽加热系统，按比例、分阶段定速加入565～610L浓度为65～68%的分析纯硝酸，控制温度在85～110℃范围内加热，反应得到硝酸银溶液；

a3）通过在氮氧化物废气处理系统的前端部分加入一定浓度范围的双氧水，吸收银锭与分析纯硝酸反应过程产生的氮氧化物，吸收液（硝酸）重复利用至反应完成；废气处理系统后端部分加入尿素、氢氧化钠吸收剂，进一步吸收，以确保NOx排放浓度始终小于150ppm，长期稳定达标排放；

b）净化硝酸银溶液

b1）硝酸银溶液经真空转移至除杂釜内，加热至80～85℃保持，加入除杂剂，搅拌1～1.5h后静置0.5～1h，再抽滤至碳化硅过滤器进行负压过滤，滤液转移至中和罐；

b2）加入优级纯硝酸适量，调节中和罐内的硝酸银溶液pH值至1.0～2.0；

b3）经气动隔膜泵抽取调节好pH值的硝酸银溶液抽滤至聚四氟乙烯过滤器过滤；

c）减压高效蒸发

经正压、负压结合过滤处理后的硝酸银溶液进入蒸发罐进行减压蒸发，2.2～2.5h蒸发完成；

d）高效结晶

高效蒸发终点时，将硝酸银固液混合物转入通有冷冻水的结晶罐，使硝酸银在2h内完成冷却结晶；

e）固液分离

结晶完全的硝酸银固液混合物进入固液分离罐，经气动隔膜泵正压抽滤和负压抽滤，2～2.2h实现固液分离，所得硝酸银固体准备进入下一步烘干工序；

f）干燥

经固液分离的硝酸银固体进入烘箱，经94～98℃、8～9h干燥处理，得到干燥后的硝酸银晶体；

g）破碎包装

烘干后的硝酸银固体经破碎机破碎后进入自动包装设备包装，最后得到成品硝酸银。800～850kg银锭从进入生产线开始22～22.5 h即可得到1150～1210kg高纯硝酸银晶体成品，检测结果表明该成品硝酸银符合《GB/T 670-2007 化学试剂 硝酸银》中优级纯标准。

所述的一种高纯硝酸银的环保高效生产方法，步骤b1）中的碳化硅过滤器滤孔直径≤1μm；步骤b3）中的聚四氟乙烯过滤器滤孔直径≤0.45μm。

所述的一种高纯硝酸银的环保高效生产方法，步骤c）中的蒸发浓缩是在-70～-90KPa的负压和70～90℃的温度下进行。

所述的一种高纯硝酸银的环保高效生产方法，步骤e）中的固液分离罐由不锈钢滤网、气动隔膜泵和-80～-90KPa真空系统组成。

本发明的有益效果是：

在银锭与硝酸反应过程中产生的氮氧化物废气绝大部分被双氧水转变成硝酸重复利用，未被吸收的少量氮氧化物再被废气系统后端的碱液、尿素吸收，实现了硝酸的循环利用，降低了废气废水排放量的同时降低了处理成本，更加环保；在硝酸银溶液的除杂后过滤过程，采用负压（≤1μm）与正压（≤0.45μm滤芯）有效结合的过滤方法，提高了过滤效率与过滤质量，产品纯度更高；在硝酸银溶液蒸发浓缩过程，采用～70～～90KPa的负压、70～90℃的温度的减压蒸发，实现了硝酸银溶液蒸发浓缩效率提高的同时确保了银的有效利用率（蒸发过程中被水蒸气带走的银总量≤1‰），针对充分结晶后的硝酸银的固液分离过程，采用气动隔膜泵与～80～～90Kpa真空抽滤组合的方式，实现固液高效分离，工艺更加高效。

本发明所介绍的硝酸银生产制备过程，从800～850kg银锭投料进入生产环节开始，在24h以内即可得到1150～1210kg的高纯硝酸银晶体成品，因此相较现有技术在的制备工艺，本发明的高纯硝酸银生产制备方法具有环保、高效、成本低、质量高的特点。

具体实施方式

本发明内容主要集中在反应过程的硝酸重复利用、特殊的净化工艺、以及高效的固液分离中。

银溶解过程如下。

800～850kg国标1#银锭作为一批次，经过定制的超声清洗晾干系统，经过高纯水洗、3～5%酸洗、3～5%碱液等过程，洗去银锭表明的各种污渍。

清洗后晾干的银锭投入银溶解反应釜，加入60～80L高纯水、开启自动蒸汽加热系统，按比例、分阶段定速加入65～68%分析纯硝酸，控制温度在85～110℃范围内，反应后得到硝酸银溶液。

在氮氧化物废气系统的预处理部分加入一定浓度范围的双氧水，吸收银锭与硝酸反应过程产生的氮氧化物，吸收液重复利用。废气系统后端加入氢氧化钠、尿素吸收剂，进一步吸收预处理后的氮氧化物，以确保废气充分吸收、达标排放。

本发明的银溶解过程采用的是引入一定浓度范围的双氧水将绝大部分氮氧化物废气转变成硝酸重复利用，未被吸收的少量氮氧化物再被废气系统后端的碱液、尿素吸收，实现了硝酸的循环利用，降低了废气废水排放量的同时降低了处理成本。现有的规模化银溶解过程中，氮氧化物废气被转变为氮气形式排走、或者被吸附剂吸附，有处理难度大、成本高、且容易排放不达标、产生大量的废水、废固物等，增加成本。

特殊净化过程如下。

硝酸银溶液经真空转移至除杂釜内，加热至80～85℃，加入除杂剂搅拌1～1.5h后静置约0.5～1.5h，再由负压抽滤至1μm碳化硅过滤器进行负压过滤，溶液转移至中和罐。

加入优级纯硝酸适量，调节中和罐内的硝酸银溶液pH值至1.0～2.0。气动隔膜泵抽取调节好pH值的硝酸银溶液经过聚四氟乙烯过滤器滤芯（≤0.45μm）进行正压过滤。

本发明的特殊净化工艺可以确保硝酸银溶液的杂质含量处于较低水平，同时提升生产效率。现有净化技术采用除杂剂除杂结合二次结晶的方式，耗时耗力，生产效率低下、生产成本高。

高效的固液分离如下。

结晶完全的硝酸银固液混合物进入固液分离罐，经气动隔膜泵与～80～～90Kpa的真空抽滤结合，实现硝酸银的高效固液分离，分离后的产品可直接进入烘箱干燥。

本发明的高效的固液分离技术，结合真空抽滤和气动隔膜泵抽滤工艺，可以实现高效固液分离。现有方式为离心机离心甩干，需少量多次进行，劳动量大、生产效率低下、且存在一定安全隐患。

下面通过实施例子对本发明做进一步说明，但保护范围不受这些实施例子的限制。

实施例1

取800kg国标1#银锭经过超声清洗晾干系统，经高纯水洗、3～5%酸洗、3～5%碱液等过程洗去银锭表明的污渍。投入银溶解反应釜，加入高纯水、65～68%分析纯硝酸，加热，反应得到硝酸银溶液。在废气系统的预处理部分加入一定浓度范围的双氧水吸收氮氧化物，吸收液重复利用，排气筒NOx浓度始终小于125ppm，为达标排放。反应所得硝酸银溶液经真空转移至除杂釜内，加热至80～85℃，加入除杂剂，静置1h后负压抽滤至1μm碳化硅过滤器过滤、转移至中和罐。调节中和罐内的硝酸银溶液pH值至1.0～2.0，经气动隔膜泵抽滤（≤0.45μm滤芯）至蒸发罐减压蒸发，全程采取-70～-90KPa的负压、设定70～90℃的温度对硝酸银溶液蒸发浓缩，2.5h蒸发完成。物料转入结晶罐，结晶罐通有冷冻水使硝酸银2h结晶完成。物料进入固液分离罐，经-80～-90KPa的负压抽滤与气动隔膜泵正压抽滤结合，2h实现固液分离。硝酸银固体进入烘箱干燥、破碎机破碎、包装，22h后得到成品硝酸银1150kg，检测结果表明该成品硝酸银符合《GB/T 670-2007 化学试剂 硝酸银》中优级纯标准。

与现有技术相比：双氧水加入废气预处理系统，将银溶解过程产生的氮氧化物废气转变成硝酸重复利用，实现了生产过程环保低成本；硝酸银溶液经过特殊净化过程，确保了硝酸银产品的高纯度要求及高效率；蒸发过程选取合适的温度、合适的压力，确保了蒸发高效率；固液分离过程利用不锈钢滤网，采取气动隔膜泵与真空负压结合的方式，确保了固液分离高效率。

实施例2

取850kg国标1#银锭经过超声清洗晾干系统，经高纯水洗、3～5%酸洗、3～5%碱液等过程洗去银锭表明的污渍。投入银溶解反应釜，加入高纯水、65～68%分析纯硝酸，加热，反应得到硝酸银溶液。在废气系统的预处理部分加入一定浓度范围的双氧水吸收氮氧化物，吸收液重复利用，排气筒NOx浓度始终小于133ppm，为达标排放。反应所得硝酸银溶液经真空转移至除杂釜内，加热至80～85℃，加入除杂剂，静置0.5h后负压抽滤至1μm碳化硅过滤器过滤、转移至中和罐。调节中和罐内的硝酸银溶液pH值至1.0～2.0，经气动隔膜泵抽滤（≤0.45μm滤芯）至蒸发罐减压蒸发，全程采取-70～-90KPa的负压、设定80～90℃的温度对硝酸银溶液蒸发浓缩，2.2h蒸发完成。物料转入结晶罐，结晶罐通有冷冻水使硝酸银2h结晶完成。物料进入固液分离罐，经-80～-90KPa的负压抽滤与气动隔膜泵抽滤结合，2.2h实现固液分离。硝酸银固体进入烘箱干燥、破碎机破碎、包装，22.5h后得到成品硝酸银1210kg，检测结果表明该成品硝酸银符合《GB/T 670-2007 化学试剂 硝酸银》中优级纯标准。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。