Arseno distiliavimo ir gryninimo procesas yra metodas, kurio metu arseno ir jo junginių lakumo skirtumas naudojamas atskirti ir išvalyti, ypač tinkantis sieros, seleno, telūro ir kitų arseno priemaišų šalinimui.Štai pagrindiniai žingsniai ir svarstytini dalykai:
1.Žaliavos išankstinis apdorojimas
- Neapdoroto arseno šaltiniai: dažniausiai kaip šalutinis arseno turinčių mineralų (pvz., arsenito, realgaro) lydymo produktas arba perdirbtos arseno turinčios atliekos.
- Oksidacinis skrudinimas(nebūtina): jei žaliava yra arseno sulfidas (pvz., As₂S₃), jį pirmiausia reikia skrudinti, kad paverstų lakiuoju As₂O₃.
As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2S3+9O2→As2O3 + 3SO2
2.Distiliavimo įrenginys
- ĮrangaKvarcinis arba keraminis distiliavimo aparatas (atsparus korozijai, aukštai temperatūrai) su kondensatoriaus vamzdeliu ir surinkimo indu.
- Inertinė apsaugaAzotas arba anglies dioksidas įvedamas siekiant išvengti arseno oksidacijos arba sprogimo pavojaus (arseno garai yra degūs).
3.Distiliavimo procesas
- Temperatūros kontrolė:
- Arseno sublimacijaAs₂O₃ sublimacija esant 500–600 °C (gryno arseno sublimacija maždaug 615 °C temperatūroje)).
- Priemaišų atskyrimasŽemos virimo temperatūros priemaišos, tokios kaip siera ir selenas, yra pirmiausia lakinamos ir gali būti atskirtos segmentinės kondensacijos būdu.
- Kondensato surinkimasArseno garai kondensacijos zonoje (100–200 °C) kondensuojasi į labai gryną As₂O₃ arba elementinį arseną.).
4.Postapdorojimas
- Sumažinimas(jei reikalingas elementinis arsenas): As₂O₃ redukcija anglimi arba vandeniliu
As2O3+3H2→2As+3H2OAs2O3+3H2→2As+3H2O
- Vakuuminė distiliacija: tolesnis elementinio arseno valymas siekiant pašalinti likusias lakias priemaišas.
5.Atsargumo priemonės
- Apsauga nuo toksiškumoVisas procesas yra uždaras, aprūpintas arseno nuotėkio aptikimo ir avarinio valymo įranga.
- Liekamųjų dujų valymasPo kondensacijos liekamosios dujos turi būti absorbuojamos šarmo tirpalu (pvz., NaOH) arba aktyvuotos anglies adsorbcija, kad būtų išvengta As₂O₃.išmetamųjų teršalų.
- Arseno metalo saugojimasLaikyti inertiškoje atmosferoje, kad būtų išvengta oksidacijos ar tirpimo.
6. GrynumasPatobulinimas
- Daugiapakopis distiliavimasPakartotinė distiliacija gali padidinti grynumą iki daugiau nei 99,99%.
- Zoninis lydymas (neprivaloma): elementinio arseno zoninis rafinavimas siekiant dar labiau sumažinti metalų priemaišas.
Taikymo sritys
Didelio grynumo arsenas naudojamas puslaidininkinėse medžiagose (pvz., GaAskristalai), lydinių priedai arba specialiųjų stiklų gamyboje. Pprocesai turi atitikti griežtus aplinkosaugos reikalavimus, siekiant užtikrinti saugą ir tinkamą atliekų šalinimą.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 5 d.