Procesul de distilare și purificare a arsenicului

Procesul de distilare și purificare a arsenicului este o metodă care utilizează diferența de volatilitate a arsenicului și a compușilor săi pentru separare și purificare, fiind potrivită în special pentru îndepărtarea sulfului, seleniului, telurului și a altor impurități din arsenic.Iată pașii cheie și considerațiile de luat în considerare:

1.Pretratarea materiilor prime

• Surse de arsenic brut: de obicei ca produs secundar al topirii mineralelor care conțin arsenic (de exemplu, arsenit, realgar) sau a deșeurilor reciclate care conțin arsenic.
• Prăjire oxidativă(opțional): Dacă materia primă este sulfură de arsen (de exemplu, As₂S₃), aceasta trebuie mai întâi prăjită pentru a se transforma în As₂O₃ volatil.

As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2​S3​+9O2​→As2O3 + 3SO2

2.Unitate de distilare

• EchipamentDistilator de cuarț sau ceramică (rezistent la coroziune, rezistent la temperaturi ridicate), echipat cu tub condensator și sticlă receptoră.
• Protecție inertăSe introduce azot sau dioxid de carbon pentru a preveni oxidarea arsenicului sau riscul de explozie (vaporii de arsenic sunt inflamabili).

3.Procesul de distilare

• Controlul temperaturii:
  • Sublimarea arseniculuiSublimare As₂O₃ la 500-600 °C (sublimare arsenic pur la aproximativ 615 °C)).
  • Separarea impuritățilorImpuritățile cu punct de fierbere scăzut, cum ar fi sulful și seleniul, sunt preferențial volatilizate și pot fi separate prin condensare segmentată.
• Colectarea condensuluiVaporii de arsen se condensează în As₂O₃ de înaltă puritate sau arsen elementar în zona de condensare (100-200°C)).

4.Post-procesare

• Reducere(dacă este necesar arsenic elementar): Reducerea As₂O₃ cu carbon sau hidrogen

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2​O3​+3H2​→2As+3H2O

• Distilare în vidpurificare suplimentară a arsenicului elementar pentru a îndepărta impuritățile volatile reziduale.

5.Precauții

• Protecție împotriva toxicitățiiÎntregul proces este o operațiune închisă, echipată cu echipamente de detectare a scurgerilor de arsen și de tratament de urgență.
• Tratarea gazelor de epuizareDupă condensare, gazul rezidual trebuie absorbit de o soluție de leșie (cum ar fi NaOH) sau de adsorbția pe cărbune activ pentru a evita As₂O₃emisii.
• Depozitarea arsenicului metalic: depozitat într-o atmosferă inertă pentru a preveni oxidarea sau delicvescența.

6. PuritateÎmbunătățire

• Distilare în mai multe etapeDistilarea repetată poate îmbunătăți puritatea cu peste 99,99%.
• Topirea zonei (opțional): Rafinarea zonală a arsenicului elementar pentru a reduce în continuare impuritățile metalice.

Domenii de aplicare

Arsenicul de înaltă puritate este utilizat în materiale semiconductoare (de exemplu, GaAscristale), aditivi pentru aliaje sau la fabricarea sticlelor speciale. PProcesele trebuie să respecte reglementări stricte de mediu pentru a asigura siguranța și eliminarea conformă a deșeurilor.