Arsenik destillation og rensningsproces

Arsenikdestillations- og rensningsprocessen er en metode, der bruger forskellen i flygtigheden af ​​arsen og dets forbindelser til at separere og rense, især egnet til at fjerne svovl, selen, tellur og andre urenheder i arsen.Her er de vigtigste trin og overvejelser:

1.Forbehandling af råmaterialer

• Kilder til rå arsen: normalt som et biprodukt fra smeltning af arsenholdige mineraler (f.eks. arsenit, realgar) eller genbrugt arsenholdigt affald.
• Oxidativ ristning(valgfrit): Hvis råmaterialet er arsensulfid (f.eks. As₂S₃), skal det først ristes for at omdannes til flygtigt As₂O₃

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

2.Destillationsenhed

• UdstyrKvarts- eller keramisk destillationsapparat (korrosionsbestandig, højtemperaturbestandig), udstyret med kondensatorrør og opsamlingsflaske.
• Inert beskyttelseNitrogen eller kuldioxid tilføres for at forhindre arsenoxidation eller eksplosionsrisiko (arsendamp er brandfarlig).

3.Destillationsproces

• Temperaturkontrol:
  • Arsenik sublimeringAs₂O₃-sublimering ved 500-600 °C (ren arsen-sublimering ved ca. 615 °C)).
  • UrenhedsseparationLavtkogende urenheder såsom svovl og selen fordampes fortrinsvis og kan separeres ved segmenteret kondensation.
• KondensopsamlingArsendamp kondenserer til højrent As₂O₃ eller elementært arsen i kondensationszonen (100-200°C).

4.Efterbehandling

• Reduktion(hvis elementært arsen er påkrævet): Reduktion af As₂O₃ med kulstof eller hydrogen

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2​O3​+3H2​→2As+3H2Å

• Vakuumdestillationyderligere rensning af elementært arsen for at fjerne resterende flygtige urenheder.

5.Forholdsregler

• Beskyttelse mod toksicitetHele processen er en lukket operation, udstyret med udstyr til detektion af arsenlækage og nødbehandling.
• Behandling af restgasEfter kondensering skal restgassen absorberes af ludopløsning (såsom NaOH) eller adsorption af aktivt kul for at undgå As₂O₃emissioner.
• Opbevaring af arsenmetalOpbevares i en inert atmosfære for at forhindre oxidation eller henflydning.

6. RenhedForbedring

• FlertrinsdestillationGentagen destillation kan forbedre renheden til mere end 99,99%.
• Zonesmeltning (valgfrit): Zoneraffinering af elementært arsen for yderligere at reducere metalurenheder.

Anvendelsesområder

Højrent arsenik anvendes i halvledermaterialer (f.eks. GaAskrystaller), legeringsadditiver eller i fremstillingen af ​​specialglas. PProcesser skal overholde strenge miljøregler for at sikre sikkerhed og korrekt bortskaffelse af affald.