Процесс дистилляции и очистки мышьяка

Процесс дистилляции и очистки мышьяка — это метод, использующий разницу в летучести мышьяка и его соединений для разделения и очистки, особенно подходящий для удаления серы, селена, теллура и других примесей в мышьяке.Вот основные шаги и соображения:

1.Предварительная обработка сырья

• Источники сырого мышьяка: обычно как побочный продукт плавки мышьяксодержащих минералов (например, арсенита, реальгара) или переработанных мышьяксодержащих отходов.
• Окислительная обжарка(необязательно): Если сырьем является сульфид мышьяка (например, As₂S₃), его необходимо сначала обжечь, чтобы преобразовать в летучий As₂O₃

As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2​S3​+9O2​→As2​O3​+3SO2​

2.Дистилляционная установка

• Оборудование: Кварцевый или керамический дистиллятор (устойчив к коррозии и высоким температурам), оснащенный конденсаторной трубкой и приемным сосудом.
• Инертная защита: Азот или диоксид углерода вводятся для предотвращения окисления мышьяка или риска взрыва (пары мышьяка воспламеняемы).

3.Процесс дистилляции

• Контроль температуры:
  • Возгонка мышьяка: As₂O₃ возгонка при 500-600 °C (чистый мышьяк возгонка при температуре около 615 °C).
  • Отделение примесей: низкокипящие примеси, такие как сера и селен, преимущественно испаряются и могут быть разделены путем сегментной конденсации.
• Сбор конденсата: Пары мышьяка конденсируются в высокочистый As₂O₃ или элементарный мышьяк в зоне конденсации (100-200°C)).

4.Постобработка

• Снижение(если требуется элементарный мышьяк): Восстановление As₂O₃ углеродом или водородом

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

• Вакуумная перегонка: дополнительная очистка элементарного мышьяка для удаления остаточных летучих примесей.

5.Меры предосторожности

• Защита от токсичности: Весь процесс представляет собой закрытую операцию, оснащенную оборудованием для обнаружения утечек мышьяка и аварийной обработки.
• Очистка хвостовых газов: После конденсации остаточный газ необходимо абсорбировать щелочным раствором (например, NaOH) или адсорбировать активированным углем, чтобы избежать As₂O₃выбросы.
• Хранение металлического мышьяка: хранить в инертной атмосфере для предотвращения окисления или расплывания.

6. ЧистотаУлучшение

• Многоступенчатая дистилляция: Повторная дистилляция может повысить чистоту до более чем 99,99%.
• Зонная плавка (опционально): Зонная очистка элементарного мышьяка для дальнейшего снижения содержания металлических примесей.

Области применения

Высокочистый мышьяк используется в полупроводниковых материалах (например, GaAsкристаллы), добавки к сплавам или в производстве специальных стекол. PПроцессы должны соответствовать строгим экологическим нормам, чтобы гарантировать безопасность и надлежащую утилизацию отходов.