Arsenikkdestillasjon og renseprosess

Arsenikkdestillasjons- og renseprosessen er en metode som bruker forskjellen i flyktigheten til arsenikk og dens forbindelser for å separere og rense, spesielt egnet for å fjerne svovel, selen, tellur og andre urenheter i arsenikk.Her er de viktigste trinnene og hensynene:

1.Forbehandling av råmaterialer

• Kilder til rå arsenikk: vanligvis som et biprodukt fra smelting av arsenholdige mineraler (f.eks. arsenitt, realgar) eller resirkulert arsenholdig avfall.
• Oksidativ steking(valgfritt): Hvis råmaterialet er arsensulfid (f.eks. As₂S₃), må det først ristes for å omdannes til flyktig As₂O₃

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

2.Destillasjonsenhet

• UtstyrKvarts- eller keramisk destillasjonsapparat (korrosjonsbestandig, høytemperaturbestandig), utstyrt med kondensatorrør og mottaksflaske.
• Inert beskyttelseNitrogen eller karbondioksid tilsettes for å forhindre arsenikkoksidasjon eller eksplosjonsfare (arsenikkdamp er brannfarlig).

3.Destillasjonsprosess

• Temperaturkontroll:
  • Arsenisk sublimeringAs₂O₃-sublimering ved 500–600 °C (ren arsenikksublimering ved omtrent 615 °C)).
  • Separasjon av urenheterLavtkokende urenheter som svovel og selen fordampes fortrinnsvis og kan separeres ved segmentert kondensasjon.
• KondensoppsamlingArsendamp kondenserer til høyrens As₂O₃ eller elementær arsenikk i kondensasjonssonen (100–200 °C).

4.Etterbehandling

• Reduksjon(hvis elementær arsenikk er nødvendig): Reduksjon av As₂O₃ med karbon eller hydrogen

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

• Vakuumdestillasjonytterligere rensing av elementært arsenikk for å fjerne gjenværende flyktige urenheter.

5.Forholdsregler

• Beskyttelse mot giftighetHele prosessen er en lukket operasjon, utstyrt med utstyr for deteksjon av arsenikklekkasjer og nødbehandling.
• Behandling av halegassEtter kondensering må avgassen absorberes av lutløsning (som NaOH) eller adsorpsjon av aktivt karbon for å unngå As₂O₃.utslipp.
• Lagring av arsenikkmetallOppbevares i en inert atmosfære for å forhindre oksidasjon eller utflyting.

6. RenhetForbedring

• Flertrinns destillasjonGjentatt destillasjon kan forbedre renheten til mer enn 99,99 %.
• Sonesmelting (valgfritt): Soneraffinering av elementært arsenikk for ytterligere å redusere metallurenheter.

Bruksområder

Høyrent arsenikk brukes i halvledermaterialer (f.eks. GaAskrystaller), legeringstilsetninger eller i produksjonen av spesialglass. PProsessene må overholde strenge miljøforskrifter for å sikre sikkerhet og samsvarende avfallshåndtering.