Arseenin tislaus- ja puhdistusprosessi

Arseenin tislaus- ja puhdistusprosessi on menetelmä, jossa käytetään arseenin ja sen yhdisteiden haihtuvuuden eroa erottamiseen ja puhdistamiseen, ja se soveltuu erityisesti rikin, seleenin, telluurin ja muiden arseenin epäpuhtauksien poistamiseen.Tässä ovat tärkeimmät vaiheet ja huomioon otettavat asiat:

1.Raaka-aineen esikäsittely

• Raaka-arseenin lähteet: yleensä arseenia sisältävien mineraalien (esim. arseniitin, realgarin) sulatuksen sivutuotteena tai kierrätettynä arseenia sisältävänä jätteenä.
• Oksidatiivinen paahtaminen(valinnainen): Jos raaka-aineena on arseenisulfidi (esim. As₂S₃), se on ensin pasutettava, jotta se muuttuu haihtuvaksi As₂O₃:ksi.

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

2.Tislausyksikkö

• LaitteetKvartsi- tai keraaminen tislauslaitteisto (korroosionkestävä, korkeita lämpötiloja kestävä), varustettu lauhdutinputkella ja keräyspullolla.
• Inertti suojausTyppeä tai hiilidioksidia lisätään arseenin hapettumisen tai räjähdysvaaran estämiseksi (arseenihöyry on syttyvää).

3.Tislausprosessi

• Lämpötilan säätö:
  • Arseenin sublimaatioAs₂O₃-sublimaatio 500–600 °C:ssa (puhdas arseeni sublimaatio noin 615 °C:ssa)).
  • Epäpuhtauksien erotusAlhaalla kiehuvat epäpuhtaudet, kuten rikki ja seleeni, haihtuvat ensisijaisesti ja ne voidaan erottaa segmentoidulla kondensaatiolla.
• Kondenssiveden kerääminenArseenihöyry tiivistyy erittäin puhtaaksi As₂O₃:ksi tai alkuainearseeniksi tiivistymisvyöhykkeellä (100–200 °C).

4.Jälkikäsittely

• Vähennys(jos alkuainearseenia tarvitaan): As₂O₃:n pelkistys hiilellä tai vedyllä

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2O3+3H2→2As+3H2O

• Tyhjiötislaus: alkuainearseenin jatkopuhdistus haihtuvien epäpuhtauksien jäännösten poistamiseksi.

5.Varotoimenpiteet

• MyrkyllisyyssuojaKoko prosessi on suljettu toimintatapa, ja se on varustettu arseenivuotojen havaitsemis- ja hätäkäsittelylaitteilla.
• Jäännöskaasun käsittelyTiivistymisen jälkeen jälkikaasu on absorboitava lipeäliuokseen (kuten NaOH) tai aktiivihiileen As₂O₃:n välttämiseksi.päästöt.
• Arseenimetallin varastointiSäilytetään inertissä ilmakehässä hapettumisen tai vetistymisen estämiseksi.

6. PuhtausParannus

• Monivaiheinen tislausToistuva tislaus voi parantaa puhtautta yli 99,99 prosenttiin.
• Vyöhykkeen sulaminen (valinnainen): Alkuainearseenin vyöhykerafinointi metalliepäpuhtauksien vähentämiseksi entisestään.

Soveltamisalat

Erittäin puhdasta arseenia käytetään puolijohdemateriaaleissa (esim. GaAskiteet), seoslisäaineet tai erikoislasien valmistuksessa. PProsessien on täytettävä tiukat ympäristömääräykset turvallisuuden ja säännöstenmukaisen jätteenkäsittelyn varmistamiseksi.