Arseen distillasie en suiweringsproses

Die arseendistillasie- en suiweringsproses is 'n metode wat die verskil in die vlugtigheid van arseen en sy verbindings gebruik om te skei en te suiwer, veral geskik vir die verwydering van swael, selenium, telluur en ander onsuiwerhede in arseen.Hier is die belangrikste stappe en oorwegings:

1.Voorbehandeling van grondstowwe

• Bronne van ru-arseengewoonlik as 'n neweproduk van die smelting van arseenbevattende minerale (bv. arseniet, realgar) of herwonne arseenbevattende afval.
• Oksidatiewe roostering(opsioneel): Indien die grondstof arseensulfied is (bv. As₂S₃), moet dit eers gerooster word om na vlugtige As₂O₃ om te skakel.

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

2.Distillasie-eenheid

• ToerustingKwarts- of keramiekdistilleerder (korrosiebestand, hoë temperatuurbestand), toegerus met kondensorbuis en opvangbottel.
• Inerte beskermingStikstof of koolstofdioksied word bygevoeg om arseenoksidasie of ontploffingsrisiko te voorkom (arseendamp is vlambaar).

3.Distillasieproses

• Temperatuurbeheer:
  • Arseen sublimasieAs₂O₃ sublimasie teen 500-600 °C (suiwer arseen sublimasie teen ongeveer 615 °C)).
  • OnsuiwerheidskeidingLaagkokende onsuiwerhede soos swael en selenium word verkieslik vervlugtig en kan deur gesegmenteerde kondensasie geskei word.
• Kondensasie-versamelingArseendamp kondenseer in die kondensasiesone (100-200°C) tot hoë-suiwerheid As₂O₃ of elementêre arseen).

4.Naverwerking

• Vermindering(indien elementêre arseen benodig word): Reduksie van As₂O₃ met koolstof of waterstof

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

• Vakuumdistillasieverdere suiwering van elementêre arseen om oorblywende vlugtige onsuiwerhede te verwyder.

5.Voorsorgmaatreëls

• ToksisiteitsbeskermingDie hele proses is 'n geslote operasie, toegerus met arseenlekkasie-opsporings- en noodbehandelingstoerusting.
• StertgasbehandelingNa kondensasie moet die stertgas geabsorbeer word deur loogoplossing (soos NaOH) of geaktiveerde koolstofadsorpsie om As₂O₃ te vermy.uitlatings.
• Arseenmetaalberginggestoor in 'n inerte atmosfeer om oksidasie of deliquescentie te voorkom.

6. SuiwerheidVerbetering

• MeerstadiumdistillasieHerhaalde distillasie kan die suiwerheid tot meer as 99.99% verbeter.
• Sone smelt (opsioneel): Soneverfyning van elementêre arseen om metaalonsuiwerhede verder te verminder.

Toepassingsvelde

Hoë-suiwer arseen word in halfgeleiermateriale gebruik (bv. GaAskristalle), legeringsbymiddels, of in die vervaardiging van spesialiteitsglase. PProsesse moet aan streng omgewingsregulasies voldoen om veiligheid en voldoenende afvalverwydering te verseker.