Het distillatie- en zuiveringsproces van arseen is een methode die gebruikmaakt van het verschil in vluchtigheid van arseen en zijn verbindingen om het te scheiden en te zuiveren. Het is vooral geschikt voor het verwijderen van zwavel, selenium, tellurium en andere onzuiverheden in arseen.Dit zijn de belangrijkste stappen en overwegingen:
1.Voorbehandeling van grondstoffen
- Bronnen van ruw arseen: meestal als bijproduct van het smelten van arseenhoudende mineralen (bijv. arseniet, realgaar) of gerecycled arseenhoudend afval.
- Oxidatief roosteren(optioneel): Als de grondstof arseen sulfide is (bijvoorbeeld As₂S₃), moet het eerst worden geroosterd om het om te zetten in vluchtig As₂O₃
As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2S3+9O2→As2O3+3SO2
2.Destillatie-eenheid
- Apparatuur: Kwarts- of keramische ketel (corrosiebestendig, bestand tegen hoge temperaturen), uitgerust met condensorbuis en opvangfles.
- Inerte bescherming: Om oxidatie van arseen of explosiegevaar te voorkomen wordt stikstof of koolstofdioxide toegevoegd (arseendamp is brandbaar).
3.Destillatieproces
- Temperatuurregeling:
- Arseen sublimatie:As₂O₃-sublimatie bij 500-600 °C (zuivere arseensublimatie bij ongeveer 615 °C).
- Scheiding van onzuiverheden:laagkokende onzuiverheden zoals zwavel en selenium worden bij voorkeur vervluchtigd en kunnen worden afgescheiden door gesegmenteerde condensatie.
- Condensatie opvang: Arseendamp condenseert in de condensatiezone (100-200°C) tot zeer zuiver As₂O₃ of elementair arseen.).
4.Nabewerking
- Afname(als elementair arseen nodig is): Reductie van As₂O₃ met koolstof of waterstof
As2O3+3H2→2As+3H2OAs2O3+3H2→2As+3H2O
- Vacuümdestillatie: verdere zuivering van elementair arseen om resterende vluchtige onzuiverheden te verwijderen.
5.Voorzorgsmaatregelen
- Bescherming tegen toxiciteit:Het hele proces is een gesloten proces en is uitgerust met apparatuur voor het detecteren van arseenlekken en noodbehandeling.
- Staartgasbehandeling:Na condensatie moet het uitlaatgas worden geabsorbeerd door een loogoplossing (zoals NaOH) of door adsorptie van actieve kool om As₂O₃ te voorkomenemissies.
- Opslag van arseenmetaal: opgeslagen in een inerte atmosfeer om oxidatie of vervloeiing te voorkomen.
6. ZuiverheidVerbetering
- Meertraps destillatie:Herhaalde destillatie kan de zuiverheid verhogen tot meer dan 99,99%.
- Zone smelten (optioneel): Zone-raffinage van elementair arseen om metaalverontreinigingen verder te verminderen.
Toepassingsgebieden
Hoogzuiver arseen wordt gebruikt in halfgeleidermaterialen (bijvoorbeeld GaAskristallen), legeringadditieven of bij de vervaardiging van speciaal glas. PProcessen moeten voldoen aan strenge milieuregels om de veiligheid en conforme afvalverwerking te garanderen.
Plaatsingstijd: 5 mei 2025