Procés de destil·lació i purificació de l'arsènic

El procés de destil·lació i purificació de l'arsènic és un mètode que utilitza la diferència en la volatilitat de l'arsènic i els seus compostos per separar i purificar, especialment adequat per eliminar sofre, seleni, tel·luri i altres impureses de l'arsènic.Aquests són els passos i consideracions clau:

1.Pretractament de matèries primeres

• Fonts d'arsènic brut: normalment com a subproducte de la fosa de minerals que contenen arsènic (per exemple, arsenit, realgar) o residus reciclats que contenen arsènic.
• Torrat oxidatiu(opcional): Si la matèria primera és sulfur d'arsènic (per exemple, As₂S₃), primer cal torrar-lo per convertir-lo en As₂O₃ volàtil.

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

2.Unitat de destil·lació

• EquipamentDestil·lador de quars o ceràmica (resistent a la corrosió, a les altes temperatures), equipat amb tub condensador i ampolla receptora.
• Protecció inertS'introdueix nitrogen o diòxid de carboni per evitar l'oxidació de l'arsènic o el risc d'explosió (el vapor d'arsènic és inflamable).

3.procés de destil·lació

• Control de temperatura:
  • Sublimació d'arsènicSublimació d'As₂O₃ a 500-600 °C (sublimació d'arsènic pur a uns 615 °C)).
  • Separació d'impuresesLes impureses de baix punt d'ebullició com el sofre i el seleni es volatilitzen preferentment i es poden separar per condensació segmentada.
• Recollida de condensacióEl vapor d'arsènic es condensa en As₂O₃ d'alta puresa o arsènic elemental a la zona de condensació (100-200 °C)).

4.Postprocessament

• Reducció(si es requereix arsènic elemental): Reducció d'As₂O₃ amb carboni o hidrogen

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

• Destil·lació al buit: purificació addicional de l'arsènic elemental per eliminar les impureses volàtils residuals.

5.Precaucions

• Protecció contra la toxicitatTot el procés és un sistema tancat, equipat amb equips de detecció de fuites d'arsènic i tractament d'emergència.
• Tractament de gasos de cuaDesprés de la condensació, el gas de cua s'ha d'absorbir mitjançant una solució de lleixiu (com ara NaOH) o adsorció de carbó activat per evitar l'As₂O₃.emissions.
• Emmagatzematge d'arsènic metàl·lic: emmagatzemat en atmosfera inert per evitar l'oxidació o la delicuescència.

6. PuresaMillora

• destil·lació multietapaLa destil·lació repetida pot millorar la puresa a més del 99,99%.
• Fusió de la zona (opcional): Refinació per zones de l'arsènic elemental per reduir encara més les impureses metàl·liques.

Camps d'aplicació

L'arsènic d'alta puresa s'utilitza en materials semiconductors (per exemple, GaAscristalls), additius d'aliatge o en la fabricació de vidres especials. PEls processos han de complir amb unes normatives mediambientals estrictes per garantir la seguretat i l'eliminació de residus conforme a la normativa.