Процес дистиляції та очищення миш'яку

Процес дистиляції та очищення миш'яку - це метод, який використовує різницю в леткості миш'яку та його сполук для його розділення та очищення, особливо підходить для видалення сірки, селену, телуру та інших домішок у миш'яку.Ось ключові кроки та міркування:

1.Попередня обробка сировини

• Джерела неочищеного миш'якузазвичай як побічний продукт плавлення мінералів, що містять миш'як (наприклад, арсеніту, реальгару), або перероблених відходів, що містять миш'як.
• Окислювальне випал(необов'язково): Якщо сировиною є сульфід миш'яку (наприклад, As₂S₃), його потрібно спочатку обсмажити, щоб перетворити на леткий As₂O₃

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

2.Дистиляційний блок

• ОбладнанняКварцовий або керамічний перегінний куб (стійкий до корозії, стійкий до високих температур), оснащений конденсаторною трубкою та приймальною пляшкою.
• Інертний захистАзот або вуглекислий газ вводять для запобігання окисленню миш'яку або ризику вибуху (пари миш'яку є легкозаймистими).

3.Процес дистиляції

• Контроль температури:
  • Сублімація миш'якуСублімація As₂O₃ при 500-600 °C (сублімація чистого миш'яку приблизно при 615 °C)).
  • Відділення домішокНизькокиплячі домішки, такі як сірка та селен, переважно випаровуються та можуть бути розділені сегментною конденсацією.
• Збір конденсатуПара миш'яку конденсується в зоні конденсації (100-200°C) у високочистий As₂O₃ або елементарний миш'як.).

4.Післяобробка

• Зменшення(якщо потрібен елементарний миш'як): Відновлення As₂O₃ вуглецем або воднем

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2​O3​+3H2​→2As+3H2О

• Вакуумна дистиляція: подальше очищення елементарного миш'яку для видалення залишкових летких домішок.

5.Запобіжні заходи

• Захист від токсичностіВесь процес є закритим, оснащеним обладнанням для виявлення витоків миш'яку та аварійної обробки.
• Очищення хвостових газівПісля конденсації хвостовий газ необхідно поглинути розчином лугу (наприклад, NaOH) або адсорбцією активованим вугіллям, щоб уникнути утворення As₂O₃.викиди.
• Зберігання металевого миш'якуЗберігати в інертній атмосфері для запобігання окисленню або розплавленню.

6. ЧистотаПокращення

• Багатоступенева дистиляціяПовторна дистиляція може підвищити чистоту до понад 99,99%.
• Зонне плавлення (необов'язково): Зонне рафінування елементарного миш'яку для подальшого зменшення кількості металевих домішок.

Галузі застосування

Високочистий миш'як використовується в напівпровідникових матеріалах (наприклад, GaAsкристали), добавки до сплавів або у виробництві спеціального скла. PПроцеси повинні відповідати суворим екологічним нормам для забезпечення безпеки та належної утилізації відходів.