Proses penyulingan dan penulenan arsenik

Proses penyulingan dan penulenan arsenik ialah kaedah yang menggunakan perbezaan volatiliti arsenik dan sebatiannya untuk mengasingkan dan menulenkan, terutamanya sesuai untuk membuang sulfur, selenium, telurium dan bendasing lain dalam arsenik.Berikut adalah langkah-langkah dan pertimbangan utama:

1.Prarawatan bahan mentah

• Sumber arsenik mentahbiasanya sebagai hasil sampingan peleburan mineral yang mengandungi arsenik (contohnya arsenit, realgar) atau sisa kitar semula yang mengandungi arsenik.
• Pemanggangan oksidatif(pilihan): Jika bahan mentah ialah arsenik sulfida (contohnya As₂S₃), ia perlu dipanggang terlebih dahulu untuk ditukar kepada As₂O₃ yang meruap

As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2​S3​+9O2​→As2​O3​+3SO2​

2.Unit penyulingan

• Peralatan: Kuarza atau seramik pegun (tahan kakisan, tahan suhu tinggi), dilengkapi dengan tiub kondenser dan botol penerima.
• Perlindungan lengaiNitrogen atau karbon dioksida diperkenalkan untuk mencegah pengoksidaan arsenik atau risiko letupan (wap arsenik mudah terbakar).

3.Proses penyulingan

• Kawalan suhu:
  • Pemejalwapan arsenik: Pemejalwapan As₂O₃ pada 500-600 °C (pemejalwapan arsenik tulen pada kira-kira 615 °C).
  • Pemisahan bendasing: bendasing berdidih rendah seperti sulfur dan selenium diutamakan untuk meruap dan boleh diasingkan melalui pemeluwapan bersegmen.
• Pengumpulan pemeluwapanWap arsenik memeluwap menjadi As₂O₃ berketulenan tinggi atau arsenik unsur dalam zon pemeluwapan (100-200°C).

4.Pemprosesan pasca

• Pengurangan(jika arsenik unsur diperlukan): Penurunan As₂O₃ dengan karbon atau hidrogen

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

• Penyulingan vakum: penulenan selanjutnya bagi unsur arsenik untuk membuang sisa bendasing meruap.

5.Langkah berjaga-berjaga

• Perlindungan ketoksikanKeseluruhan proses ini adalah operasi tertutup, dilengkapi dengan peralatan pengesanan kebocoran arsenik dan rawatan kecemasan.
• Rawatan gas ekorSelepas pemeluwapan, gas ekor perlu diserap oleh larutan alkali (seperti NaOH) atau penjerapan karbon diaktifkan untuk mengelakkan As₂O₃pelepasan.
• Penyimpanan logam arsenikdisimpan dalam atmosfera lengai untuk mengelakkan pengoksidaan atau penyaliran.

6. KesucianPenambahbaikan

• Penyulingan berbilang peringkatPenyulingan berulang boleh meningkatkan ketulenan kepada lebih daripada 99.99%.
• Pencairan zon (pilihan): Penapisan zon arsenik unsur untuk mengurangkan lagi kekotoran logam.

Bidang aplikasi

Arsenik berketulenan tinggi digunakan dalam bahan semikonduktor (contohnya GaAskristal), bahan tambahan aloi, atau dalam pembuatan gelas khusus. PProses perlu mematuhi peraturan alam sekitar yang ketat bagi memastikan keselamatan dan pelupusan sisa yang mematuhi peraturan.