Proses penyulingan dan penulenan arsenik

Proses penyulingan dan penulenan arsenik adalah kaedah yang menggunakan perbezaan kemeruapan arsenik dan sebatiannya untuk memisahkan dan menulen, terutamanya sesuai untuk menghilangkan sulfur, selenium, telurium dan kekotoran lain dalam arsenik.Berikut adalah langkah dan pertimbangan utama:

1.Prarawatan bahan mentah

• Sumber arsenik mentah: biasanya sebagai hasil sampingan peleburan mineral yang mengandungi arsenik (cth arsenit, realgar) atau sisa yang mengandungi arsenik yang dikitar semula.
• Pembakaran oksidatif(pilihan): Jika bahan mentah adalah arsenik sulfida (cth. As₂S₃), ia perlu dipanggang terlebih dahulu untuk menukar kepada As₂O₃ meruap

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

2.Unit penyulingan

• peralatan: Pegun kuarza atau seramik (tahan kakisan, tahan suhu tinggi), dilengkapi dengan tiub pemeluwap dan botol penerima.
• Perlindungan lengai: Nitrogen atau karbon dioksida diperkenalkan untuk mengelakkan pengoksidaan arsenik atau risiko letupan (wap arsenik mudah terbakar).

3.Proses penyulingan

• Kawalan suhu:
  • Sublimasi arsenik: Pemejalwapan As₂O₃ pada 500-600 °C (pemejalwapan arsenik tulen pada kira-kira 615 °C).
  • Pemisahan kekotoran: kekotoran yang mendidih rendah seperti sulfur dan selenium lebih disukai meruap dan boleh diasingkan dengan pemeluwapan bersegmen.
• Pengumpulan kondensasi: Wap arsenik terpeluwap menjadi As₂O₃ ketulenan tinggi atau unsur arsenik dalam zon pemeluwapan (100-200°C).

4.Pasca pemprosesan

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

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

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

5.Langkah berjaga-berjaga

• Perlindungan ketoksikan: Keseluruhan proses adalah operasi tertutup, dilengkapi dengan pengesanan kebocoran arsenik dan peralatan rawatan kecemasan.
• Rawatan gas ekor: Selepas pemeluwapan, gas ekor perlu diserap oleh larutan lye (seperti NaOH) atau penjerapan karbon teraktif untuk mengelakkan As₂O₃pelepasan.
• Penyimpanan logam arsenik: disimpan dalam suasana lengai untuk mengelakkan pengoksidaan atau deliquescent.

6. KesucianPenambahbaikan

• Penyulingan pelbagai peringkat: Penyulingan berulang boleh meningkatkan ketulenan kepada lebih daripada 99.99%.
• Zon lebur (pilihan): Penapisan zon arsenik unsur untuk mengurangkan lagi kekotoran logam.

Bidang permohonan

Arsenik ketulenan tinggi digunakan dalam bahan semikonduktor (cth. GaAskristal), bahan tambahan aloi, atau dalam pembuatan gelas khusus. Processes perlu mematuhi peraturan alam sekitar yang ketat untuk memastikan keselamatan dan pelupusan sisa patuh.