Processo de destilação e purificação de arsênio

O processo de destilação e purificação de arsênio é um método que usa a diferença na volatilidade do arsênio e seus compostos para separar e purificar, especialmente adequado para remover enxofre, selênio, telúrio e outras impurezas no arsênio.Aqui estão as principais etapas e considerações:

1.Pré-tratamento de matéria-prima

• Fontes de arsênio bruto: geralmente como um subproduto da fundição de minerais contendo arsênio (por exemplo, arsenito, realgar) ou resíduos reciclados contendo arsênio.
• Torrefação oxidativa(opcional): Se a matéria-prima for sulfeto de arsênio (por exemplo, As₂S₃), ele precisa ser torrado primeiro para se converter em As₂O₃ volátil

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

2.Unidade de destilação

• Equipamento: Destilador de quartzo ou cerâmica (resistente à corrosão e a altas temperaturas), equipado com tubo condensador e garrafa receptora.
• Proteção inerte: Nitrogênio ou dióxido de carbono são introduzidos para evitar oxidação de arsênio ou risco de explosão (o vapor de arsênio é inflamável).

3.Processo de destilação

• Controle de temperatura:
  • Sublimação de arsênio: Sublimação de As₂O₃ a 500-600 °C (sublimação de arsênio puro a cerca de 615 °C).
  • Separação de impurezas: impurezas de baixo ponto de ebulição, como enxofre e selênio, são preferencialmente volatilizadas e podem ser separadas por condensação segmentada.
• Coleta de condensação: O vapor de arsênio condensa em As₂O₃ de alta pureza ou arsênio elementar na zona de condensação (100-200°C).

4.Pós-processamento

• Redução(se for necessário arsênio elementar): Redução de As₂O₃ com carbono ou hidrogênio

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

• Destilação a vácuo: purificação adicional de arsênio elementar para remover impurezas voláteis residuais.

5.Precauções

• Proteção contra toxicidade:Todo o processo é uma operação fechada, equipada com equipamentos de detecção de vazamento de arsênio e tratamento de emergência.
• Tratamento de gás residual:Após a condensação, o gás residual precisa ser absorvido pela solução de soda cáustica (como NaOH) ou pela adsorção de carvão ativado para evitar As₂O₃emissões.
• Armazenamento de metal de arsênio: armazenado em atmosfera inerte para evitar oxidação ou deliquescência.

6. PurezaAprimoramento

• Destilação em vários estágios: A destilação repetida pode melhorar a pureza para mais de 99,99%.
• Fusão de zona (opcional): Refino de zona de arsênio elementar para reduzir ainda mais as impurezas metálicas.

Campos de aplicação

O arsénio de alta pureza é usado em materiais semicondutores (por exemplo, GaAscristais), aditivos de ligas ou na fabricação de vidros especiais. POs processos precisam obedecer a regulamentações ambientais rigorosas para garantir a segurança e o descarte adequado de resíduos.