1. Enkonduko

Antimono, kiel grava nefera metalo, estas vaste uzata en flammalrapidigiloj, alojoj, duonkonduktaĵoj kaj aliaj kampoj. Tamen, antimonaj ercoj en la naturo ofte kunekzistas kun arseno, rezultante en alta arsenika enhavo en kruda antimono, kiu signife influas la rendimenton kaj aplikojn de antimonaj produktoj. Ĉi tiu artikolo sisteme prezentas diversajn metodojn por arsenika forigo en kruda antimona purigo, inkluzive de pirometalurgia rafinado, hidrometalurgia rafinado kaj elektroliza rafinado, detaligante iliajn principojn, procezajn fluojn, funkciajn kondiĉojn kaj avantaĝojn/malavantaĝojn.

2. Pirometalurgia Rafinado por Forigo de Arseniko

2.1 Alkala Rafina Metodo

2.1.1 Principo

La alkala rafinmetodo forigas arsenikon surbaze de la reakcio inter arseniko kaj alkalmetalaj kombinaĵoj por formi arseniatojn. Ĉefaj reakciaj ekvacioj:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Proceza fluo

1. Preparado de kruda materialo: Pistu krudan antimonon en 5-10mm erojn kaj miksu kun sodo (Na₂CO₃) je masa proporcio de 10:1
2. Fandado: Varmigu en reverbera forno ĝis 850-950 °C, tenu dum 2-3 horoj
3. Oksidado: Enkonduku premaeron (premo 0,2-0,3MPa), flukvanto 2-3m³/(h·t)
4. Skorioformado: Aldonu taŭgan kvanton da salpetro (NaNO₃) kiel oksidanton, dozo 3-5% de antimona pezo
5. Forigo de skorio: Post 30 minutoj da ripozado, forigu surfacan skorion
6. Ripetu operacion: Ripetu la supran procezon 2-3 fojojn

2.1.3 Kontrolo de Procezaj Parametroj

• Temperaturkontrolo: Optimuma temperaturo 900±20°C
• Alkala dozo: Adaptu laŭ arsenika enhavo, tipe 8-12% de antimona pezo
• Oksida tempo: 1-1,5 horoj por oksida ciklo

2.1.4 Efikeco de Forigo de Arseniko

Povas redukti arsenikan enhavon de 2-5% al ​​0,1-0,3%

2.2 Metodo de Oksidativa Volatiligo

2.2.1 Principo

Utiligas la karakterizaĵon, ke arsenika oksido (As₂O₃) estas pli volatila ol antimona oksido. As₂O₃ vaporiĝas je nur 193 °C, dum Sb₂O₃ postulas 656 °C.

2.2.2 Proceza fluo

1. Oksidativa fandado: Varmigu en rotacia forno ĝis 600-650 °C kun enkonduko de aero
2. Fumgasa traktado: Kondensi kaj reakiri vaporigitan As₂O₃
3. Redukta fandado: Redukti restantan materialon je 1200 °C per kolao
4. Rafinado: Aldonu malgrandan kvanton da sodo por plia purigo

2.2.3 Ŝlosilaj Parametroj

• Oksigena koncentriĝo: 21-28%
• Loĝtempo: 4-6 horoj
• Forna rotacia rapido: 0.5-1r/min

3. Hidrometalurgia Rafinado por Forigo de Arseniko

3.1 Metodo de Lesivado per Alkala Sulfido

3.1.1 Principo

Utiligas la karakterizaĵon, ke arsenika sulfido havas pli altan solveblecon en alkalaj sulfidaj solvaĵoj ol antimona sulfido. Ĉefa reakcio:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Nesolvebla

3.1.2 Proceza fluo

1. Sulfidado: Miksu krudan antimonan pulvoron kun sulfuro je masa proporcio de 1:0,3, sulfidigu je 500 °C dum 1 horo
2. Lesivado: Uzu 2mol/L Na₂S-solvaĵon, likva-solida proporcio 5:1, kirlu je 80°C dum 2 horoj
3. Filtrado: Filtrilo per filtrilgazetaro, restaĵo estas malalt-arsenika antimona koncentraĵo
4. Regenerado: Enkonduku H₂S en filtraĵon por regeneri Na₂S

3.1.3 Procesaj Kondiĉoj

• Na₂S-koncentriĝo: 1.5-2.5mol/L
• Lesivado pH: 12-13
• Lesiva efikeco: Kiel>90%, Sb-perdo<5%

3.2 Acida Oksidativa Lesivada Metodo

3.2.1 Principo

Utiligas la pli facilan oksidiĝon de arseniko en acidaj kondiĉoj, uzante oksidantojn kiel FeCl₃ aŭ H₂O₂ por selektema dissolvo.

3.2.2 Proceza fluo

1. Lesivado: En 1,5 mol/L HCl-solvaĵo, aldonu 0,5 mol/L FeCl₃, likva-solida proporcio 8:1
2. Potenciala kontrolo: Konservu oksidigan potencialon je 400-450mV (kontraŭ SHE)
3. Solid-likva apartigo: Vakua filtrado, sendu filtraĵon al arsenika reakiro
4. Lavado: Lavu la filtrilrestaĵon 3 fojojn per diluita klorida acido

4. Elektroliza Rafina Metodo

4.1 Principo

Utiligas la diferencon en depoziciaj potencialoj inter antimono (+0,212V) kaj arseniko (+0,234V).

4.2 Proceza fluo

1. Preparado de anodo: Gisu krudan antimonon en anodajn platojn de 400×600×20mm
2. Elektrolita konsisto: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, aldonaĵo (ĝelateno) 0.5g/L
3. Kondiĉoj de elektrolizo:
   • Kurenta denseco: 120-150A/m²
   • Ĉela tensio: 0.4-0.6V
   • Temperaturo: 30-35°C
   • Elektroda distanco: 100mm
4. Ciklo: Forigu el ĉelo ĉiujn 7-10 tagojn

4.3 Teknikaj Indikiloj

• Pureco de katoda antimono: ≥99.85%
• Forigofteco de arseno: >95%
• Aktuala efikeco: 85-90%

5. Emerĝantaj teknologioj por forigo de arseno

5.1 Vakua Distilado

Sub vakuo de 0,1-10 Pa, utiligas la diferencon de vaporpremo (As: 133 Pa je 550 °C, Sb postulas 1000 °C).

5.2 Plasma Oksidigo

Uzas malalt-temperaturan plasmon (5000-10000K) por selektema arsenika oksidado, mallonga prilabora tempo (10-30min), malalta energikonsumo.

6. Komparo de Procezoj kaj Rekomendoj pri Selektado

Rekomendoj pri elekto:

• Alt-arsenika furaĝo (As>3%): Prefere alkala sulfida lesivado
• Meza arseniko (0,5-3%): Alkala rafinado aŭ elektrolizo
• Malalt-arsenikaj altpurecaj postuloj: Elektroliza rafinado rekomendita

7. Konkludo

Forigo de arseno el kruda antimono postulas ampleksan konsideron pri krudmaterialaj karakterizaĵoj, produktaj postuloj kaj ekonomiko. Tradiciaj pirometalurgiaj metodoj havas grandan kapaciton sed signifan median premon; hidrometalurgiaj metodoj havas malpli da poluo sed pli longajn procezojn; elektrolizaj metodoj produktas altan purecon sed konsumas pli da energio. Estontaj evoluigaj direktoj inkluzivas:

1. Evoluigante efikajn kompozitajn aldonaĵojn
2. Optimumigo de plurŝtupaj kombinitaj procezoj
3. Plibonigante la utiligon de arsenika rimedo
4. Redukti energikonsumon kaj poluajn emisiojn