Արսենի թորման և մաքրման գործընթաց

Արսենի թորման և մաքրման գործընթացը մեթոդ է, որն օգտագործում է արսենի և դրա միացությունների ցնդողականության տարբերությունը՝ առանձնացնելու և մաքրելու համար, հատկապես հարմար է արսենի մեջ ծծումբը, սելենը, տելուրը և այլ խառնուրդները հեռացնելու համար։Ահա հիմնական քայլերն ու նկատառումները.

1.Հումքի նախնական մշակում

• Անմշակ մկնդեղի աղբյուրներսովորաբար որպես մկնդեղ պարունակող հանքանյութերի (օրինակ՝ արսենիտ, ռեալգար) կամ վերամշակված մկնդեղ պարունակող թափոնների հալեցման ենթամթերք։
• Օքսիդատիվ տապակում(ըստ ցանկության): Եթե հումքը մկնդեղի սուլֆիդ է (օրինակ՝ As₂S₃), այն նախ պետք է թրծվի՝ ցնդող As₂O₃-ի վերածվելու համար:

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

2.Թորման միավոր

• ՍարքավորումներՔվարցե կամ կերամիկական վառարան (կոռոզիայի դիմացկուն, բարձր ջերմաստիճանին դիմացկուն), հագեցած խտացուցիչ խողովակով և ընդունիչ շշով։
• Իներտ պաշտպանությունԱզոտ կամ ածխաթթու գազ է ներմուծվում՝ մկնդեղի օքսիդացումը կամ պայթյունի ռիսկը կանխելու համար (մկնդեղի գոլորշիները դյուրավառ են):

3.Թորման գործընթաց

• Ջերմաստիճանի կառավարում:
  • Արսենի սուբլիմացիաAs₂O₃ սուբլիմացիա 500-600 °C-ում (մաքուր մկնդեղի սուբլիմացիա մոտ 615 °C-ում)).
  • Խառնուրդի տարանջատումցածր եռման ջերմաստիճան ունեցող խառնուրդները, ինչպիսիք են ծծումբը և սելենը, նախընտրելիորեն գոլորշիանում են և կարող են բաժանվել հատվածավորված խտացման միջոցով։
• Կոնդենսացիայի հավաքումԱրսենի գոլորշին խտանում է բարձր մաքրության As₂O₃-ի կամ տարրական արսենի խտացման գոտում (100-200°C)).

4.Հետմշակում

• Նվազեցում(եթե անհրաժեշտ է տարրական մկնդեղ): As₂O₃-ի վերականգնում ածխածնով կամ ջրածնով

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2​O3​+3H2​→2As+3H2Օ

• Վակուումային թորումտարրական մկնդեղի հետագա մաքրում՝ մնացորդային ցնդող խառնուրդները հեռացնելու համար։

5.Նախազգուշական միջոցներ

• Թունավորությունից պաշտպանությունԱմբողջ գործընթացը փակ գործողություն է, հագեցած է մկնդեղի արտահոսքի հայտնաբերման և արտակարգ իրավիճակների մշակման սարքավորումներով։
• Պոչային գազերի բուժումԽտացումից հետո պոչային գազը պետք է կլանվի ալկալային լուծույթով (օրինակ՝ NaOH) կամ ակտիվացված ածխածնի ադսորբցիայով՝ As₂O₃-ից խուսափելու համար։արտանետումներ։
• Արսենի մետաղական պահեստավորումպահվում է իներտ մթնոլորտում՝ օքսիդացումը կամ հեղուկացումը կանխելու համար:

6. ՄաքրությունԲարելավում

• Բազմաստիճան թորումԿրկնակի թորումը կարող է բարելավել մաքրությունը մինչև ավելի քան 99.99%:
• Գոտիային հալեցում (ըստ ցանկության). տարրական մկնդեղի գոտիական զտում՝ մետաղական խառնուրդները հետագայում նվազեցնելու համար։

Կիրառման ոլորտներ

Բարձր մաքրության մկնդեղը օգտագործվում է կիսահաղորդչային նյութերում (օրինակ՝ GaAs)բյուրեղներ), համաձուլվածքային հավելումներ կամ մասնագիտացված ապակիների արտադրության մեջ։ PԳործընթացները պետք է համապատասխանեն խիստ բնապահպանական կանոնակարգերին՝ անվտանգությունն ու համապատասխան թափոնների հեռացումն ապահովելու համար։