1. Introduzzjoni

L-antimonju, bħala metall mhux ferruż importanti, jintuża ħafna f'ritardanti tal-fjammi, ligi, semikondutturi u oqsma oħra. Madankollu, il-minerali tal-antimonju fin-natura spiss jeżistu flimkien mal-arseniku, li jirriżulta f'kontenut għoli ta' arseniku fl-antimonju mhux raffinat li jaffettwa b'mod sinifikanti l-prestazzjoni u l-applikazzjonijiet tal-prodotti tal-antimonju. Dan l-artikolu jintroduċi sistematikament diversi metodi għat-tneħħija tal-arseniku fil-purifikazzjoni tal-antimonju mhux raffinat, inkluż ir-raffinar pirometallurġiku, ir-raffinar idrometallurġiku, u r-raffinar elettrolitiku, filwaqt li jiddettalja l-prinċipji tagħhom, il-flussi tal-proċess, il-kundizzjonijiet operattivi, u l-vantaġġi/żvantaġġi.

2. Raffinar Pirometallurġiku għat-Tneħħija tal-Arseniku

2.1 Metodu ta' Raffinar Alkalin

2.1.1 Prinċipju

Il-metodu ta' raffinar alkalin ineħħi l-arseniku bbażat fuq ir-reazzjoni bejn l-arseniku u l-komposti tal-metall alkali biex jiffurmaw arsenati. L-ekwazzjonijiet ewlenin tar-reazzjoni:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Fluss tal-Proċess

1. Tħejjija tal-materja prima: Farrak l-antimonju mhux raffinat f'partiċelli ta' 5-10mm u ħalltu mal-irmied tas-soda (Na₂CO₃) fi proporzjon tal-massa ta' 10:1
2. Tidwib: Saħħan f'forn reverberatorju sa 850-950°C, żomm għal 2-3 sigħat
3. Ossidazzjoni: Introduċi arja kkompressata (pressjoni 0.2-0.3MPa), rata ta' fluss 2-3m³/(h·t)
4. Formazzjoni ta' gagazza: Żid ammont xieraq ta' salnitru (NaNO₃) bħala ossidant, dożaġġ ta' 3-5% tal-piż tal-antimonju
5. Tneħħija tal-gagazza: Wara li toqgħod għal 30 minuta, neħħi l-gagazza tal-wiċċ
6. Irrepeti l-operazzjoni: Irrepeti l-proċess ta' hawn fuq 2-3 darbiet

2.1.3 Kontroll tal-Parametri tal-Proċess

• Kontroll tat-temperatura: Temperatura ottimali 900±20°C
• Dożaġġ tal-alkali: Aġġusta skont il-kontenut tal-arseniku, tipikament 8-12% tal-piż tal-antimonju
• Ħin ta' ossidazzjoni: 1-1.5 sigħat għal kull ċiklu ta' ossidazzjoni

2.1.4 Effiċjenza fit-Tneħħija tal-Arseniku

Jista' jnaqqas il-kontenut tal-arseniku minn 2-5% għal 0.1-0.3%

2.2 Metodu ta' Volatilizzazzjoni Ossidattiva

2.2.1 Prinċipju

Juża l-karatteristika li l-ossidu tal-arseniku (As₂O₃) huwa aktar volatili mill-ossidu tal-antimonju. As₂O₃ jivvolatizza f'193°C biss, filwaqt li Sb₂O₃ jeħtieġ 656°C.

2.2.2 Fluss tal-Proċess

1. Tidwib ossidattiv: Saħħan f'forn rotatorju sa 600-650°C bl-introduzzjoni tal-arja
2. Trattament tal-gass taċ-ċumnija: Ikkondensa u rkupra l-As₂O₃ volatilizzat
3. Tidwib ta' tnaqqis: Naqqas il-materjal li jifdal f'1200°C bil-kokk
4. Raffinar: Żid ammont żgħir ta' rmied tas-soda għal aktar purifikazzjoni

2.2.3 Parametri Ewlenin

• Konċentrazzjoni ta' ossiġnu: 21-28%
• Ħin ta' residenza: 4-6 sigħat
• Veloċità tar-rotazzjoni tal-forn: 0.5-1r/min

3. Raffinar Idrometallurġiku għat-Tneħħija tal-Arseniku

3.1 Metodu ta' Lixxivjar tas-Sulfid Alkali

3.1.1 Prinċipju

Juża l-karatteristika li s-sulfid tal-arseniku għandu solubilità ogħla f'soluzzjonijiet ta' sulfid alkali mis-sulfid tal-antimonju. Reazzjoni ewlenija:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Insolubbli

3.1.2 Fluss tal-Proċess

1. Sulfidazzjoni: Ħallat trab tal-antimonju mhux raffinat mal-kubrit fi proporzjon tal-massa ta' 1:0.3, sulfidizza f'500°C għal siegħa
2. Lixxivjar: Uża soluzzjoni ta' 2mol/L Na₂S, proporzjon likwidu-solidu 5:1, ħawwad f'80°C għal sagħtejn
3. Filtrazzjoni: Iffiltra bi pressa tal-filtru, ir-residwu huwa konċentrat tal-antimonju b'livell baxx ta' arseniku
4. Riġenerazzjoni: Introduċi H₂S fil-filtrat biex tirriġenera Na₂S

3.1.3 Kundizzjonijiet tal-Proċess

• Konċentrazzjoni Na₂S: 1.5-2.5mol/L
• pH tat-tnixxija: 12-13
• Effiċjenza tat-tnixxija: As> 90%, Telf ta' Sb <5%

3.2 Metodu ta' Lixxivjar Ossidattiv Aċidiku

3.2.1 Prinċipju

Juża l-ossidazzjoni aktar faċli tal-arseniku f'kundizzjonijiet aċidużi, bl-użu ta' ossidanti bħal FeCl₃ jew H₂O₂ għal dissoluzzjoni selettiva.

3.2.2 Fluss tal-Proċess

1. Lixxivjar: F'soluzzjoni ta' 1.5mol/L HCl, żid 0.5mol/L FeCl₃, proporzjon likwidu-solidu 8:1
2. Kontroll tal-potenzjal: Żomm il-potenzjal ta' ossidazzjoni f'400-450mV (vs.SHE)
3. Separazzjoni solidu-likwidu: Filtrazzjoni bil-vakwu, ibgħat il-filtrat għall-irkupru tal-arseniku
4. Ħasil: Aħsel ir-residwu tal-filtru 3 darbiet b'aċidu idrokloriku dilwit

4. Metodu ta' Raffinar Elettrolitiku

4.1 Prinċipju

Juża d-differenza fil-potenzjali tad-depożizzjoni bejn l-antimonju (+0.212V) u l-arseniku (+0.234V).

4.2 Fluss tal-Proċess

1. Tħejjija tal-anodu: Ferra' l-antimonju mhux raffinat fi pjanċi tal-anodu ta' 400 × 600 × 20 mm
2. Kompożizzjoni tal-elettroliti: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, addittiv (ġelatina) 0.5g/L
3. Kundizzjonijiet tal-elettroliżi:
   • Densità tal-kurrent: 120-150A/m²
   • Vultaġġ taċ-ċellula: 0.4-0.6V
   • Temperatura: 30-35°C
   • Distanza tal-elettrodu: 100mm
4. Ċiklu: Neħħi miċ-ċellula kull 7-10 ijiem

4.3 Indikaturi Tekniċi

• Purità tal-antimonju katodiku: ≥99.85%
• Rata ta' tneħħija tal-arseniku: >95%
• Effiċjenza kurrenti: 85-90%

5. Teknoloġiji Emerġenti għat-Tneħħija tal-Arseniku

5.1 Distillazzjoni bil-Vakwu

Taħt vakwu ta' 0.1-10Pa, juża d-differenza fil-pressjoni tal-fwar (As: 133Pa f'550°C, Sb jeħtieġ 1000°C).

5.2 Ossidazzjoni tal-Plażma

Juża plażma b'temperatura baxxa (5000-10000K) għal ossidazzjoni selettiva tal-arseniku, ħin qasir ta' pproċessar (10-30 minuta), konsum baxx ta' enerġija.

6. Paragun tal-Proċess u Rakkomandazzjonijiet għall-Għażla

Rakkomandazzjonijiet għall-għażla:

• Għalf b'arseniku għoli (As> 3%): Ippreferi lixxivjar tas-sulfid alkali
• Arseniku medju (0.5-3%): Raffinar alkalin jew elettroliżi
• Rekwiżiti ta' purità għolja b'arseniku baxx: Raffinar elettrolitiku rakkomandat

7. Konklużjoni

It-tneħħija tal-arseniku mill-antimonju mhux raffinat teħtieġ kunsiderazzjoni komprensiva tal-karatteristiċi tal-materja prima, ir-rekwiżiti tal-prodott, u l-ekonomija. Il-metodi pirometallurġiċi tradizzjonali għandhom kapaċità kbira iżda pressjoni ambjentali sinifikanti; il-metodi idrometallurġiċi għandhom inqas tniġġis iżda proċessi itwal; il-metodi elettrolitiċi jipproduċu purità għolja iżda jikkunsmaw aktar enerġija. Id-direzzjonijiet ta' żvilupp futuri jinkludu:

1. L-iżvilupp ta' addittivi komposti effiċjenti
2. Ottimizzazzjoni ta' proċessi kkombinati f'diversi stadji
3. Titjib fl-użu tar-riżorsi tal-arseniku
4. Tnaqqis fil-konsum tal-enerġija u l-emissjonijiet ta' tniġġis