Bei der Arsendestillations- und -reinigungsmethode wird die unterschiedliche Flüchtigkeit von Arsen und seinen Verbindungen zur Trennung und Reinigung ausgenutzt. Sie eignet sich besonders zur Entfernung von Schwefel, Selen, Tellur und anderen Verunreinigungen im Arsen.Hier sind die wichtigsten Schritte und Überlegungen:
1.Rohstoffvorbehandlung
- Quellen für Roharsen: in der Regel als Nebenprodukt der Verhüttung arsenhaltiger Mineralien (z. B. Arsenit, Realgar) oder recycelter arsenhaltiger Abfälle.
- Oxidative Röstung(optional): Wenn der Rohstoff Arsensulfid (z. B. As₂S₃) ist, muss es zuerst geröstet werden, um es in flüchtiges As₂O₃ umzuwandeln
As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2S3+9O2→As2O3+3SO2
2.Destillationseinheit
- Ausrüstung: Destillierapparat aus Quarz oder Keramik (korrosionsbeständig, hochtemperaturbeständig), ausgestattet mit Kühlerrohr und Auffangflasche.
- Inerter Schutz: Stickstoff oder Kohlendioxid werden eingeführt, um eine Arsenoxidation oder Explosionsgefahr zu verhindern (Arsendampf ist entzündlich).
3.Destillationsprozess
- Temperaturkontrolle:
- Arsensublimation: As₂O₃-Sublimation bei 500-600 °C (reines Arsen-Sublimation bei etwa 615 °C).
- Abtrennung von Verunreinigungen: Niedrigsiedende Verunreinigungen wie Schwefel und Selen verflüchtigen sich bevorzugt und können durch segmentierte Kondensation abgetrennt werden.
- Kondensatsammlung: Arsendampf kondensiert in der Kondensationszone (100-200°C) zu hochreinem As₂O₃ oder elementarem Arsen).
4.Nachbearbeitung
- Reduktion(wenn elementares Arsen benötigt wird): Reduktion von As₂O₃ mit Kohlenstoff oder Wasserstoff
As2O3+3H2→2As+3H2OAs2O3+3H2→2As+3H2O
- Vakuumdestillation: weitere Reinigung von elementarem Arsen, um restliche flüchtige Verunreinigungen zu entfernen.
5.Vorsichtsmaßnahmen
- Toxizitätsschutz: Der gesamte Prozess ist ein geschlossener Betrieb und mit Geräten zur Arsenleckerkennung und Notfallbehandlung ausgestattet.
- Abgasbehandlung: Nach der Kondensation muss das Abgas durch eine Laugenlösung (z. B. NaOH) oder Aktivkohleadsorption absorbiert werden, um As₂O₃ zu vermeiden-Emissionen.
- Lagerung von Arsenmetall: in einer inerten Atmosphäre gelagert, um Oxidation oder Zerfließen zu verhindern.
6. ReinheitErweiterung
- Mehrstufige Destillation: Durch wiederholte Destillation kann die Reinheit auf über 99,99 % verbessert werden.
- Zonenschmelzen (optional): Zonenraffination von elementarem Arsen zur weiteren Reduzierung metallischer Verunreinigungen.
Anwendungsgebiete
Hochreines Arsen wird in Halbleitermaterialien verwendet (z. B. GaAsKristalle), Legierungszusätze oder bei der Herstellung von Spezialgläsern. PUm die Sicherheit und ordnungsgemäße Abfallentsorgung zu gewährleisten, müssen die Prozesse strengen Umweltvorschriften entsprechen.
Beitragszeit: 05. Mai 2025