Procédé de distillation et de purification de l'arsenic

Le processus de distillation et de purification de l'arsenic est une méthode qui utilise la différence de volatilité de l'arsenic et de ses composés pour séparer et purifier, particulièrement adaptée à l'élimination du soufre, du sélénium, du tellure et d'autres impuretés de l'arsenic.Voici les étapes et considérations clés :

1.Prétraitement des matières premières

• Sources d'arsenic brut:généralement comme sous-produit de la fusion de minéraux contenant de l'arsenic (par exemple l'arsénite, le réalgar) ou de déchets recyclés contenant de l'arsenic.
• Torréfaction oxydative(facultatif) : Si la matière première est du sulfure d'arsenic (par exemple As₂S₃), il doit d'abord être grillé pour le convertir en As₂O₃ volatil

As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2​S3​+9O2​→As2​O3​+3SO2​

2.Unité de distillation

• Équipement: Alambic en quartz ou en céramique (résistant à la corrosion, résistant aux hautes températures), équipé d'un tube condenseur et d'un flacon récepteur.
• Protection inerte:De l'azote ou du dioxyde de carbone est introduit pour éviter l'oxydation de l'arsenic ou le risque d'explosion (les vapeurs d'arsenic sont inflammables).

3.Processus de distillation

• Contrôle de la température:
  • Sublimation de l'arsenic: Sublimation d'As₂O₃ à 500-600 °C (sublimation d'arsenic pur à environ 615 °C).
  • Séparation des impuretés:les impuretés à bas point d'ébullition telles que le soufre et le sélénium sont préférentiellement volatilisées et peuvent être séparées par condensation segmentée.
• Collecte de condensation:La vapeur d'arsenic se condense en As₂O₃ de haute pureté ou en arsenic élémentaire dans la zone de condensation (100-200°C).

4.Post-traitement

• Réduction(si l'arsenic élémentaire est requis) : Réduction de As₂O₃ avec du carbone ou de l'hydrogène

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2​O3​+3H2​→2As+3H2O

• Distillation sous vide: purification supplémentaire de l'arsenic élémentaire pour éliminer les impuretés volatiles résiduelles.

5.Précautions

• Protection contre la toxicité:L'ensemble du processus est un fonctionnement fermé, équipé d'un équipement de détection des fuites d'arsenic et de traitement d'urgence.
• Traitement des gaz résiduaires:Après condensation, le gaz de queue doit être absorbé par une solution de lessive (comme NaOH) ou par adsorption sur charbon actif pour éviter As₂O₃émissions.
• Stockage de l'arsenic métallique:stocké dans une atmosphère inerte pour éviter l'oxydation ou la déliquescente.

6. PuretéRenforcement

• Distillation à plusieurs étapes:Une distillation répétée peut améliorer la pureté à plus de 99,99 %.
• Fusion de zone (facultatif) : Raffinage de zone de l'arsenic élémentaire pour réduire davantage les impuretés métalliques.

Domaines d'application

L'arsenic de haute pureté est utilisé dans les matériaux semi-conducteurs (par exemple GaAscristaux), additifs d'alliage ou dans la fabrication de verres spéciaux. PLes processus doivent se conformer à des réglementations environnementales strictes pour garantir la sécurité et l’élimination conforme des déchets.