1. Ynlieding

Antimoan, as in wichtich non-ferro metaal, wurdt in soad brûkt yn flammefertragers, legearingen, heallieders en oare fjilden. Antimoanerts besteane lykwols faak neist arseen yn 'e natuer, wat resulteart yn in hege arseenynhâld yn rau antimoan dat de prestaasjes en tapassingen fan antimoanprodukten signifikant beynfloedet. Dit artikel yntrodusearret systematysk ferskate metoaden foar it fuortheljen fan arseen by it suverjen fan rau antimoan, ynklusyf pyrometallurgyske raffinaazje, hydrometallurgyske raffinaazje en elektrolytyske raffinaazje, en beskriuwt har prinsipes, prosesstreamen, wurkomstannichheden en foardielen/neidielen.

2. Pyrometallurgyske raffinaazje foar it fuortheljen fan arseen

2.1 Metoade foar alkaline raffinaazje

2.1.1 Prinsipe

De alkaline raffinaazjemetoade ferwideret arseen basearre op 'e reaksje tusken arseen en alkalimetaalferbiningen om arsenaten te foarmjen. Wichtigste reaksjefergelikingen:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Prosesstream

1. Tarieding fan grûnstoffen: Ferkruime rûge antimoon yn dieltsjes fan 5-10 mm en mingje mei natriumkarbonaat (Na₂CO₃) yn in massaferhâlding fan 10:1
2. Smelten: Ferwaarmje yn in reverberaasje-oven oant 850-950 °C, hâld 2-3 oeren
3. Oksidaasje: Ynfiere komprimearre lucht (druk 0.2-0.3MPa), streamsnelheid 2-3m³/(h·t)
4. Slakfoarming: Foegje in passende hoemannichte salpeter (NaNO₃) ta as oksidant, dosering 3-5% fan it antimoongewicht
5. Slakferwidering: Nei 30 minuten delsetten, oerflakslak fuortsmite
6. Werhelje operaasje: Werhelje it boppesteande proses 2-3 kear

2.1.3 Kontrôle fan prosesparameters

• Temperatuerkontrôle: Optimale temperatuer 900±20°C
• Alkali-dosering: Oanpasse neffens arseenynhâld, typysk 8-12% fan it antimoongewicht
• Oksidaasjetiid: 1-1,5 oeren per oksidaasjesyklus

2.1.4 Effisjinsje fan it fuortheljen fan arseen

Kin it arseengehalte ferminderje fan 2-5% nei 0,1-0,3%

2.2 Oksidative ferdampingsmetoade

2.2.1 Prinsipe

Brûkt de eigenskip dat arseenokside (As₂O₃) flechtiger is as antimoonokside. As₂O₃ flechtiget mar by 193 °C, wylst Sb₂O₃ 656 °C nedich hat.

2.2.2 Prosesstream

1. Oksidatyf smelten: Ferwaarmje yn in draaioven oant 600-650 °C mei luchtynfiering
2. Reekgasbehanneling: Kondinsearje en weromhelje ferdampte As₂O₃
3. Reduksjesmelting: Redusearje oerbleaune materiaal by 1200 °C mei koks
4. Raffinearjen: Foegje in lytse hoemannichte soda-aske ta foar fierdere suvering

2.2.3 Wichtige parameters

• Soerstofkonsintraasje: 21-28%
• Ferbliuwstiid: 4-6 oeren
• Oven rotaasjesnelheid: 0.5-1r/min

3. Hydrometallurgyske raffinaazje foar it fuortheljen fan arseen

3.1 Metoade foar it útlûken fan alkalisulfiden

3.1.1 Prinsipe

Brûkt it skaaimerk dat arseensulfide in hegere oplosberens hat yn alkalinesulfide-oplossingen as antimoonsulfide. Haadreaksje:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Unoplosber

3.1.2 Prosesstream

1. Sulfidaasje: Mingje rûch antimoonpoeier mei swevel yn in massaferhâlding fan 1:0,3, sulfidearje by 500 °C foar 1 oere
2. Útlûking: Brûk in 2mol/L Na₂S-oplossing, floeistof-fêste stofferhâlding 5:1, roer by 80 °C foar 2 oeren
3. Filtraasje: Filterje mei filterparse, residu is antimoankonsintraat mei leech arseengehalte
4. Regeneraasje: H₂S yn it filtraat bringe om Na₂S te regenerearjen

3.1.3 Prosesbetingsten

• Na₂S konsintraasje: 1,5-2,5mol/L
• Útlûkings-pH: 12-13
• Útlûkingseffisjinsje: As> 90%, Sb-ferlies <5%

3.2 Soere oksidative útlûkmetoade

3.2.1 Prinsipe

Brûkt de maklikere oksidaasje fan arseen yn soere omstannichheden, mei oksidanten lykas FeCl₃ of H₂O₂ foar selektive oplossing.

3.2.2 Prosesstream

1. Útlûking: Yn in 1.5mol/L HCl-oplossing, foegje 0.5mol/L FeCl₃ ta, floeistof-fêste stof ferhâlding 8:1
2. Potinsjeelkontrôle: Hâld oksidaasjepotinsjeel op 400-450mV (vs.SHE)
3. Skieding fan fêste-floeistof: fakuümfiltraasje, stjoer filtraat nei arseenherstel
4. Waskjen: Waskje filterresten 3 kear mei ferdund sâltsoer

4. Elektrolytyske raffinaazjemetoade

4.1 Prinsipe

Brûkt it ferskil yn ôfsettingspotinsjalen tusken antimoan (+0.212V) en arseen (+0.234V).

4.2 Prosesstream

1. Anode tarieding: Giet rûch antimoan yn anodeplaten fan 400 × 600 × 20 mm
2. Elektrolytsamenstelling: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, tafoeging (gelatine) 0.5g/L
3. Elektrolysebetingsten:
   • Stromdichtheid: 120-150A/m²
   • Selspanning: 0.4-0.6V
   • Temperatuer: 30-35 °C
   • Elektrodeôfstân: 100mm
4. Syklus: Elke 7-10 dagen út sel fuortsmite

4.3 Technyske yndikatoaren

• Kathode-antimoon suverens: ≥99.85%
• Arseenferwideringssifer: >95%
• Hjoeddeistige effisjinsje: 85-90%

5. Opkommende technologyen foar it fuortheljen fan arseen

5.1 Vakuümdestillaasje

Under in fakuüm fan 0,1-10 Pa wurdt in ferskil yn dampdruk brûkt (As: 133 Pa by 550 °C, Sb fereasket 1000 °C).

5.2 Plasma-oksidaasje

Brûkt leechtemperatuerplasma (5000-10000K) foar selektive arseenoksidaasje, koarte ferwurkingstiid (10-30min), leech enerzjyferbrûk.

6. Prosesferliking en seleksjeoanbefellings

Seleksje-oanbefellings:

• Heech-arseen feed (As> 3%): Foarkar alkali sulfide útlûking
• Middelgrutte arseen (0,5-3%): Alkalyske raffinaazje of elektrolyse
• Easken foar lege arseen mei hege suverens: Elektrolytyske raffinaazje oanrikkemandearre

7. Konklúzje

It fuortheljen fan arseen út rau antimoon fereasket wiidweidige beskôging fan 'e skaaimerken fan 'e grûnstoffen, produkteasken en ekonomyske aspekten. Tradisjonele pyrometallurgyske metoaden hawwe in grutte kapasiteit, mar wichtige miljeudruk; hydrometallurgyske metoaden hawwe minder fersmoarging, mar langere prosessen; elektrolytyske metoaden produsearje hege suverens, mar ferbrûke mear enerzjy. Takomstige ûntwikkelingsrjochtingen omfetsje:

1. Untwikkeljen fan effisjinte gearstalde tafoegings
2. Optimalisearjen fan kombineare prosessen yn meardere stadia
3. Ferbetterjen fan it gebrûk fan arseenboarnen
4. Fermindering fan enerzjyferbrûk en fersmoargingsútstjit