תהליך זיקוק וטיהור ארסן הוא שיטה המשתמשת בהבדל בנדיפות של ארסן ותרכובותיו כדי להפריד ולטהר, ומתאימה במיוחד להסרת גופרית, סלניום, טלור וזיהומים אחרים בארסן.להלן השלבים והשיקולים המרכזיים:
1.טיפול מקדים בחומרי גלם
- מקורות ארסן גולמיבדרך כלל כתוצר לוואי של התכת מינרלים המכילים ארסן (למשל ארסניט, ריאלגר) או פסולת ממוחזרת המכילה ארסן.
- קלייה חמצונית(אופציונלי): אם חומר הגלם הוא ארסן גופרתי (למשל As₂S₃), יש צורך לקלות אותו תחילה כדי להפוך אותו ל-As₂O₃ נדיף.
As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2S3+9O2→As2O3+3SO2
2.יחידת זיקוק
- צִיוּדדודי קוורץ או קרמי (עמיד בפני קורוזיה, עמיד בפני טמפרטורה גבוהה), מצויד בצינור מעבה ובקבוק קליטה.
- הגנה אינרטיתחנקן או פחמן דו-חמצני מוכנסים כדי למנוע חמצון ארסן או סיכון לפיצוץ (אדי ארסן הם דליקים).
3.תהליך זיקוק
- בקרת טמפרטורה:
- סובלימציה של ארסןסובלימציה של As₂O₃ בטמפרטורה של 500-600 מעלות צלזיוס (סובלימציה של ארסן טהור בכ-615 מעלות צלזיוס)).
- הפרדת טומאהזיהומים בעלי רתיחה נמוכה כגון גופרית וסלניום מתנדפים באופן מועדף וניתנים להפרדה באמצעות עיבוי מפולח.
- איסוף עיבויאדי ארסן מתעבים ל-As₂O₃ בעל ניקיון גבוה או ארסן אלמנטרי באזור העיבוי (100-200°C)).
4.עיבוד לאחר מכן
- צִמצוּם(אם נדרש ארסן אלמנטרי): חיזור של As₂O₃ עם פחמן או מימן
As2O3+3H2→2As+3H2OAs2O3+3H2→2As+3H2או
- זיקוק בוואקוםטיהור נוסף של ארסן אלמנטרי להסרת זיהומים נדיפים שיוריים.
5.אמצעי זהירות
- הגנה מפני רעילותהתהליך כולו הוא מבצע סגור, המצויד בציוד לגילוי דליפות ארסן וטיפול חירום.
- טיפול בגז זנבלאחר עיבוי, יש לספוג את גז הזנב על ידי תמיסת סודה קאוסטית (כגון NaOH) או ספיחת פחם פעיל כדי למנוע היווצרות As₂O₃.פליטות.
- אחסון מתכת ארסןמאוחסן באווירה אינרטית כדי למנוע חמצון או התמסות.
6. טוהרהַגבָּרָה
- זיקוק רב-שלביזיקוק חוזר יכול לשפר את הטוהר ליותר מ-99.99%.
- התכה אזורית (אופציונלי): זיקוק אזורי של ארסן אלמנטרי כדי להפחית עוד יותר את זיהומי המתכת.
תחומי יישום
ארסן בעל טוהר גבוה משמש בחומרים מוליכים למחצה (למשל GaAsגבישים), תוספי סגסוגות, או בייצור זכוכית מיוחדת. Pתהליכים צריכים לעמוד בתקנות סביבתיות מחמירות כדי להבטיח בטיחות וסילוק פסולת בהתאם לתקנות.
זמן פרסום: 5 במאי 2025