1. Introduzione

L'antimoniu, cum'è un metallu non ferruosu impurtante, hè largamente utilizatu in i ritardanti di fiamma, e leghe, i semiconduttori è altri campi. Tuttavia, i minerali d'antimoniu in natura coesistenu spessu cù l'arsenicu, risultendu in un altu cuntenutu d'arsenicu in l'antimoniu grezzu chì affetta significativamente e prestazioni è l'applicazioni di i prudutti d'antimoniu. Questu articulu introduce sistematicamente diversi metudi per a rimozione di l'arsenicu in a purificazione di l'antimoniu grezzu, cumprese a raffinazione pirometallurgica, a raffinazione idrometallurgica è a raffinazione elettrolitica, dettagliendu i so principii, i flussi di prucessu, e cundizioni operative è i vantaghji/svantaghji.

2. Raffinazione pirometallurgica per a rimozione di l'arsenicu

2.1 Metudu di Raffinazione Alcalina

2.1.1 Principiu

U metudu di raffinazione alcalina elimina l'arsenicu basatu annantu à a reazione trà l'arsenicu è i cumposti di metalli alcalini per furmà arsenati. Equazioni principali di reazione:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Flussu di u prucessu

1. Preparazione di a materia prima: Schiaccià l'antimoniu grezzu in particelle di 5-10 mm è mischjà cù a carbonata di sodiu (Na₂CO₃) à un rapportu di massa di 10:1
2. Fusione: Scaldà in un fornu à reverberu à 850-950 °C, mantene per 2-3 ore.
3. Ossidazione: Introduce aria compressa (pressione 0,2-0,3MPa), portata 2-3m³/(h·t)
4. Furmazione di scoria: Aggiungete una quantità adatta di salnitro (NaNO₃) cum'è ossidante, dosaggio 3-5% di u pesu di l'antimoniu
5. Eliminazione di a scoria: Dopu à 30 minuti di stagnatura, caccià a scoria superficiale
6. Ripetizione di l'operazione: Ripetite u prucessu sopra 2-3 volte

2.1.3 Cuntrollu di i parametri di u prucessu

• Cuntrollu di a temperatura: Temperatura ottima 900 ± 20 ° C
• Dosaggio alcalinu: Ajustà secondu u cuntenutu d'arsenicu, tipicamente 8-12% di u pesu d'antimoniu
• Tempu d'ossidazione: 1-1,5 ore per ciclu d'ossidazione

2.1.4 Efficienza di rimozione di l'arsenicu

Pò riduce u cuntenutu d'arsenicu da 2-5% à 0,1-0,3%

2.2 Metudu di Volatilizazioni Ossidative

2.2.1 Principiu

Utilizza a caratteristica chì l'ossidu d'arsenicu (As₂O₃) hè più volatile chè l'ossidu d'antimoniu. As₂O₃ si volatilizza solu à 193 °C, mentre chì Sb₂O₃ richiede 656 °C.

2.2.2 Flussu di u prucessu

1. Fusione ossidativa: Riscaldamentu in un fornu rotativu à 600-650 °C cù introduzione d'aria
2. Trattamentu di i gasi di combustione: Condensà è recuperà l'As₂O₃ volatilizatu
3. Fusione per riduzione: Riduce u materiale restante à 1200 °C cù coke
4. Raffinazione: Aggiungete una piccula quantità di soda per una ulteriore purificazione

2.2.3 Parametri Chjave

• Cuncentrazione d'ossigenu: 21-28%
• Tempu di residenza: 4-6 ore
• Velocità di rotazione di u fornu: 0,5-1 r/min

3. Raffinazione idrometallurgica per a rimozione di l'arsenicu

3.1 Metudu di lisciviazione di sulfuri alcalini

3.1.1 Principiu

Utilizza a caratteristica chì u sulfuru d'arsenicu hà una più alta solubilità in suluzioni di sulfuru alcalinu chè u sulfuru d'antimoniu. Reazione principale:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Insolubile

3.1.2 Flussu di u prucessu

1. Sulfidazione: Mischiate a polvere d'antimoniu grezzu cù u zolfu à un rapportu di massa di 1:0,3, sulfidate à 500 °C per 1 ora.
2. Lisciviazione: Aduprà una suluzione di Na₂S 2mol/L, rapportu liquidu-solidu 5:1, mischjà à 80°C per 2 ore.
3. Filtrazione: Filtrazione cù filtru pressa, u residu hè un concentratu d'antimoniu à bassu cuntenutu d'arsenicu
4. Rigenerazione: Introduce H₂S in u filtratu per rigenerà Na₂S

3.1.3 Cundizioni di u prucessu

• Concentrazione di Na₂S: 1,5-2,5 mol/L
• pH di lisciviazione: 12-13
• Efficienza di lisciviazione: As> 90%, perdita di Sb <5%

3.2 Metudu di lisciviazione ossidativa acida

3.2.1 Principiu

Utilizza l'ossidazione più faciule di l'arsenicu in cundizioni acide, aduprendu ossidanti cum'è FeCl₃ o H₂O₂ per a dissoluzione selettiva.

3.2.2 Flussu di u prucessu

1. Lisciviazione: In una soluzione di HCl 1,5 mol/L, aghjunghje 0,5 mol/L FeCl₃, rapportu liquidu-solidu 8:1
2. Cuntrollu di u putenziale: Mantene u putenziale d'ossidazione à 400-450mV (vs.SHE)
3. Separazione solidu-liquidu: Filtrazione à u vacuum, mandate u filtratu à a recuperazione di l'arsenicu
4. Lavaggio: Lavà i residui di u filtru 3 volte cù acidu cloridricu diluitu

4. Metudu di Raffinazione Elettrolitica

4.1 Principiu

Utilizza a diffarenza di putenziali di deposizione trà l'antimoniu (+0,212 V) è l'arsenicu (+0,234 V).

4.2 Flussu di u prucessu

1. Preparazione di l'anodu: Colate l'antimoniu grezzu in piastre di anodu 400 × 600 × 20 mm
2. Cumposizione di l'elettroliti: Sb³⁺ 80 g/L, HCl 120 g/L, additivu (gelatina) 0,5 g/L
3. Cundizioni di elettrolisi:
   • Densità di corrente: 120-150A/m²
   • Tensione di a cellula: 0,4-0,6 V
   • Temperatura: 30-35°C
   • Distanza di l'elettrodi: 100 mm
4. Ciclu: Eliminate da a cellula ogni 7-10 ghjorni

4.3 Indicatori tecnichi

• Purità di l'antimoniu catodicu: ≥99,85%
• Tassa di rimuzione di l'arsenicu: >95%
• Efficienza attuale: 85-90%

5. Tecnulugie emergenti per a rimozione di l'arsenicu

5.1 Distillazione à u vuotu

Sottu à un vacuum di 0,1-10 Pa, utilizza a differenza di pressione di vapore (As: 133 Pa à 550 ° C, Sb richiede 1000 ° C).

5.2 Ossidazione di u plasma

Utilizza plasma à bassa temperatura (5000-10000K) per l'ossidazione selettiva di l'arsenicu, tempu di trasfurmazione cortu (10-30 min), cunsumu energeticu bassu.

6. Cunfrontu di prucessi è raccomandazioni di selezzione

Cunsiglii di selezzione:

• Alimentazione à altu cuntenutu d'arsenicu (As> 3%): Preferite a lisciviazione di sulfuri alcalini
• Arsenicu mediu (0,5-3%): Raffinazione alcalina o elettrolisi
• Requisiti di alta purezza à bassu cuntenutu d'arsenicu: Raffinazione elettrolitica cunsigliata

7. Cunclusione

L'eliminazione di l'arsenicu da l'antimoniu grezzu richiede una cunsiderazione cumpleta di e caratteristiche di e materie prime, di i requisiti di u produttu è di l'ecunumia. I metudi pirometallurgichi tradiziunali anu una grande capacità ma una pressione ambientale significativa; i metudi idrometallurgichi anu menu inquinamentu ma prucessi più lunghi; i metudi elettrolitici producenu alta purezza ma cunsumanu più energia. E direzzioni di sviluppu future includenu:

1. Sviluppà additivi cumposti efficaci
2. Ottimizazione di prucessi cumminati à più tappe
3. Migliurà l'utilizazione di e risorse d'arsenicu
4. Riduzzione di u cunsumu d'energia è di l'emissioni d'inquinamentu