Proses distilasi dan pemurnian arsenik

Proses penyulingan dan pemurnian arsenik merupakan metode yang memanfaatkan perbedaan volatilitas arsenik dan senyawanya untuk memisahkan dan memurnikannya, khususnya cocok untuk menghilangkan sulfur, selenium, telurium, dan kotoran lain dalam arsenik.Berikut ini adalah langkah-langkah dan pertimbangan utama:

1.Pengolahan awal bahan baku

• Sumber arsenik mentah:biasanya sebagai produk sampingan dari peleburan mineral yang mengandung arsenik (misalnya arsenit, realgar) atau limbah yang mengandung arsenik yang didaur ulang.
• Pemanggangan oksidatif(opsional): Jika bahan bakunya adalah arsenik sulfida (misalnya As₂S₃), bahan tersebut perlu dipanggang terlebih dahulu untuk diubah menjadi As₂O₃ yang mudah menguap.

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

2.Unit distilasi

• Peralatan: Penyuling kuarsa atau keramik (tahan korosi, tahan suhu tinggi), dilengkapi tabung kondensor dan botol penerima.
• Perlindungan inert: Nitrogen atau karbon dioksida dimasukkan untuk mencegah oksidasi arsenik atau risiko ledakan (uap arsenik mudah terbakar).

3.Proses distilasi

• Kontrol suhu:
  • Sublimasi arsenik: Sublimasi As₂O₃ pada 500-600 °C (sublimasi arsenik murni pada sekitar 615 °C)).
  • Pemisahan pengotor: pengotor dengan titik didih rendah seperti sulfur dan selenium lebih disukai diuapkan dan dapat dipisahkan melalui kondensasi tersegmentasi.
• Koleksi kondensasi:Uap arsenik mengembun menjadi As₂O₃ atau arsenik unsur dengan kemurnian tinggi di zona kondensasi (100-200°C).

4.Pasca-pemrosesan

• Pengurangan(jika diperlukan arsenik unsur): Reduksi As₂O₃ dengan karbon atau hidrogen

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

• Distilasi vakum: pemurnian lebih lanjut arsenik unsur untuk menghilangkan sisa pengotor yang mudah menguap.

5.Tindakan pencegahan

• Perlindungan terhadap toksisitasSeluruh prosesnya adalah operasi tertutup, dilengkapi dengan peralatan deteksi kebocoran arsenik dan perawatan darurat.
• Pengolahan gas ekor:Setelah kondensasi, gas buang perlu diserap oleh larutan alkali (seperti NaOH) atau penyerapan karbon aktif untuk menghindari As₂O₃emisi.
• Penyimpanan logam arsenik: disimpan dalam atmosfer inert untuk mencegah oksidasi atau deliquescent.

6. KemurnianPeningkatan

• Distilasi multi-tahap:Distilasi berulang dapat meningkatkan kemurnian hingga lebih dari 99,99%.
• Zona pencairan (opsional): Pemurnian zona arsenik unsur untuk lebih mengurangi pengotoran logam.

Bidang Aplikasi

Arsenik dengan kemurnian tinggi digunakan dalam bahan semikonduktor (misalnya GaAskristal), aditif paduan, atau dalam pembuatan kaca khusus.Proses harus mematuhi peraturan lingkungan yang ketat untuk memastikan keselamatan dan pembuangan limbah yang patuh.