1. Utangulizi

Antimoni, kama chuma muhimu kisicho na feri, hutumiwa sana katika vizuia moto, aloi, semiconductors na nyanja zingine. Hata hivyo, ore za antimoni kwa asili mara nyingi huishi pamoja na arseniki, hivyo kusababisha maudhui ya arseniki ya juu katika antimoni ghafi ambayo huathiri kwa kiasi kikubwa utendaji na matumizi ya bidhaa za antimoni. Kifungu hiki kinatanguliza kwa utaratibu mbinu mbalimbali za uondoaji wa arseniki katika utakaso wa antimoni ghafi, ikijumuisha usafishaji wa pyrometallurgical, usafishaji wa haidrometalujia, na usafishaji wa kielektroniki, ikielezea kwa kina kanuni zao, mtiririko wa mchakato, hali ya uendeshaji, na faida/hasara.

2. Usafishaji wa Pyrometallurgical kwa Uondoaji wa Arsenic

2.1 Mbinu ya Kusafisha Alkali

2.1.1 Kanuni

Mbinu ya kusafisha alkali huondoa arseniki kulingana na majibu kati ya misombo ya arseniki na alkali ya chuma ili kuunda arsenate. Milinganyo kuu ya majibu:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Mtiririko wa Mchakato

1. Utayarishaji wa malighafi: Ponda antimoni ghafi iwe vipande 5-10mm na uchanganye na soda ash (Na₂CO₃) kwa uwiano wa 10:1.
2. Kuyeyusha: Joto katika tanuru ya kurudisha nyuma hadi 850-950 ° C, shikilia kwa masaa 2-3.
3. Uoksidishaji: Anzisha hewa iliyobanwa (shinikizo 0.2-0.3MPa), kiwango cha mtiririko 2-3m³/(h·t)
4. Uundaji wa slag: Ongeza kiasi kinachofaa cha chumvi (NaNO₃) kama kioksidishaji, kipimo cha 3-5% ya uzito wa antimoni
5. Kuondolewa kwa slag: Baada ya kukaa kwa dakika 30, ondoa slag ya uso
6. Operesheni ya kurudia: Rudia mchakato hapo juu mara 2-3

2.1.3 Udhibiti wa Parameta ya Mchakato

• Udhibiti wa halijoto: Joto bora zaidi 900±20°C
• Kipimo cha alkali: Rekebisha kulingana na maudhui ya arseniki, kwa kawaida 8-12% ya uzito wa antimoni
• Wakati wa oxidation: masaa 1-1.5 kwa kila mzunguko wa oxidation

2.1.4 Ufanisi wa Kuondoa Arseniki

Inaweza kupunguza maudhui ya arseniki kutoka 2-5% hadi 0.1-0.3%

2.2 Mbinu ya Kueneza Kioksidishaji

2.2.1 Kanuni

Hutumia sifa kuwa oksidi ya arseniki (As₂O₃) ni tete zaidi kuliko oksidi ya antimoni. As₂O₃ hubadilikabadilika kwa 193°C pekee, huku Sb₂O₃ ikihitaji 656°C.

2.2.2 Mtiririko wa Mchakato

1. Uyeyushaji wa kioksidishaji: Pasha joto kwenye tanuru ya mzunguko hadi 600-650°C kwa kuanzishwa kwa hewa.
2. Matibabu ya gesi ya mafua: Findisha na upate hali ya uvukizi wa As₂O₃
3. Kupunguza kuyeyusha: Punguza nyenzo iliyobaki kwa 1200 ° C na coke
4. Kusafisha: Ongeza kiasi kidogo cha soda ash kwa utakaso zaidi

2.2.3 Vigezo Muhimu

• Mkusanyiko wa oksijeni: 21-28%
• Wakati wa kukaa: masaa 4-6
• Kasi ya mzunguko wa tanuru: 0.5-1r/min

3. Usafishaji wa Hydrometallurgiska kwa Uondoaji wa Arseniki

3.1 Mbinu ya Usafishaji wa Alkali Sulfidi

3.1.1 Kanuni

Hutumia sifa kuwa salfidi ya arseniki ina umumunyifu wa juu katika sulufu za alkali kuliko sulfidi ya antimoni. Mwitikio mkuu:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Isiyoyeyuka

3.1.2 Mtiririko wa Mchakato

1. Sulfidation: Changanya poda ghafi ya antimoni na salfa kwa uwiano wa molekuli 1:0.3, salfidi kwa 500 ° C kwa saa 1.
2. Kuchuja: Tumia myeyusho wa 2mol/L Na₂S, uwiano wa kioevu-imara 5:1, koroga kwa 80°C kwa saa 2.
3. Filtration: Kichujio na vyombo vya habari chujio, mabaki ni ya chini-arseniki antimoni makini
4. Uundaji Upya: Tambulisha H₂S kwenye kichujio ili kuzalisha upya Na₂S

3.1.3 Masharti ya Mchakato

• Mkusanyiko wa Na₂S: 1.5-2.5mol/L
• Leaching pH: 12-13
• Ufanisi wa leaching: As>90%, Sb hasara<5%

3.2 Mbinu ya Usafishaji wa Asidi ya Kioksidishaji

3.2.1 Kanuni

Hutumia uoksidishaji rahisi wa arseniki katika hali ya asidi, kwa kutumia vioksidishaji kama FeCl₃ au H₂O₂ kwa ajili ya kuyeyusha kwa kuchagua.

3.2.2 Mtiririko wa Mchakato

1. Kuchuja: Katika myeyusho wa 1.5mol/L HCl, ongeza 0.5mol/L FeCl₃, uwiano wa kioevu-imara 8:1
2. Udhibiti unaowezekana: Dumisha uwezo wa oksidi katika 400-450mV (vs.SHE)
3. Utenganisho wa kioevu-kioevu: Uchujaji wa ombwe, tuma kichujio kwenye ahueni ya arseniki
4. Kuosha: Osha mabaki ya chujio mara 3 na asidi hidrokloriki iliyoyeyushwa

4. Njia ya Kusafisha Electrolytic

4.1 Kanuni

Hutumia tofauti katika uwezo wa uwekaji kati ya antimoni (+0.212V) na aseniki (+0.234V).

4.2 Mtiririko wa Mchakato

1. Maandalizi ya anode: Tupa antimoni ghafi kwenye sahani za anode 400x600x20mm
2. Muundo wa elektroliti: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, nyongeza (gelatin) 0.5g/L
3. Masharti ya electrolysis:
   • Msongamano wa sasa: 120-150A/m²
   • Voltage ya seli: 0.4-0.6V
   • Joto: 30-35 ° C
   • Umbali wa elektroni: 100mm
4. Mzunguko: Ondoa kwenye seli kila baada ya siku 7-10

4.3 Viashiria vya Kiufundi

• Usafi wa antimoni ya Cathode: ≥99.85%
• Kiwango cha kuondolewa kwa Arseniki:> 95%
• Ufanisi wa sasa: 85-90%

5. Teknolojia za Kuondoa Arsenic zinazojitokeza

5.1 Usafishaji wa Utupu

Chini ya utupu wa 0.1-10Pa, hutumia tofauti ya shinikizo la mvuke (Kama: 133Pa kwa 550°C, Sb inahitaji 1000°C).

5.2 Uoksidishaji wa Plasma

Hutumia plasma yenye joto la chini (5000-10000K) kwa kuchagua oksidi ya arseniki, muda mfupi wa usindikaji (10-30min), matumizi ya chini ya nishati.

6. Ulinganisho wa Mchakato na Mapendekezo ya Uteuzi

Mapendekezo ya uteuzi:

• Chakula chenye arseniki nyingi (As>3%): Pendelea umwagaji wa salfidi ya alkali
• Arseniki ya kati (0.5-3%): Usafishaji wa alkali au electrolysis
• Mahitaji ya ubora wa chini ya arseniki: Usafishaji wa kielektroniki unapendekezwa

7. Hitimisho

Kuondolewa kwa arseniki kutoka kwa antimoni ghafi kunahitaji uzingatiaji wa kina wa sifa za malighafi, mahitaji ya bidhaa na uchumi. Njia za jadi za pyrometallurgiska zina uwezo mkubwa lakini shinikizo kubwa la mazingira; njia za hydrometallurgiska zina uchafuzi mdogo lakini michakato ndefu; njia za elektroliti hutoa usafi wa hali ya juu lakini hutumia nishati zaidi. Maelekezo ya maendeleo ya baadaye ni pamoja na:

1. Kukuza viungio vya mchanganyiko vyenye ufanisi
2. Kuboresha michakato ya pamoja ya hatua nyingi
3. Kuboresha matumizi ya rasilimali ya arseniki
4. Kupunguza matumizi ya nishati na utoaji wa uchafuzi wa mazingira