1. Aféierung

Antimon, als wichtegt Nichteisenmetall, gëtt wäit verbreet a Flammhemmendmëttel, Legierungen, Hallefleeder an anere Beräicher benotzt. Wéi och ëmmer, Antimonäerzer an der Natur koexistéieren dacks mat Arsen, wat zu engem héijen Arsengehalt am Réiantimon féiert, deen d'Leeschtung an d'Uwendunge vun Antimonprodukter wesentlech beaflosst. Dësen Artikel stellt systematesch verschidde Methoden fir d'Arsenentfernung bei der Reinigung vum Réiantimon vir, dorënner pyrometallurgesch Raffinéierung, hydrometallurgesch Raffinéierung an elektrolytesch Raffinéierung, a beschreift am Detail hir Prinzipien, Prozessoflaf, Betribsbedingungen a Virdeeler/Nodeeler.

2. Pyrometallurgesch Raffinéierung fir d'Entfernung vun Arsen

2.1 Alkalesch Raffinéierungsmethod

2.1.1 Prinzip

D'alkalesch Raffinéierungsmethod entfernt Arsen baséiert op der Reaktioun tëscht Arsen an Alkalimetallverbindungen fir Arsenater ze bilden. Haaptreaktiounsgläichungen:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Prozessoflaf

1. Virbereedung vum Réistoff: Rohantimon a 5-10 mm grouss Partikelen zerbriechen a mat Natron (Na₂CO₃) an engem Masseverhältnis vun 10:1 vermëschen.
2. Schmelzen: An engem Hallefschalluewen op 850-950°C erhëtzen, 2-3 Stonnen halen
3. Oxidatioun: Drockloft aféieren (Drock 0,2-0,3 MPa), Duerchflussrate 2-3 m³/(h·t)
4. Schlakbildung: Déi entspriechend Quantitéit u Salpeter (NaNO₃) als Oxidatiounsmëttel derbäisetzen, Doséierung 3-5% vum Antimongewiicht
5. Schlackentfernung: Nodeems d'Uewerfläch 30 Minutte gesat gouf, d'Schlack ewechhuelen
6. Operatioun widderhuelen: Widderhuelt de Prozess uewen 2-3 Mol

2.1.3 Prozessparameterkontroll

• Temperaturkontroll: Optimal Temperatur 900±20°C
• Alkali-Doséierung: Jee no Arsen-Gehalt upassen, typescherweis 8-12% vum Antimongewiicht
• Oxidatiounszäit: 1-1,5 Stonnen pro Oxidatiounszyklus

2.1.4 Effizienz vun der Arsenenentfernung

Kann den Arsengehalt vun 2-5% op 0,1-0,3% reduzéieren

2.2 Oxidativ Verflüchtegungsmethod

2.2.1 Prinzip

Notzt d'Charakteristik, datt Arsenoxid (As₂O₃) méi flüchteg ass wéi Antimonoxid. As₂O₃ verflüchtegt sech nëmmen bei 193°C, während Sb₂O₃ 656°C brauch.

2.2.2 Prozessoflaf

1. Oxidativ Schmelzen: An engem Rotatiounsuewen op 600-650°C mat Loftzouféierung erhëtzen
2. Ofgasbehandlung: Kondenséieren an erëmgewannen vun verflüchtegtem As₂O₃
3. Reduktiounsschmëlzen: Reschtmaterial bei 1200°C mat Koks reduzéieren
4. Raffinéierung: Eng kleng Quantitéit Natron fir weider Reinigung derbäisetzen

2.2.3 Schlësselparameter

• Sauerstoffkonzentratioun: 21-28%
• Openthaltszäit: 4-6 Stonnen
• Uewenrotatiounsgeschwindegkeet: 0,5-1r/min

3. Hydrometallurgesch Raffinéierung fir d'Entfernung vun Arsen

3.1 Alkalisulfid-Auslaugmethod

3.1.1 Prinzip

Notzt d'Charakteristik aus, datt Arsensulfid eng méi héich Léislechkeet an Alkalisulfidléisungen huet wéi Antimonsulfid. Haaptreaktioun:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Onléislech

3.1.2 Prozessoflaf

1. Sulfidéierung: Réit Antimonpulver mat Schwefel am Masseverhältnis 1:0,3 vermëschen, bei 500°C fir 1 Stonn sulfidéieren
2. Auslauge: Benotzt eng 2mol/L Na₂S-Léisung, Flëssegkeet-Feststoff-Verhältnis 5:1, réiert bei 80°C fir 2 Stonnen.
3. Filtratioun: Filter mat Filterpress, Rescht ass en Antimon-Konzentrat mat engem niddregen Arsengehalt
4. Regeneratioun: H₂S an de Filtrat aféieren fir Na₂S ze regeneréieren

3.1.3 Prozessbedingungen

• Na₂S Konzentratioun: 1,5-2,5mol/L
• Auslaugungs-pH: 12-13
• Auslaugeffizienz: As> 90%, Sb-Verloscht < 5%

3.2 Säure-oxidativ Auslaugmethod

3.2.1 Prinzip

Notzt déi méi einfach Oxidatioun vun Arsen ënner sauren Bedéngungen, andeems Oxidatiounsmëttel wéi FeCl₃ oder H₂O₂ fir selektiv Opléisung benotzt ginn.

3.2.2 Prozessoflaf

1. Auslauge: An enger 1,5 mol/L HCl-Léisung, 0,5 mol/L FeCl₃ derbäiginn, Flëssegkeet-Feststoff-Verhältnis 8:1
2. Potentialkontroll: Oxidatiounspotenzial bei 400-450 mV halen (vs. SHE)
3. Feststoff-Flëssegkeetstrennung: Vakuumfiltratioun, Filtrat op d'Arsen-Gewinnung schécken
4. Wäschen: Filterreschter 3 Mol mat verdënntem Salzsäure wäschen

4. Elektrolytesch Raffinéierungsmethod

4.1 Prinzip

Notzt den Ënnerscheed an den Oflagerungspotenzialer tëscht Antimon (+0,212V) an Arsen (+0,234V).

4.2 Prozessoflaf

1. Anodevirbereedung: Rohantimon an Anodeplacke vu 400 × 600 × 20 mm gegoss
2. Elektrolytzesummesetzung: Sb³⁺ 80 g/L, HCl 120 g/L, Zousazstoff (Gelatine) 0,5 g/L
3. Elektrolysebedingungen:
   • Stroumdicht: 120-150A/m²
   • Zellspannung: 0,4-0,6V
   • Temperatur: 30-35°C
   • Elektrodendistanz: 100mm
4. Zyklus: All 7-10 Deeg aus der Zell eraushuelen

4.3 Technesch Indicateuren

• Kathod-Antimon-Reinheet: ≥99,85%
• Arsenenentfernungsquote: >95%
• Stroum Effizienz: 85-90%

5. Nei Technologien fir d'Entfernung vun Arsen

5.1 Vakuumdestillatioun

Ënner engem Vakuum vun 0,1-10 Pa gëtt eng Dampdrockdifferenz benotzt (As: 133 Pa bei 550 °C, Sb erfuerdert 1000 °C).

5.2 Plasmaoxidatioun

Benotzt Niddregtemperaturplasma (5000-10000K) fir selektiv Arsenoxidatioun, kuerz Veraarbechtungszäit (10-30 Minutten), niddregen Energieverbrauch.

6. Prozessvergläich a Selektiounsempfehlungen

Auswielempfehlungen:

• Héicharsenescht Fudder (As>3%): Alkalisulfid-Auslauge virzéien
• Mëttelméissegen Arsen (0,5-3%): Alkalesch Raffinéierung oder Elektrolyse
• Ufuerderunge fir héich Rengheet mat nidderegem Arsengehalt: Elektrolytesch Raffinéierung recommandéiert

7. Schlussfolgerung

D'Entfernung vun Arsen aus réiem Antimon erfuerdert eng ëmfaassend Berécksiichtegung vun de Charakteristike vum Rohmaterial, de Produktufuerderungen an der Wirtschaftlechkeet. Traditionell pyrometallurgesch Methoden hunn eng grouss Kapazitéit, awer e wesentlechen Ëmweltdrock; hydrometallurgesch Methoden hunn manner Verschmotzung, awer méi laang Prozesser; elektrolytesch Methoden produzéieren eng héich Rengheet, awer verbrauchen méi Energie. Zukünfteg Entwécklungsrichtunge sinn:

1. Entwécklung vun effiziente Kompositadditive
2. Optimiséierung vu méistufege kombinéierte Prozesser
3. Verbesserung vun der Notzung vun Arsenressourcen
4. Reduktioun vum Energieverbrauch a vun de Verschmotzungsemissiounen