1. Pambuka

Antimony, minangka logam non-ferrous sing penting, akeh digunakake ing retardants, paduan, semikonduktor lan lapangan liyane. Nanging, bijih antimon ing alam asring urip bebarengan karo arsenik, nyebabake kandungan arsenik dhuwur ing antimoni mentah sing mengaruhi kinerja lan aplikasi produk antimon. Artikel iki kanthi sistematis ngenalake macem-macem cara kanggo mbusak arsenik ing pemurnian antimon mentah, kalebu panyulingan pyrometallurgical, panyulingan hidrometalurgi, lan panyulingan elektrolitik, kanthi rinci babagan prinsip, aliran proses, kondisi operasi, lan kaluwihan / kekurangane.

2. Panyulingan Pyrometallurgical kanggo Arsenic Aman

2.1 Metode Pemurnian Alkalin

2.1.1 Prinsip

Cara panyulingan alkalin mbusak arsenik adhedhasar reaksi antarane senyawa logam arsenik lan alkali kanggo mbentuk arsenat. Persamaan reaksi utama:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Alur Proses

1. Persiapan bahan mentah: Remuk antimon mentah dadi partikel 5-10mm lan campur karo abu soda (Na₂CO₃) kanthi rasio massa 10:1.
2. Peleburan: Kalor ing tungku reverberatory nganti 850-950 ° C, tahan nganti 2-3 jam
3. Oksidasi: Ngenalake udara tekan (tekanan 0.2-0.3MPa), laju aliran 2-3m³/(h·t)
4. Pembentukan slag: Tambah jumlah uyah (NaNO₃) sing cocog minangka oksidan, dosis 3-5% bobot antimon
5. Ngilangi slag: Sawise 30 menit, copot slag permukaan
6. Baleni operasi: Baleni proses ing ndhuwur 2-3 kaping

2.1.3 Kontrol Parameter Proses

• Kontrol suhu: Suhu optimal 900±20°C
• Dosis alkali: Nyetel miturut konten arsenik, biasane 8-12% bobot antimon
• Wektu oksidasi: 1-1,5 jam saben siklus oksidasi

2.1.4 Efisiensi Ngilangi Arsenik

Bisa nyuda konten arsenik saka 2-5% dadi 0.1-0.3%

2.2 Metode Volatilisasi Oksidatif

2.2.1 Prinsip

Migunakake karakteristik arsenik oksida (As₂O₃) luwih molah malih tinimbang antimon oksida. As₂O₃ volatilizes mung 193°C, nalika Sb₂O₃ mbutuhake 656°C.

2.2.2 Alur Proses

1. Peleburan oksidatif: Panas ing kiln rotary nganti 600-650 ° C kanthi introduksi udara
2. Perawatan gas flue: Kondensasi lan pulihake As₂O₃ sing volatil
3. Reduction smelting: Ngurangi bahan sing isih ana ing 1200 ° C kanthi coke
4. Pemurnian: Tambahake awu soda cilik kanggo pemurnian luwih lanjut

2.2.3 Parameter Kunci

• Konsentrasi oksigen: 21-28%
• Wektu manggon: 4-6 jam
• kacepetan rotasi Kiln: 0.5-1r/min

3. Pemurnian Hidrometalurgi kanggo Ngilangi Arsenik

3.1 Metode Alkali Sulfida Leaching

3.1.1 Prinsip

Migunakake karakteristik arsenik sulfida nduweni kelarutan sing luwih dhuwur ing larutan alkali sulfida tinimbang antimoni sulfida. Reaksi utama:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Ora larut

3.1.2 Alur Proses

1. Sulfidasi: Campur bubuk antimon mentah karo belerang kanthi rasio massa 1: 0,3, sulfida ing 500 ° C suwene 1 jam
2. Leaching: Gunakake larutan Na₂S 2mol/L, rasio cair-padat 5:1, aduk ing 80°C suwene 2 jam
3. Filtrasi: Nyaring kanthi penet saringan, residu konsentrat antimoni arsenik rendah
4. Regenerasi: Introduksi H₂S menyang filtrat kanggo regenerasi Na₂S

3.1.3 Kahanan Proses

• Konsentrasi Na₂S: 1.5-2.5mol/L
• PH leaching: 12-13
• Efisiensi leaching: As>90%, Sb mundhut <5%

3.2 Metode Leaching Oksidatif Asam

3.2.1 Prinsip

Nggunakke oksidasi arsenik sing luwih gampang ing kahanan asam, nggunakake oksidan kaya FeCl₃ utawa H₂O₂ kanggo pembubaran selektif.

3.2.2 Alur Proses

1. Leaching: Ing larutan HCl 1,5mol/L, tambahake 0,5mol/L FeCl₃, rasio cair-padat 8:1
2. Kontrol potensial: Njaga potensial oksidasi ing 400-450mV (vs.SHE)
3. Pemisahan padat-cair: Penyaringan vakum, kirim filtrat menyang pemulihan arsenik
4. Cuci: Cuci sisa saringan kaping 3 nganggo asam klorida encer

4. Metode Pemurnian Elektrolit

4.1 Prinsip

Nggunakake beda potensial deposisi antarane antimon (+0.212V) lan arsenik (+0.234V).

4.2 Alur Proses

1. Preparation anode: Cast antimony crude menyang 400 × 600 × 20mm piring anoda
2. Komposisi elektrolit: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, aditif (gelatin) 0,5g/L
3. Syarat elektrolisis:
   • Kapadhetan saiki: 120-150A / m²
   • Tegangan sel: 0.4-0.6V
   • Suhu: 30-35°C
   • Jarak elektroda: 100mm
4. Siklus: Copot saka sel saben 7-10 dina

4.3 Indikator Teknis

• Kemurnian antimon katoda: ≥99,85%
• Tingkat mbusak arsenik:> 95%
• Efisiensi saiki: 85-90%

5. Muncul Teknologi Ngilangi Arsenik

5.1 Distilasi vakum

Ing vakum 0.1-10Pa, nggunakake prabédan tekanan uap (Minangka: 133Pa ing 550 °C, Sb mbutuhake 1000 °C).

5.2 Oksidasi Plasma

Nggunakake plasma suhu rendah (5000-10000K) kanggo oksidasi arsenik sing selektif, wektu pangolahan sing cendhak (10-30min), konsumsi energi sing sithik.

6. Perbandingan Proses lan Rekomendasi Pilihan

Rekomendasi pilihan:

• Pakan arsenik dhuwur (As> 3%): Luwih seneng leaching alkali sulfida
• Arsenik medium (0,5-3%): Pemurnian alkalin utawa elektrolisis
• Keperluan kemurnian dhuwur arsenik rendah: Disaranake panyulingan elektrolitik

7. Kesimpulan

Ngilangi arsenik saka antimoni mentah mbutuhake pertimbangan lengkap babagan karakteristik bahan mentah, syarat produk, lan ekonomi. Cara pyrometallurgical tradisional nduweni kapasitas gedhe nanging tekanan lingkungan sing signifikan; cara hydrometallurgical duwe polusi kurang nanging proses maneh; cara elektrolitik ngasilake kemurnian dhuwur nanging nggunakake energi luwih akeh. Arah pangembangan mangsa ngarep kalebu:

1. Ngembangake aditif komposit sing efisien
2. Ngoptimalake proses gabungan multi-tataran
3. Ngapikake panggunaan sumber arsenik
4. Ngurangi konsumsi energi lan emisi polusi