1. Pambuka

Antimon, minangka logam non-ferrous sing penting, digunakake sacara wiyar ing retardan api, paduan, semikonduktor, lan bidang liyane. Nanging, bijih antimon ing alam asring ana bebarengan karo arsenik, sing nyebabake kandungan arsenik sing dhuwur ing antimon mentah sing mengaruhi kinerja lan aplikasi produk antimon kanthi signifikan. Artikel iki kanthi sistematis ngenalake macem-macem metode kanggo mbusak arsenik ing pemurnian antimon mentah, kalebu pemurnian pirometalurgi, pemurnian hidrometalurgi, lan pemurnian elektrolitik, sing njlentrehake prinsip-prinsip, alur proses, kondisi operasi, lan kaluwihan/kekurangan.

2. Pemurnian Pirometalurgi kanggo Ngilangi Arsenik

2.1 Metode Pemurnian Alkali

2.1.1 Prinsip

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

2.1.2 Alur Proses

1. Persiapan bahan baku: Remuk antimon mentah dadi partikel 5-10mm lan campur karo soda ash (Na₂CO₃) kanthi rasio massa 10:1
2. Peleburan: Panasake ing tungku reverberatory nganti 850-950°C, tahan nganti 2-3 jam
3. Oksidasi: Lebokake udara sing dikompres (tekanan 0.2-0.3MPa), laju aliran 2-3m³/(h·t)
4. Pembentukan terak: Tambahake jumlah saltpeter (NaNO₃) sing cocog minangka oksidan, dosis 3-5% saka bobot antimon
5. Ngilangake slag: Sawise ngendap sajrone 30 menit, copot slag permukaan
6. Baleni operasi: Baleni proses ing ndhuwur kaping 2-3

2.1.3 Kontrol Parameter Proses

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

2.1.4 Efisiensi Ngilangi Arsenik

Bisa ngurangi kandungan arsenik saka 2-5% dadi 0,1-0,3%

2.2 Metode Penguapan Oksidatif

2.2.1 Prinsip

Nggunakaké karakteristik yèn arsenik oksida (As₂O₃) luwih gampang nguap tinimbang antimon oksida. As₂O₃ mung nguap ing suhu 193°C, déné Sb₂O₃ mbutuhaké 656°C.

2.2.2 Alur Proses

1. Peleburan oksidatif: Panaskan ing kiln putar nganti 600-650°C nganggo udara
2. Pangolahan gas buang: Kondensasi lan pulihake As₂O₃ sing wis nguap
3. Peleburan reduksi: Reduksi bahan sing isih ana ing suhu 1200°C nganggo kokas
4. Pemurnian: Tambahake sithik soda ash kanggo pemurnian luwih lanjut

2.2.3 Parameter Kunci

• Konsentrasi oksigen: 21-28%
• Wektu manggon: 4-6 jam
• Kacepetan rotasi kiln: 0.5-1r/menit

3. Pemurnian Hidrometalurgi kanggo Ngilangi Arsenik

3.1 Metode Pelindian Alkali Sulfida

3.1.1 Prinsip

Nggunakake karakteristik yen arsenik sulfida nduweni kelarutan sing luwih dhuwur ing larutan sulfida alkali tinimbang antimon 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, sulfidisasi ing suhu 500°C sajrone 1 jam
2. Pelindian: Gunakake larutan 2mol/L Na₂S, rasio cair-padhet 5:1, aduk ing suhu 80°C suwene 2 jam
3. Filtrasi: Filter nganggo mesin pres filter, residu yaiku konsentrat antimon arsenik rendah
4. Regenerasi: Nglebokake H₂S menyang filtrat kanggo ngasilake maneh Na₂S

3.1.3 Kahanan Proses

• Konsentrasi Na₂S: 1.5-2.5mol/L
• pH pelindian: 12-13
• Efisiensi pelindian: As>90%, kerugian Sb <5%

3.2 Metode Pelindian Oksidatif Asam

3.2.1 Prinsip

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

3.2.2 Alur Proses

1. Pelindian: Ing larutan HCl 1,5mol/L, tambahake 0,5mol/L FeCl₃, rasio cair-padhet 8:1
2. Kontrol potensial: Pertahankan potensial oksidasi pada 400-450mV (vs.SHE)
3. Pamisahan padat-cair: Filtrasi vakum, kirim filtrat menyang pemulihan arsenik
4. Ngumbah: Wisuh sisa filter kaping 3 nganggo asam klorida encer

4. Metode Pemurnian Elektrolitik

4.1 Prinsip

Nggunakaké bédané potensial deposisi antarané antimon (+0.212V) lan arsenik (+0.234V).

4.2 Alur Proses

1. Persiapan anoda: Tuang antimon mentah menyang pelat anoda 400 × 600 × 20mm
2. Komposisi elektrolit: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, aditif (gelatin) 0.5g/L
3. Kondisi elektrolisis:
   • Kapadhetan arus: 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 penghapusan arsenik: >95%
• Efisiensi arus: 85-90%

5. Teknologi Penghapusan Arsenik sing Muncul

5.1 Distilasi Vakum

Ing vakum 0,1-10Pa, migunakaké prabédan tekanan uap (As: 133Pa ing 550°C, Sb mbutuhaké 1000°C).

5.2 Oksidasi Plasma

Nggunakake plasma suhu rendah (5000-10000K) kanggo oksidasi arsenik selektif, wektu proses cendhak (10-30 menit), konsumsi energi rendah.

6. Perbandingan Proses lan Rekomendasi Seleksi

Rekomendasi pilihan:

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

7. Dudutan

Ngilangake arsenik saka antimon mentah mbutuhake pertimbangan lengkap babagan karakteristik bahan mentah, syarat produk, lan ekonomi. Metode pirometalurgi tradisional duwe kapasitas gedhe nanging tekanan lingkungan sing signifikan; metode hidrometalurgi duwe polusi sing luwih sithik nanging proses sing luwih dawa; metode elektrolitik ngasilake kemurnian sing dhuwur nanging ngonsumsi energi luwih akeh. Arah pangembangan ing mangsa ngarep kalebu:

1. Ngembangake aditif komposit sing efisien
2. Ngoptimalake proses gabungan multi-tahap
3. Ningkatake pemanfaatan sumber daya arsenik
4. Ngurangi konsumsi energi lan emisi polusi