1. அறிமுகம்

ஒரு முக்கியமான இரும்பு அல்லாத உலோகமாக ஆன்டிமனி, தீ தடுப்பு மருந்துகள், உலோகக் கலவைகள், குறைக்கடத்திகள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், இயற்கையில் உள்ள ஆன்டிமனி தாதுக்கள் பெரும்பாலும் ஆர்சனிக்குடன் இணைந்து வாழ்கின்றன, இதன் விளைவாக கச்சா ஆன்டிமனியில் அதிக ஆர்சனிக் உள்ளடக்கம் ஏற்படுகிறது, இது ஆன்டிமனி தயாரிப்புகளின் செயல்திறன் மற்றும் பயன்பாடுகளை கணிசமாக பாதிக்கிறது. பைரோமெட்டலர்ஜிகல் சுத்திகரிப்பு, ஹைட்ரோமெட்டலர்ஜிகல் சுத்திகரிப்பு மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு உள்ளிட்ட கச்சா ஆன்டிமனி சுத்திகரிப்பில் ஆர்சனிக் அகற்றலுக்கான பல்வேறு முறைகளை இந்தக் கட்டுரை முறையாக அறிமுகப்படுத்துகிறது, அவற்றின் கொள்கைகள், செயல்முறை ஓட்டங்கள், இயக்க நிலைமைகள் மற்றும் நன்மைகள்/தீமைகள் ஆகியவற்றை விவரிக்கிறது.

2. ஆர்சனிக் நீக்கத்திற்கான பைரோமெட்டலர்ஜிகல் சுத்திகரிப்பு

2.1 கார சுத்திகரிப்பு முறை

2.1.1 கொள்கை

ஆர்சனிக் மற்றும் கார உலோக சேர்மங்களுக்கு இடையிலான வினையின் அடிப்படையில் கார சுத்திகரிப்பு முறை ஆர்சனிக்கை நீக்கி ஆர்சனேட்டுகளை உருவாக்குகிறது. முக்கிய வினை சமன்பாடுகள்:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 செயல்முறை ஓட்டம்

1. மூலப்பொருள் தயாரிப்பு: கச்சா ஆண்டிமனியை 5-10 மிமீ துகள்களாக நசுக்கி, 10:1 என்ற நிறை விகிதத்தில் சோடா சாம்பலுடன் (Na₂CO₃) கலக்கவும்.
2. உருக்குதல்: ஒரு எதிரொலிக்கும் உலையில் 850-950°C க்கு சூடாக்கி, 2-3 மணி நேரம் வைத்திருங்கள்.
3. ஆக்சிஜனேற்றம்: அழுத்தப்பட்ட காற்றை அறிமுகப்படுத்துங்கள் (அழுத்தம் 0.2-0.3MPa), ஓட்ட விகிதம் 2-3m³/(h·t)
4. கசடு உருவாக்கம்: ஆக்ஸிஜனேற்றியாக பொருத்தமான அளவு சால்ட்பீட்டரை (NaNO₃) சேர்க்கவும், அளவு ஆன்டிமனி எடையில் 3-5% ஆகும்.
5. கசடு நீக்கம்: 30 நிமிடங்கள் வைத்த பிறகு, மேற்பரப்பு கசடுகளை அகற்றவும்.
6. மீண்டும் செய்யவும்: மேலே உள்ள செயல்முறையை 2-3 முறை செய்யவும்.

2.1.3 செயல்முறை அளவுரு கட்டுப்பாடு

• வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: உகந்த வெப்பநிலை 900±20°C
• கார அளவு: ஆர்சனிக் உள்ளடக்கத்திற்கு ஏற்ப சரிசெய்யவும், பொதுவாக ஆன்டிமனி எடையில் 8-12%.
• ஆக்சிஜனேற்ற நேரம்: ஆக்சிஜனேற்ற சுழற்சிக்கு 1-1.5 மணிநேரம்

2.1.4 ஆர்சனிக் அகற்றும் திறன்

ஆர்சனிக் உள்ளடக்கத்தை 2-5% முதல் 0.1-0.3% வரை குறைக்கலாம்.

2.2 ஆக்ஸிஜனேற்ற உருகும் முறை

2.2.1 கொள்கை

ஆர்சனிக் ஆக்சைடு (As₂O₃) ஆன்டிமனி ஆக்சைடை விட அதிக ஆவியாகும் தன்மை கொண்டது என்ற பண்பைப் பயன்படுத்துகிறது. As₂O₃ 193°C இல் மட்டுமே ஆவியாகும், அதே நேரத்தில் Sb₂O₃ 656°C தேவைப்படுகிறது.

2.2.2 செயல்முறை ஓட்டம்

1. ஆக்ஸிஜனேற்ற உருக்குதல்: சுழலும் சூளையில் காற்று அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு 600-650°C வரை வெப்பப்படுத்துதல்.
2. ஃப்ளூ வாயு சிகிச்சை: ஆவியாகும் As₂O₃ ஐ ஒடுக்கி மீட்டெடுக்கவும்.
3. குறைப்பு உருக்குதல்: மீதமுள்ள பொருளை 1200°C இல் கோக் கொண்டு குறைக்கவும்.
4. சுத்திகரிப்பு: மேலும் சுத்திகரிப்புக்காக சிறிய அளவு சோடா சாம்பலைச் சேர்க்கவும்.

2.2.3 முக்கிய அளவுருக்கள்

• ஆக்ஸிஜன் செறிவு: 21-28%
• தங்கியிருக்கும் நேரம்: 4-6 மணி நேரம்
• சூளை சுழற்சி வேகம்: 0.5-1r/நிமிடம்

3. ஆர்சனிக் நீக்கத்திற்கான ஹைட்ரோமெட்டலர்ஜிகல் சுத்திகரிப்பு

3.1 ஆல்காலி சல்பைடு கசிவு முறை

3.1.1 கொள்கை

ஆர்சனிக் சல்பைடு, ஆண்டிமனி சல்பைடை விட கார சல்பைடு கரைசல்களில் அதிக கரைதிறனைக் கொண்டுள்ளது என்ற பண்பைப் பயன்படுத்துகிறது. முக்கிய எதிர்வினை:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → கரையாதது

3.1.2 செயல்முறை ஓட்டம்

1. சல்பைடேஷன்: கச்சா ஆன்டிமனி பவுடரை 1:0.3 நிறை விகிதத்தில் கந்தகத்துடன் கலந்து, 500°C வெப்பநிலையில் 1 மணி நேரம் சல்பைடேஷன் செய்யவும்.
2. கசிவு: 2mol/L Na₂S கரைசலைப் பயன்படுத்தவும், திரவ-திட விகிதம் 5:1, 80°C இல் 2 மணி நேரம் கிளறவும்.
3. வடிகட்டுதல்: வடிகட்டி அழுத்தத்துடன் வடிகட்டி, எச்சம் குறைந்த ஆர்சனிக் கொண்ட ஆண்டிமனி செறிவு கொண்டது.
4. மீளுருவாக்கம்: Na₂S ஐ மீண்டும் உருவாக்க வடிகட்டியில் H₂S ஐ அறிமுகப்படுத்துதல்.

3.1.3 செயல்முறை நிபந்தனைகள்

• Na₂S செறிவு: 1.5-2.5mol/L
• கசிவு pH: 12-13
• கசிவு திறன்: ஆக> 90%, Sb இழப்பு <5%

3.2 அமில ஆக்ஸிஜனேற்ற கசிவு முறை

3.2.1 கொள்கை

அமில நிலைகளில் ஆர்சனிக்கின் எளிதான ஆக்சிஜனேற்றத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கரைப்புக்கு FeCl₃ அல்லது H₂O₂ போன்ற ஆக்ஸிஜனேற்றிகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

3.2.2 செயல்முறை ஓட்டம்

1. கசிவு: 1.5mol/L HCl கரைசலில், 0.5mol/L FeCl₃ ஐச் சேர்க்கவும், திரவ-திட விகிதம் 8:1.
2. சாத்தியமான கட்டுப்பாடு: 400-450mV (vs.SHE) இல் ஆக்ஸிஜனேற்ற திறனைப் பராமரித்தல்.
3. திட-திரவப் பிரிப்பு: வெற்றிட வடிகட்டுதல், ஆர்சனிக் மீட்புக்கு வடிகட்டுதலை அனுப்புதல்.
4. கழுவுதல்: வடிகட்டி எச்சத்தை நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தால் 3 முறை கழுவவும்.

4. மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு முறை

4.1 கொள்கை

ஆண்டிமனி (+0.212V) மற்றும் ஆர்சனிக் (+0.234V) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான படிவு ஆற்றல்களில் உள்ள வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்துகிறது.

4.2 செயல்முறை ஓட்டம்

1. அனோட் தயாரிப்பு: கச்சா ஆண்டிமனியை 400×600×20மிமீ அனோட் தகடுகளில் வார்க்கவும்.
2. எலக்ட்ரோலைட் கலவை: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, சேர்க்கை (ஜெலட்டின்) 0.5g/L
3. மின்னாற்பகுப்பு நிலைமைகள்:
   • மின்னோட்ட அடர்த்தி: 120-150A/m²
   • செல் மின்னழுத்தம்: 0.4-0.6V
   • வெப்பநிலை: 30-35°C
   • மின்முனை தூரம்: 100மிமீ
4. சுழற்சி: ஒவ்வொரு 7-10 நாட்களுக்கும் செல்லிலிருந்து அகற்று.

4.3 தொழில்நுட்ப குறிகாட்டிகள்

• கத்தோட் ஆன்டிமனி தூய்மை: ≥99.85%
• ஆர்சனிக் நீக்க விகிதம்: >95%
• தற்போதைய செயல்திறன்: 85-90%

5. வளர்ந்து வரும் ஆர்சனிக் அகற்றும் தொழில்நுட்பங்கள்

5.1 வெற்றிட வடிகட்டுதல்

0.1-10Pa வெற்றிடத்தின் கீழ், நீராவி அழுத்த வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்துகிறது (550°C இல் 133Pa ஆக, Sb க்கு 1000°C தேவைப்படுகிறது).

5.2 பிளாஸ்மா ஆக்சிஜனேற்றம்

தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஆர்சனிக் ஆக்சிஜனேற்றம், குறுகிய செயலாக்க நேரம் (10-30 நிமிடங்கள்), குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு ஆகியவற்றிற்கு குறைந்த வெப்பநிலை பிளாஸ்மாவை (5000-10000K) பயன்படுத்துகிறது.

6. செயல்முறை ஒப்பீடு மற்றும் தேர்வு பரிந்துரைகள்

தேர்வு பரிந்துரைகள்:

• அதிக ஆர்சனிக் கொண்ட தீவனம் (As>3%): கார சல்பைடு கசிவை விரும்புங்கள்
• நடுத்தர ஆர்சனிக் (0.5-3%): கார சுத்திகரிப்பு அல்லது மின்னாற்பகுப்பு
• குறைந்த ஆர்சனிக் உயர் தூய்மை தேவைகள்: மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.

7. முடிவுரை

கச்சா ஆண்டிமனியிலிருந்து ஆர்சனிக் அகற்றுவதற்கு மூலப்பொருள் பண்புகள், தயாரிப்புத் தேவைகள் மற்றும் பொருளாதாரம் ஆகியவற்றின் விரிவான பரிசீலனை தேவைப்படுகிறது. பாரம்பரிய பைரோமெட்டலர்ஜிகல் முறைகள் அதிக திறன் கொண்டவை ஆனால் குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் அழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளன; ஹைட்ரோமெட்டலர்ஜிகல் முறைகள் குறைவான மாசுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன ஆனால் நீண்ட செயல்முறைகளைக் கொண்டுள்ளன; மின்னாற்பகுப்பு முறைகள் அதிக தூய்மையை உருவாக்குகின்றன, ஆனால் அதிக ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன. எதிர்கால வளர்ச்சி திசைகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

1. திறமையான கூட்டு சேர்க்கைகளை உருவாக்குதல்
2. பல-நிலை ஒருங்கிணைந்த செயல்முறைகளை மேம்படுத்துதல்
3. ஆர்சனிக் வள பயன்பாட்டை மேம்படுத்துதல்
4. ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் மாசு உமிழ்வைக் குறைத்தல்