1. Panimula

Ang antimony, bilang isang mahalagang non-ferrous na metal, ay malawakang ginagamit sa mga flame retardant, alloys, semiconductors at iba pang larangan. Gayunpaman, ang mga antimony ores sa kalikasan ay madalas na kasama ng arsenic, na nagreresulta sa mataas na nilalaman ng arsenic sa krudo na antimony na makabuluhang nakakaapekto sa pagganap at paggamit ng mga produktong antimony. Ang artikulong ito ay sistematikong nagpapakilala ng iba't ibang paraan para sa pag-aalis ng arsenic sa krudo na antimony purification, kabilang ang pyrometallurgical refining, hydrometallurgical refining, at electrolytic refining, na nagdedetalye ng kanilang mga prinsipyo, daloy ng proseso, kundisyon ng pagpapatakbo, at mga pakinabang/disadvantages.

2. Pyrometallurgical Refining para sa Arsenic Removal

2.1 Paraan ng Alkaline Refining

2.1.1 Prinsipyo

Ang paraan ng alkaline refining ay nag-aalis ng arsenic batay sa reaksyon sa pagitan ng arsenic at alkali na mga compound ng metal upang bumuo ng mga arsenate. Pangunahing mga equation ng reaksyon:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Daloy ng Proseso

1. Paghahanda ng hilaw na materyal: Durugin ang krudong antimony sa 5-10mm na particle at ihalo sa soda ash (Na₂CO₃) sa mass ratio na 10:1
2. Pag-smelting: Init sa isang reverberatory furnace sa 850-950°C, hawakan ng 2-3 oras
3. Oxidation: Ipasok ang naka-compress na hangin (presyon 0.2-0.3MPa), rate ng daloy 2-3m³/(h·t)
4. Pagbubuo ng slag: Magdagdag ng naaangkop na dami ng saltpeter (NaNO₃) bilang oxidant, dosis na 3-5% ng antimony weight
5. Pag-aalis ng slag: Pagkatapos mag-ayos ng 30 minuto, alisin ang slag sa ibabaw
6. Ulitin ang operasyon: Ulitin ang proseso sa itaas 2-3 beses

2.1.3 Pagkontrol ng Parameter ng Proseso

• Kontrol ng temperatura: Pinakamainam na temperatura 900±20°C
• Alkali dosage: Isaayos ayon sa arsenic content, karaniwang 8-12% ng antimony weight
• Oras ng oksihenasyon: 1-1.5 na oras bawat cycle ng oksihenasyon

2.1.4 Kahusayan sa Pag-alis ng Arsenic

Maaaring bawasan ang nilalaman ng arsenic mula 2-5% hanggang 0.1-0.3%

2.2 Paraan ng Oxidative Volatilization

2.2.1 Prinsipyo

Ginagamit ang katangian na ang arsenic oxide (As₂O₃) ay mas pabagu-bago ng isip kaysa antimony oxide. Ang As₂O₃ ay nagbabago sa 193°C lamang, habang ang Sb₂O₃ ay nangangailangan ng 656°C.

2.2.2 Daloy ng Proseso

1. Oxidative smelting: Init sa isang rotary kiln sa 600-650°C na may air introduction
2. Paggamot ng tambutso sa gas: I-condense at i-recover ang volatilized na As₂O₃
3. Reduction smelting: Bawasan ang natitirang materyal sa 1200°C gamit ang coke
4. Pagpino: Magdagdag ng maliit na halaga ng soda ash para sa karagdagang paglilinis

2.2.3 Mga Pangunahing Parameter

• Konsentrasyon ng oxygen: 21-28%
• Oras ng paninirahan: 4-6 na oras
• Bilis ng pag-ikot ng tapahan: 0.5-1r/min

3. Hydrometallurgical Refining para sa Arsenic Removal

3.1 Paraan ng Pag-leaching ng Alkali Sulfide

3.1.1 Prinsipyo

Ginagamit ang katangian na ang arsenic sulfide ay may mas mataas na solubility sa mga solusyon sa alkali sulfide kaysa sa antimony sulfide. Pangunahing reaksyon:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Hindi matutunaw

3.1.2 Daloy ng Proseso

1. Sulfidation: Paghaluin ang krudo na antimony powder na may sulfur sa 1:0.3 mass ratio, sulfidize sa 500°C sa loob ng 1 oras
2. Leaching: Gumamit ng 2mol/L Na₂S solution, liquid-solid ratio 5:1, haluin sa 80°C sa loob ng 2 oras
3. Pagsala: Salain gamit ang filter press, ang nalalabi ay low-arsenic antimony concentrate
4. Pagbabagong-buhay: Ipasok ang H₂S sa filtrate upang muling buuin ang Na₂S

3.1.3 Mga Kondisyon sa Proseso

• Konsentrasyon ng Na₂S: 1.5-2.5mol/L
• Pag-leaching pH: 12-13
• Kahusayan sa pag-leaching: Bilang>90%, pagkawala ng Sb<5%

3.2 Paraan ng Acidic Oxidative Leaching

3.2.1 Prinsipyo

Ginagamit ang mas madaling oksihenasyon ng arsenic sa mga acidic na kondisyon, gamit ang mga oxidant tulad ng FeCl₃ o H₂O₂ para sa selective dissolution.

3.2.2 Daloy ng Proseso

1. Leaching: Sa 1.5mol/L HCl solution, magdagdag ng 0.5mol/L FeCl₃, liquid-solid ratio 8:1
2. Potensyal na kontrol: Panatilihin ang potensyal ng oksihenasyon sa 400-450mV (vs.SHE)
3. Solid-liquid separation: Vacuum filtration, ipadala ang filtrate sa arsenic recovery
4. Paghuhugas: Hugasan ang nalalabi ng filter ng 3 beses gamit ang dilute na hydrochloric acid

4. Paraan ng Electrolytic Refining

4.1 Prinsipyo

Ginagamit ang pagkakaiba sa mga potensyal na deposition sa pagitan ng antimony (+0.212V) at arsenic (+0.234V).

4.2 Daloy ng Proseso

1. Paghahanda ng anode: I-cast ang krudong antimony sa 400×600×20mm anode plate
2. Komposisyon ng electrolyte: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, additive (gelatin) 0.5g/L
3. Mga kondisyon ng electrolysis:
   • Kasalukuyang density: 120-150A/m²
   • Boltahe ng cell: 0.4-0.6V
   • Temperatura: 30-35°C
   • Electrode distance: 100mm
4. Cycle: Alisin sa cell tuwing 7-10 araw

4.3 Mga Teknikal na Tagapagpahiwatig

• Cathode antimony purity: ≥99.85%
• Rate ng pag-alis ng arsenic: >95%
• Kasalukuyang kahusayan: 85-90%

5. Umuusbong na Arsenic Removal Technologies

5.1 Vacuum Distillation

Sa ilalim ng 0.1-10Pa vacuum, gumagamit ng vapor pressure difference (Tulad ng: 133Pa sa 550°C, Sb ay nangangailangan ng 1000°C).

5.2 Plasma Oxidation

Gumagamit ng low-temperature plasma (5000-10000K) para sa selective arsenic oxidation, maikling oras ng pagproseso (10-30min), mababang pagkonsumo ng enerhiya.

6. Paghahambing ng Proseso at Mga Rekomendasyon sa Pagpili

Mga rekomendasyon sa pagpili:

• High-arsenic feed (As>3%): Mas gusto ang alkali sulfide leaching
• Katamtamang arsenic (0.5-3%): Alkaline refining o electrolysis
• Low-arsenic high-purity na kinakailangan: Inirerekomenda ang electrolytic refining

7. Konklusyon

Ang pag-alis ng arsenic mula sa krudo na antimony ay nangangailangan ng komprehensibong pagsasaalang-alang sa mga katangian ng hilaw na materyal, mga kinakailangan sa produkto, at ekonomiya. Ang mga tradisyunal na pamamaraan ng pyrometallurgical ay may malaking kapasidad ngunit makabuluhang presyon sa kapaligiran; Ang mga hydrometallurgical na pamamaraan ay may mas kaunting polusyon ngunit mas mahabang proseso; Ang mga electrolytic na pamamaraan ay gumagawa ng mataas na kadalisayan ngunit kumonsumo ng mas maraming enerhiya. Kasama sa mga direksyon sa pag-unlad sa hinaharap ang:

1. Pagbuo ng mahusay na composite additives
2. Pag-optimize ng mga multi-stage na pinagsamang proseso
3. Pagpapabuti ng paggamit ng arsenic resource
4. Pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya at paglabas ng polusyon