1. Panimula

Ang antimony, bilang isang mahalagang non-ferrous metal, ay malawakang ginagamit sa mga flame retardant, alloys, semiconductors at iba pang larangan. Gayunpaman, ang mga mineral na antimony sa kalikasan ay kadalasang kasabay ng arsenic, na nagreresulta sa mataas na nilalaman ng arsenic sa krudo na antimony na makabuluhang nakakaapekto sa pagganap at aplikasyon ng mga produktong antimony. Sistematikong ipinakikilala ng artikulong ito ang iba't ibang mga pamamaraan para sa pag-alis ng arsenic sa krudo na puripikasyon ng antimony, kabilang ang pyrometallurgical refining, hydrometallurgical refining, at electrolytic refining, na nagdedetalye sa kanilang mga prinsipyo, daloy ng proseso, mga kondisyon ng pagpapatakbo, at mga kalamangan/kawalan.

2. Pagpino ng Pyrometallurgical para sa Pag-alis ng Arsenic

2.1 Paraan ng Pagpino ng Alkalina

2.1.1 Prinsipyo

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

2.1.2 Daloy ng Proseso

1. Paghahanda ng mga hilaw na materyales: Durugin ang krudong antimony hanggang maging 5-10mm na mga partikulo at ihalo sa soda ash (Na₂CO₃) sa mass ratio na 10:1
2. Pagtunaw: Initin sa isang reverberatory furnace sa 850-950°C, hawakan nang 2-3 oras
3. Oksihenasyon: Maglagay ng naka-compress na hangin (presyon 0.2-0.3MPa), bilis ng daloy 2-3m³/(h·t)
4. Pagbuo ng latak: Magdagdag ng angkop na dami ng saltpeter (NaNO₃) bilang oxidant, dosis na 3-5% ng timbang ng antimony
5. Pag-alis ng slag: Pagkatapos tumigas nang 30 minuto, alisin ang slag sa ibabaw
6. Ulitin ang operasyon: Ulitin ang proseso sa itaas nang 2-3 beses

2.1.3 Pagkontrol ng Parameter ng Proseso

• Kontrol ng temperatura: Pinakamainam na temperatura 900±20°C
• Dosis ng alkali: Ayusin ayon sa nilalaman ng arsenic, karaniwang 8-12% ng timbang ng antimony
• Oras ng oksihenasyon: 1-1.5 oras bawat siklo 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 Oksidatibong Pagsuwabe

2.2.1 Prinsipyo

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

2.2.2 Daloy ng Proseso

1. Pagtunaw gamit ang oksihenasyon: Initin sa isang rotary kiln sa 600-650°C na may pagpapasok ng hangin
2. Paggamot ng flue gas: Paliitin at ibalik ang pabagu-bagong As₂O₃
3. Pagtutunaw gamit ang reduction smelting: Bawasan ang natitirang materyal sa 1200°C gamit ang coke
4. Pagpino: Magdagdag ng kaunting soda ash para sa karagdagang pagdalisay

2.2.3 Mga Pangunahing Parametro

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

3. Hydrometallurgical Refining para sa Pag-alis ng Arsenic

3.1 Paraan ng Pag-leaching ng Alkali Sulfide

3.1.1 Prinsipyo

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

3.1.2 Daloy ng Proseso

1. Sulpidasyon: Paghaluin ang krudong pulbos ng antimony sa sulfur sa 1:0.3 na ratio ng masa, i-sulpidize sa 500°C sa loob ng 1 oras
2. Pag-leaching: Gumamit ng 2mol/L na solusyon ng Na₂S, likido-solidong proporsyon na 5:1, haluin sa 80°C sa loob ng 2 oras
3. Pagsala: Salain gamit ang filter press, ang residue ay low-arsenic antimony concentrate
4. Regenerasyon: Ipasok ang H₂S sa filtrate upang muling buuin ang Na₂S

3.1.3 Mga Kondisyon ng Proseso

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

3.2 Paraan ng Paglulusaw ng Asido na Oksidatibo

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 piling pagkatunaw.

3.2.2 Daloy ng Proseso

1. Pag-leaching: Sa 1.5mol/L na solusyon ng HCl, magdagdag ng 0.5mol/L FeCl₃, likido-solidong proporsyon na 8:1
2. Pagkontrol ng potensyal: Panatilihin ang potensyal ng oksihenasyon sa 400-450mV (vs.SHE)
3. Paghihiwalay ng solid-likido: Pagsasala gamit ang vacuum, ipadala ang filtrate sa arsenic recovery
4. Paghuhugas: Hugasan ang nalalabi ng filter nang 3 beses gamit ang diluted hydrochloric acid

4. Paraan ng Pagpino gamit ang Elektrolitika

4.1 Prinsipyo

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

4.2 Daloy ng Proseso

1. Paghahanda ng anode: Ihagis ang krudong antimony sa 400×600×20mm na mga plato ng anode
2. Komposisyon ng elektrolit: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, additive (gelatin) 0.5g/L
3. Mga kondisyon ng elektrolisis:
   • Densidad ng kasalukuyang: 120-150A/m²
   • Boltahe ng selula: 0.4-0.6V
   • Temperatura: 30-35°C
   • Distansya ng elektrod: 100mm
4. Siklo: Alisin sa selula kada 7-10 araw

4.3 Mga Teknikal na Indikasyon

• Kadalisayan ng antimonya ng katod: ≥99.85%
• Antas ng pag-alis ng arsenic: >95%
• Kasalukuyang kahusayan: 85-90%

5. Mga Umuusbong na Teknolohiya sa Pag-alis ng Arsenic

5.1 Distilasyon ng Vacuum

Sa ilalim ng 0.1-10Pa vacuum, gumagamit ng pagkakaiba sa presyon ng singaw (As: 133Pa sa 550°C, ang Sb ay nangangailangan ng 1000°C).

5.2 Oksidasyon ng Plasma

Gumagamit ng mababang temperaturang plasma (5000-10000K) para sa pumipiling oksihenasyon ng arsenic, maikling oras ng pagproseso (10-30min), at mababang konsumo ng enerhiya.

6. Paghahambing ng Proseso at mga Rekomendasyon sa Pagpili

Mga rekomendasyon sa pagpili:

• Pakain na mataas sa arsenic (As>3%): Mas gusto ang alkali sulfide leaching
• Katamtamang arsenic (0.5-3%): Pagpino ng alkalina o elektrolisis
• Mga kinakailangan sa mababang-arsenic na mataas na kadalisayan: Inirerekomenda ang electrolytic refining

7. Konklusyon

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

1. Pagbuo ng mahusay na mga composite additives
2. Pag-optimize ng mga pinagsamang prosesong may maraming yugto
3. Pagpapabuti ng paggamit ng mapagkukunan ng arsenic
4. Pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya at mga emisyon ng polusyon