ヒ素の蒸留および精製プロセス

ヒ素の蒸留精製プロセスは、ヒ素とその化合物の揮発性の差を利用して分離・精製する方法であり、ヒ素中の硫黄、セレン、テルルなどの不純物を除去するのに特に適しています。主な手順と考慮事項は次のとおりです。

1.原材料の前処理

• 粗ヒ素の供給源: 通常、ヒ素含有鉱物（亜ヒ酸塩、鶏冠石など）の製錬の副産物として、またはリサイクルされたヒ素含有廃棄物として生成されます。
• 酸化焙煎（オプション）：原料が硫化ヒ素（例：As₂S₃）の場合、揮発性のAs₂O₃に変換するために最初に焙煎する必要があります。

As2S3+9O2→As2O3+3SO2As2 S3 +9O2 →As2​O3​+3SO2​

2.蒸留装置

• 装置: 石英またはセラミック製の蒸留器（耐腐食性、耐高温性）、凝縮管および受瓶を装備。
• 不活性保護: ヒ素の酸化や爆発の危険を防ぐために窒素または二酸化炭素が導入されます（ヒ素蒸気は可燃性です）。

3.蒸留プロセス

• 温度制御:
  • ヒ素の昇華：As₂O₃昇華500～600℃（純ヒ素昇華約615℃）).
  • 不純物分離硫黄やセレンなどの低沸点不純物は優先的に揮発し、セグメント化された凝縮によって分離できます。
• 結露収集: ヒ素蒸気は凝縮ゾーン（100～200℃）で高純度のAs₂O₃または元素ヒ素に凝縮されます。).

4.後処理

• 削減（元素ヒ素が必要な場合）：炭素または水素によるAs₂O₃の還元

As2O3+3H2→2As+3H2OAs2 O3+3H2→2As+3H2​O

• 真空蒸留残留揮発性不純物を除去するために元素ヒ素をさらに精製します。

5.予防

• 毒性保護：全工程は密閉式で、ヒ素漏洩検知装置および緊急処理装置を備えています。
• 排ガス処理: 凝縮後、排ガスはAs₂O₃を避けるために苛性ソーダ溶液（NaOHなど）または活性炭吸着によって吸収される必要がある。排出量。
• ヒ素金属の保管: 酸化や潮解を防ぐため不活性雰囲気中で保管します。

6. 純粋さ強化

• 多段蒸留: 蒸留を繰り返すことで純度を99.99%以上に高めることができます。
• ゾーン溶融 (オプション): 元素ヒ素のゾーン精製により金属不純物をさらに低減します。

応用分野

高純度ヒ素は半導体材料（例えばGaAs）に使用されている。結晶、合金添加剤、または特殊ガラスの製造に使用されます。Pプロセスは、安全性と適切な廃棄物処理を確保するために、厳格な環境規制に準拠する必要があります。