1. Kirish

Surma muhim rangli metall sifatida otashga chidamli moddalar, qotishmalar, yarimo'tkazgichlar va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Biroq, tabiatdagi surma rudalari ko'pincha mishyak bilan birga mavjud bo'lib, xom surma tarkibidagi yuqori mishyak miqdori surma mahsulotlarining ishlashi va qo'llanilishiga sezilarli ta'sir qiladi. Ushbu maqolada muntazam ravishda surmani xom ashyoni tozalashda mishyakni olib tashlashning turli usullari, jumladan, pirometallurgik tozalash, gidrometallurgik tozalash va elektrolitik tozalash, ularning tamoyillari, jarayon oqimlari, ish sharoitlari va afzalliklari/kamchiliklari batafsil bayon etilgan.

2. Arsenikni olib tashlash uchun pirometallurgik tozalash

2.1 Ishqoriy tozalash usuli

2.1.1 Prinsip

Ishqoriy tozalash usuli mishyak va gidroksidi metall birikmalari orasidagi arsenatlarni hosil qilish uchun reaktsiyaga asoslangan holda mishyakni olib tashlaydi. Asosiy reaksiya tenglamalari:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Jarayon oqimi

1. Xom ashyo tayyorlash: Xom surmani 5-10 mm zarrachalarga maydalab, 10:1 massa nisbatida sodali suv (Na₂CO₃) bilan aralashtiring.
2. Eritma: 850-950 ° S gacha qizdirilgan pechda qizdiring, 2-3 soat ushlab turing.
3. Oksidlanish: siqilgan havoni kiritish (bosim 0,2-0,3MPa), oqim tezligi 2-3m³/(h·t)
4. Shlak hosil bo'lishi: Oksidlovchi sifatida kerakli miqdorda selitra (NaNO₃) qo'shing, surma og'irligining 3-5% dozasi.
5. Shlaklarni olib tashlash: 30 daqiqa davomida cho'ktirgandan so'ng, sirt shlaklarini olib tashlang
6. Amaliyotni takrorlash: Yuqoridagi jarayonni 2-3 marta takrorlang

2.1.3 Jarayon parametrlarini boshqarish

• Haroratni nazorat qilish: Optimal harorat 900±20°C
• Ishqor dozasi: mishyak tarkibiga qarab sozlang, odatda surma og'irligining 8-12%
• Oksidlanish vaqti: oksidlanish davri uchun 1-1,5 soat

2.1.4 Arsenikni olib tashlash samaradorligi

Mishyak tarkibini 2-5% dan 0,1-0,3% gacha kamaytirishi mumkin

2.2 Oksidlanishli uchuvchanlik usuli

2.2.1 Prinsip

Mishyak oksidi (As₂O₃) surma oksidiga qaraganda ko'proq uchuvchan bo'lgan xususiyatdan foydalanadi. As₂O₃ atigi 193°C da uchuvchi boʻladi, Sb₂O₃ uchun esa 656°C talab qilinadi.

2.2.2 Jarayon oqimi

1. Oksidli eritish: aylanuvchi pechda havo kiritish bilan 600-650 ° C gacha qizdiring
2. Tutun gazini tozalash: kondensatsiyalanadi va uchuvchi As₂O₃ qayta tiklanadi
3. Reduksiyani eritish: Qolgan materialni 1200 ° C da koks bilan kamaytiring
4. Tozalash: Keyinchalik tozalash uchun oz miqdorda sodali suv qo'shing

2.2.3 Asosiy parametrlar

• Kislorod konsentratsiyasi: 21-28%
• Yashash vaqti: 4-6 soat
• Pechning aylanish tezligi: 0,5-1r / min

3. Arsenikni olib tashlash uchun gidrometallurgiyani qayta ishlash

3.1 Ishqoriy sulfid bilan yuvish usuli

3.1.1 Prinsip

Mishyak sulfidning ishqorli sulfid eritmalarida surma sulfidiga nisbatan yuqori eruvchanligi xususiyatidan foydalanadi. Asosiy reaktsiya:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Erimaydi

3.1.2 Jarayon oqimi

1. Sulfidlanish: xom surma kukunini oltingugurt bilan 1:0,3 massa nisbatida aralashtiramiz, 500°C da 1 soat davomida sulfidlanadi.
2. Yuvish: 2mol/L Na₂S eritmasidan foydalaning, qattiq suyuqlik nisbati 5:1, 80°C da 2 soat davomida aralashtiriladi.
3. Filtrlash: Filtrni press bilan filtrlang, qoldiq kam mishyakli surma konsentratidir
4. Regeneratsiya: Na₂S ni qayta tiklash uchun filtratga H₂S kiriting

3.1.3 Jarayon shartlari

• Na₂S konsentratsiyasi: 1,5-2,5mol/l
• Yuvish pH: 12-13
• Yuvish samaradorligi: As>90%, Sb yo'qolishi<5%

3.2 Kislotali oksidlovchi yuvish usuli

3.2.1 Prinsip

Tanlab eritish uchun FeCl₃ yoki H₂O₂ kabi oksidlovchilardan foydalanib, kislotali sharoitda mishyakning osonroq oksidlanishidan foydalanadi.

3.2.2 Jarayon oqimi

1. Yuvish: 1,5mol/l HCl eritmasiga 0,5mol/L FeCl₃ qo'shing, suyuqlik-qattiq nisbati 8:1
2. Potensial nazorat: Oksidlanish potentsialini 400-450 mV da saqlang (SHEga qarshi)
3. Qattiq-suyuqlikni ajratish: Vakuumli filtrlash, filtratni mishyakni qayta tiklashga yuboring
4. Yuvish: Filtr qoldiqlarini suyultirilgan xlorid kislota bilan 3 marta yuving

4. Elektrolitik tozalash usuli

4.1 Printsip

Surma (+0,212V) va mishyak (+0,234V) o'rtasidagi cho'kma potentsiallari farqidan foydalanadi.

4.2 Jarayon oqimi

1. Anod tayyorlash: 400 × 600 × 20 mm anodli plitalarga xom surma quying
2. Elektrolitlar tarkibi: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, qo'shimcha (jelatin) 0,5g/L
3. Elektroliz shartlari:
   • Oqim zichligi: 120-150A/m²
   • Hujayra kuchlanishi: 0,4-0,6 V
   • Harorat: 30-35°C
   • Elektrod masofasi: 100 mm
4. Tsikl: har 7-10 kunda hujayradan olib tashlang

4.3 Texnik ko'rsatkichlar

• Katodli surma tozaligi: ≥99,85%
• Arsenikni olib tashlash darajasi: >95%
• Joriy samaradorlik: 85-90%

5. Rivojlanayotgan mishyakni olib tashlash texnologiyalari

5.1 Vakuumli distillash

0,1-10Pa vakuum ostida, bug 'bosimi farqidan foydalanadi (As: 550 ° C da 133 Pa, Sb 1000 ° C talab qiladi).

5.2 Plazmaning oksidlanishi

Tanlangan arsenik oksidlanish, qisqa ishlov berish muddati (10-30 min), kam energiya iste'moli uchun past haroratli plazma (5000-10000K) dan foydalanadi.

6. Jarayonni taqqoslash va tanlash bo'yicha tavsiyalar

Tanlov bo'yicha tavsiyalar:

• Yuqori mishyakli ozuqa (As>3%): gidroksidi sulfid bilan yuvish afzalroq
• O'rtacha mishyak (0,5-3%): gidroksidi tozalash yoki elektroliz
• Kam arsenikli yuqori tozalik talablari: Elektrolitik tozalash tavsiya etiladi

7. Xulosa

Xom surmadan mishyakni olib tashlash xom ashyo xususiyatlarini, mahsulot talablarini va iqtisodiyotni har tomonlama hisobga olishni talab qiladi. An'anaviy pirometallurgiya usullari katta quvvatga ega, ammo sezilarli ekologik bosimga ega; gidrometallurgiya usullari kamroq ifloslanish, lekin uzoqroq jarayonlarga ega; elektrolitik usullar yuqori tozalikni hosil qiladi, lekin ko'proq energiya sarflaydi. Kelajakdagi rivojlanish yo'nalishlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

1. Samarali kompozitsion qo'shimchalarni ishlab chiqish
2. Ko'p bosqichli birlashtirilgan jarayonlarni optimallashtirish
3. Arsenik resurslaridan foydalanishni yaxshilash
4. Energiya iste'moli va ifloslantiruvchi chiqindilarni kamaytirish