1. Kirish

Muhim rangli metall sifatida surma olovni saqlovchi moddalar, qotishmalar, yarimo'tkazgichlar va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Biroq, tabiatdagi surma rudalari ko'pincha mishyak bilan birga mavjud bo'lib, natijada xom surma tarkibida mishyak miqdori yuqori bo'ladi, bu esa surma mahsulotlarining ishlashi va qo'llanilishiga sezilarli ta'sir qiladi. Ushbu maqolada xom surmani tozalashda mishyakni olib tashlashning turli usullari, jumladan, pirometallurgik tozalash, gidrometallurgik tozalash va elektrolitik tozalash tizimli ravishda taqdim etiladi, ularning tamoyillari, jarayon oqimlari, ish sharoitlari va afzalliklari/kamchiliklari batafsil bayon etiladi.

2. Mishyakni olib tashlash uchun pirometallurgik tozalash

2.1 Ishqoriy tozalash usuli

2.1.1 Printsip

Ishqoriy tozalash usuli mishyak va ishqoriy metall birikmalari orasidagi reaksiya asosida arsenatlarni hosil qilish asosida 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 maydalang va sodali suv (Na₂CO₃) bilan 10:1 massa nisbatida aralashtiring.
2. Erish: Reverberator pechda 850-950°C gacha qizdiring, 2-3 soat davomida ushlab turing
3. Oksidlanish: Siqilgan havoni kiriting (bosim 0,2-0,3MPa), oqim tezligi 2-3 m³/(soat·t)
4. Shlak hosil bo'lishi: Oksidlovchi sifatida tegishli miqdorda selitra (NaNO₃) qo'shing, dozasi surma og'irligining 3-5% ni tashkil qiladi.
5. Shlakni olib tashlash: 30 daqiqa cho'kkandan so'ng, sirt shlaklarini olib tashlang
6. Amaliyotni takrorlang: Yuqoridagi jarayonni 2-3 marta takrorlang

2.1.3 Jarayon parametrlarini boshqarish

• Haroratni boshqarish: Optimal harorat 900±20°C
• Ishqoriy dozasi: Mishyak miqdoriga qarab sozlang, odatda surma og'irligining 8-12% ni tashkil qiladi
• Oksidlanish vaqti: har bir oksidlanish sikli uchun 1-1,5 soat

2.1.4 Mishyakni olib tashlash samaradorligi

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

2.2 Oksidlovchi uchuvchanlik usuli

2.2.1 Printsip

Mishyak oksidi (As₂O₃) surma oksidiga qaraganda uchuvchanroq degan xususiyatdan foydalanadi. As₂O₃ atigi 193°C da uchuvchan bo'ladi, Sb₂O₃ esa 656°C da uchuvchan bo'ladi.

2.2.2 Jarayon oqimi

1. Oksidlovchi eritish: Aylanma pechda havo kiritish bilan 600-650°C gacha qizdiring
2. Tutun gazini tozalash: Kondensatsiyalanadi va uchuvchan As₂O₃ ni qaytarib oladi
3. Qayta eritish: Qolgan materialni 1200°C da koks bilan kamaytiring
4. Qayta ishlash: Keyingi 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. Mishyakni olib tashlash uchun gidrometallurgik tozalash

3.1 Ishqoriy sulfidni eritib yuborish usuli

3.1.1 Printsip

Mishyak sulfidining ishqoriy sulfid eritmalarida surma sulfidiga qaraganda yuqori eruvchanlikka ega ekanligi xususiyatidan foydalanadi. Asosiy reaksiya:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Erimaydigan

3.1.2 Jarayon oqimi

1. Sulfidlash: Xom surma kukunini oltingugurt bilan 1:0,3 massa nisbatida aralashtiring, 500°C da 1 soat davomida sulfidlang.
2. Tandirda eritish: 2 mol/L Na₂S eritmasidan foydalaning, suyuqlik-qattiq nisbati 5:1, 80°C da 2 soat davomida aralashtiring
3. Filtrlash: Filtr pressi bilan filtrlang, qoldiq kam mishyakli surma konsentratidir
4. Regeneratsiya: Na₂S ni qayta tiklash uchun filtratga H₂S ni kiriting

3.1.3 Jarayon shartlari

• Na₂S konsentratsiyasi: 1,5-2,5mol/l
• Tanlab eritmaga o'tkazish pH qiymati: 12-13
• Tanlab eritmaga o'tkazish samaradorligi: As> 90%, Sb yo'qotilishi <5%

3.2 Kislotali oksidlovchi eritma usuli

3.2.1 Printsip

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

3.2.2 Jarayon oqimi

1. Tandirda eritish: 1,5 mol/L HCl eritmasiga 0,5 mol/L FeCl₃ qo'shing, suyuqlik-qattiq nisbati 8:1
2. Potensialni boshqarish: Oksidlanish potensialini 400-450 mV da saqlang (SHE ga nisbatan)
3. Qattiq-suyuq 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 potensiallari farqidan foydalanadi.

4.2 Jarayon oqimi

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

4.3 Texnik ko'rsatkichlar

• Katod surmasining sofligi: ≥99.85%
• Mishyakni 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 (550°C da 133Pa, Sb uchun 1000°C talab qilinadi).

5.2 Plazma oksidlanishi

Selektiv mishyak oksidlanishi, qisqa ishlov berish vaqti (10-30 daqiqa), kam energiya sarfi uchun past haroratli plazmadan (5000-10000K) foydalanadi.

6. Jarayonlarni taqqoslash va tanlash bo'yicha tavsiyalar

Tanlov bo'yicha tavsiyalar:

• Yuqori mishyak miqdoridagi ozuqa (As>3%): Ishqoriy sulfidni eritib yuborishni afzal ko'radi
• O'rtacha mishyak (0,5-3%): Ishqoriy tozalash yoki elektroliz
• Kam mishyakli yuqori tozalik talablari: Elektrolitik tozalash tavsiya etiladi

7. Xulosa

Xom surmadan mishyakni olib tashlash xom ashyo xususiyatlari, mahsulot talablari va iqtisodiyotni har tomonlama ko'rib chiqishni talab qiladi. An'anaviy pirometallurgik usullar katta quvvatga ega, ammo sezilarli atrof-muhit bosimiga ega; gidrometallurgik usullar kamroq ifloslanishga ega, ammo jarayonlar uzoqroq; elektrolitik usullar yuqori tozalikni ta'minlaydi, ammo ko'proq energiya sarflaydi. Kelajakdagi rivojlanish yo'nalishlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

1. Samarali kompozit qo'shimchalarni ishlab chiqish
2. Ko'p bosqichli birlashtirilgan jarayonlarni optimallashtirish
3. Mishyak resurslaridan foydalanishni yaxshilash
4. Energiya sarfini va ifloslanish chiqindilarini kamaytirish