Arsenik damıtma ve saflaştırma işlemi

Arsenik damıtma ve saflaştırma işlemi, arsenik ve bileşiklerinin uçuculuk farkından yararlanılarak ayırma ve saflaştırma yöntemi olup, özellikle arsenik içerisindeki kükürt, selenyum, tellür ve diğer safsızlıkların giderilmesi için uygundur.İşte önemli adımlar ve dikkat edilmesi gerekenler:

1.Hammadde ön işlemi

• Ham arseniğin kaynakları: genellikle arsenik içeren minerallerin (örneğin arsenit, realgar) eritilmesinin yan ürünü olarak veya geri dönüştürülmüş arsenik içeren atık olarak elde edilir.
• Oksidatif kavurma(isteğe bağlı): Hammadde arsenik sülfür ise (örneğin As₂S₃), uçucu As₂O₃'ye dönüştürülmesi için önce kavrulması gerekir

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

2.Damıtma ünitesi

• Teçhizat: Kuvars veya seramik imbik (korozyona dayanıklı, yüksek sıcaklığa dayanıklı), kondenser borusu ve alma şişesi ile donatılmıştır.
• Eylemsiz koruma: Arsenik oksidasyonunu veya patlama riskini önlemek için azot veya karbondioksit verilir (arsenik buharı yanıcıdır).

3.Damıtma işlemi

• Sıcaklık kontrolü:
  • Arsenik süblimasyonu: 500-600 °C'de As₂O₃ süblimasyonu (yaklaşık 615 °C'de saf arsenik süblimasyonu)).
  • Kirlilik ayrımı: Kükürt ve selenyum gibi düşük kaynama noktalı safsızlıklar tercihen uçurulur ve segmentli yoğunlaşma ile ayrılabilir.
• Yoğunlaşma toplama: Arsenik buharı, yoğunlaşma bölgesinde (100-200°C) yüksek saflıkta As₂O₃ veya element arseniğe yoğunlaşır).

4.Son işleme

• Kesinti(elemental arsenik gerekiyorsa): As₂O₃'nin karbon veya hidrojenle indirgenmesi

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

• Vakum damıtma: element arseniğin daha ileri saflaştırılması ve uçucu kalıntı maddelerin uzaklaştırılması.

5.Önlemler

• Toksisite koruması: Tüm proses kapalı sistem olup, arsenik kaçağı tespiti ve acil arıtma ekipmanları ile donatılmıştır.
• Kuyruk gazı arıtımı:Yoğunlaşmadan sonra, As₂O₃'yi önlemek için kuyruk gazının kostik çözeltisi (NaOH gibi) veya aktif karbon adsorpsiyonu ile emilmesi gerekiremisyonlar.
• Arsenik metal depolama: Oksidasyon veya su kaybını önlemek için inert bir atmosferde saklanır.

6. SaflıkGeliştirme

• Çok aşamalı damıtma: Tekrarlanan damıtma saflığı %99,99'un üzerine çıkarabilir.
• Bölge erimesi (isteğe bağlı): Metal safsızlıklarını daha da azaltmak için elementel arseniğin bölgesel rafinasyonu.

Uygulama alanları

Yüksek saflıkta arsenik yarı iletken malzemelerde (örneğin GaAs) kullanılırkristaller), alaşım katkı maddeleri veya özel camların üretiminde.süreçlerin güvenliği ve atıkların usulüne uygun şekilde bertarafını sağlamak için sıkı çevre düzenlemelerine uyması gerekir.