1. Sarrera

Antimonioa, metal ez-ferriko garrantzitsu gisa, asko erabiltzen da suaren aurkako erresistentzietan, aleazioetan, erdieroaleetan eta beste arlo batzuetan. Hala ere, naturan dauden antimonio-meak askotan artsenikoarekin batera egoten dira, eta horrek artseniko-eduki handia sortzen du antimonio gordinak, eta horrek nabarmen eragiten du antimonio-produktuen errendimenduan eta aplikazioetan. Artikulu honek sistematikoki aurkezten ditu artsenikoa kentzeko hainbat metodo antimonio gordinaren arazketan, besteak beste, fintze pirometalurgikoa, fintze hidrometalurgikoa eta fintze elektrolitikoa, haien printzipioak, prozesu-fluxuak, funtzionamendu-baldintzak eta abantailak/desabantailak zehaztuz.

2. Artsenikoa kentzeko pirometalurgia-fintzea

2.1 Fintze alkalinoaren metodoa

2.1.1 Printzipioa

Fintze alkalinoaren metodoak artsenikoa kentzen du artsenikoaren eta metal alkalinoen konposatuen arteko erreakzioan oinarrituta, artsenatoak sortzeko. Erreakzio-ekuazio nagusiak:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Prozesuaren fluxua

1. Lehengaien prestaketa: Antimonio gordina xehatu 5-10 mm-ko partikuletan eta soda errautsarekin (Na₂CO₃) nahastu 10:1eko masa-erlazioan.
2. Urtzea: Berotu erreberberazio-labe batean 850-950 °C-ra, mantendu 2-3 orduz
3. Oxidazioa: Sartu aire konprimitua (0,2-0,3MPa presioa), 2-3m³/(h·t) emaria
4. Zepa eraketa: Gehitu gatz-nitrato (NaNO₃) kantitate egokia oxidatzaile gisa, antimonioaren pisuaren % 3-5eko dosia.
5. Zepa kentzea: 30 minutuz finkatu ondoren, gainazaleko zepa kendu
6. Errepikatu eragiketa: Errepikatu goiko prozesua 2-3 aldiz

2.1.3 Prozesuaren parametroen kontrola

• Tenperatura kontrola: Tenperatura optimoa 900 ± 20 ° C
• Alkali dosia: Artseniko edukiaren arabera egokitu, normalean antimonio pisuaren % 8-12
• Oxidazio denbora: 1-1,5 ordu oxidazio ziklo bakoitzeko

2.1.4 Artsenikoa kentzeko eraginkortasuna

Artseniko edukia % 2-5etik % 0,1-0,3ra murriztu dezake

2.2 Oxidazio-bolatilizazio metodoa

2.2.1 Printzipioa

Artseniko oxidoa (As₂O₃) antimonio oxidoa baino lurrunkorragoa delako ezaugarria erabiltzen du. As₂O₃ 193 °C-tan lurruntzen da soilik, Sb₂O₃-k, berriz, 656 °C behar ditu.

2.2.2 Prozesuaren fluxua

1. Urtu oxidatiboa: labe birakari batean berotu 600-650 °C-ra airea sartuz.
2. Gasen tratamendua: As₂O₃ lurrundua kondentsatu eta berreskuratu
3. Murrizketaren urtzea: Gainerako materiala 1200 °C-tan murriztea kokearekin.
4. Fintzea: Gehitu soda errauts kantitate txiki bat gehiago arazteko

2.2.3 Parametro nagusiak

• Oxigeno kontzentrazioa: % 21-28
• Egonaldi denbora: 4-6 ordu
• Labearen biraketa-abiadura: 0,5-1 bira/min

3. Artsenikoa kentzeko hidrometalurgia-fintzea

3.1 Alkali Sulfuroen Lixibiazio Metodoa

3.1.1 Printzipioa

Artseniko sulfuroak antimonio sulfuroak baino alkali sulfuro soluzioetan disolbagarritasun handiagoa duelako ezaugarria erabiltzen du. Erreakzio nagusia:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Disolbaezina

3.1.2 Prozesuaren fluxua

1. Sulfidazioa: Nahastu antimonio hauts gordina sufrearekin 1:0,3 masa-erlazioan, sulfidatu 500 °C-tan ordubetez.
2. Lixibiazioa: Erabili 2 mol/L Na₂S disoluzioa, likido-solido proportzioa 5:1, nahastu 80 °C-tan 2 orduz.
3. Iragazketa: Iragazki-prentsa batekin iragazi, hondarra artseniko gutxiko antimonio-kontzentratua da
4. Birsorkuntza: Sartu H₂S iragazkian Na₂S birsortzeko.

3.1.3 Prozesuaren baldintzak

• Na₂S kontzentrazioa: 1,5-2,5mol/L
• Lixibiazio pHa: 12-13
• Lixibiazio-eraginkortasuna: As>% 90, Sb galera <% 5

3.2 Azido oxidatiboko lixibiazio metodoa

3.2.1 Printzipioa

Artsenikoaren oxidazio errazagoa erabiltzen du baldintza azidoetan, FeCl₃ edo H₂O₂ bezalako oxidatzaileak erabiliz disoluzio selektiborako.

3.2.2 Prozesuaren fluxua

1. Lixibiazioa: 1,5 mol/L HCl disoluzioan, gehitu 0,5 mol/L FeCl₃, likido-solido proportzioa 8:1
2. Potentzialaren kontrola: Mantendu oxidazio-potentziala 400-450mV-tan (SHE-ren aldean)
3. Solido-likido bereizketa: Hutsean iragaztea, iragazkia artsenikoa berreskuratzeko gunera bidali
4. Garbiketa: Garbitu iragazkiaren hondakinak 3 aldiz azido klorhidriko diluituarekin.

4. Fintze elektrolitikoko metodoa

4.1 Printzipioa

Antimonioaren (+0,212V) eta artsenikoaren (+0,234V) arteko deposizio-potentzialen aldea erabiltzen du.

4.2 Prozesuaren fluxua

1. Anodoaren prestaketa: Antimonio gordina 400×600×20 mm-ko anodo plaketan bota.
2. Elektrolitoen konposizioa: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, gehigarria (gelatina) 0.5g/L
3. Elektrolisi baldintzak:
   • Korronte-dentsitatea: 120-150A/m²
   • Zelula-tentsioa: 0.4-0.6V
   • Tenperatura: 30-35 °C
   • Elektrodoen arteko distantzia: 100 mm
4. Zikloa: Zelulatik kendu 7-10 egunetik behin

4.3 Adierazle teknikoak

• Katodoaren antimonioaren purutasuna: ≥99.85%
• Artsenikoaren kentze-tasa: >95%
• Uneko eraginkortasuna: % 85-90

5. Artsenikoa kentzeko teknologia berriak

5.1 Hutsean destilatzea

0,1-10 Pa-ko hutsunepean, lurrun-presioaren diferentzia erabiltzen du (As: 133 Pa 550 °C-tan, Sb-k 1000 °C behar ditu).

5.2 Plasmaren oxidazioa

Tenperatura baxuko plasma erabiltzen du (5000-10000K) artsenikoaren oxidazio selektiborako, prozesatzeko denbora laburra (10-30 min), energia-kontsumo txikia.

6. Prozesuen konparaketa eta hautaketa gomendioak

Hautaketa gomendioak:

• Artseniko handiko elikadura (As>% 3): Alkali sulfuro lixibiatzea nahiago da
• Artseniko ertaina (% 0,5-3): Fintze alkalinoa edo elektrolisia
• Artseniko gutxiko purutasun handiko eskakizunak: Fintze elektrolitikoa gomendatzen da

7. Ondorioa

Antimonio gordinaren artsenikoa kentzeak lehengaien ezaugarriak, produktuaren eskakizunak eta ekonomia sakonki kontuan hartzea eskatzen du. Pirometalurgia metodo tradizionalek ahalmen handia dute, baina ingurumen-presio handia; hidrometalurgia metodoek kutsadura gutxiago dute, baina prozesu luzeagoak; metodo elektrolitikoek purutasun handia ekoizten dute, baina energia gehiago kontsumitzen dute. Etorkizuneko garapen-ildoen artean daude:

1. Konpositezko gehigarri eraginkorrak garatzea
2. Etapa anitzeko prozesu konbinatuen optimizazioa
3. Artseniko baliabideen erabilera hobetzea
4. Energia-kontsumoa eta kutsadura-isuriak murriztea