1. ആമുഖം

ഒരു പ്രധാന നോൺ-ഫെറസ് ലോഹമെന്ന നിലയിൽ ആന്റിമണി, ജ്വാല പ്രതിരോധകങ്ങൾ, അലോയ്കൾ, സെമികണ്ടക്ടറുകൾ, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പ്രകൃതിയിലെ ആന്റിമണി അയിരുകൾ പലപ്പോഴും ആർസെനിക്കുമായി സഹവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് അസംസ്കൃത ആന്റിമണിയിൽ ഉയർന്ന ആർസെനിക് ഉള്ളടക്കത്തിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ആന്റിമണി ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ പ്രകടനത്തെയും പ്രയോഗങ്ങളെയും സാരമായി ബാധിക്കുന്നു. പൈറോമെറ്റലർജിക്കൽ റിഫൈനിംഗ്, ഹൈഡ്രോമെറ്റലർജിക്കൽ റിഫൈനിംഗ്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് റിഫൈനിംഗ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ, അസംസ്കൃത ആന്റിമണി ശുദ്ധീകരണത്തിൽ ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള വിവിധ രീതികൾ ഈ ലേഖനം വ്യവസ്ഥാപിതമായി പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു, അവയുടെ തത്വങ്ങൾ, പ്രക്രിയ പ്രവാഹങ്ങൾ, പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ, ഗുണങ്ങൾ/ദോഷങ്ങൾ എന്നിവ വിശദീകരിക്കുന്നു.

2. ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പൈറോമെറ്റലർജിക്കൽ റിഫൈനിംഗ്

2.1 ആൽക്കലൈൻ ശുദ്ധീകരണ രീതി

2.1.1 തത്വം

ആൽക്കലൈൻ ശുദ്ധീകരണ രീതി ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്ത് ആൽക്കലൈൻ ലോഹ സംയുക്തങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ആർസെനിക് ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇത് ആർസെനേറ്റുകളായി മാറുന്നു. പ്രധാന പ്രതിപ്രവർത്തന സമവാക്യങ്ങൾ:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 പ്രോസസ് ഫ്ലോ

1. അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കൽ: അസംസ്കൃത ആന്റിമണി 5-10 മില്ലീമീറ്റർ കണികകളാക്കി പൊടിച്ച് 10:1 എന്ന മാസ് അനുപാതത്തിൽ സോഡാ ആഷുമായി (Na₂CO₃) കലർത്തുക.
2. ഉരുക്കൽ: ഒരു റിവർബറേറ്ററി ചൂളയിൽ 850-950°C വരെ ചൂടാക്കുക, 2-3 മണിക്കൂർ പിടിക്കുക.
3. ഓക്സിഡേഷൻ: കംപ്രസ് ചെയ്ത വായു (മർദ്ദം 0.2-0.3MPa), ഫ്ലോ റേറ്റ് 2-3m³/(h·t) അവതരിപ്പിക്കുക.
4. സ്ലാഗ് രൂപീകരണം: ആന്റിമണി ഭാരത്തിന്റെ 3-5% അളവിൽ ഓക്സിഡന്റായി സാൾട്ട്പീറ്റർ (NaNO₃) ഉചിതമായ അളവിൽ ചേർക്കുക.
5. സ്ലാഗ് നീക്കം ചെയ്യൽ: 30 മിനിറ്റ് നേരം വച്ചതിനുശേഷം, ഉപരിതല സ്ലാഗ് നീക്കം ചെയ്യുക.
6. ആവർത്തന പ്രവർത്തനം: മുകളിലുള്ള പ്രക്രിയ 2-3 തവണ ആവർത്തിക്കുക.

2.1.3 പ്രോസസ് പാരാമീറ്റർ നിയന്ത്രണം

• താപനില നിയന്ത്രണം: ഒപ്റ്റിമൽ താപനില 900±20°C
• ആൽക്കലി അളവ്: ആർസെനിക് ഉള്ളടക്കം അനുസരിച്ച് ക്രമീകരിക്കുക, സാധാരണയായി ആന്റിമണി ഭാരത്തിന്റെ 8-12%.
• ഓക്സിഡേഷൻ സമയം: ഓരോ ഓക്സിഡേഷൻ സൈക്കിളിലും 1-1.5 മണിക്കൂർ

2.1.4 ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്യൽ കാര്യക്ഷമത

ആർസെനിക് അളവ് 2-5% ൽ നിന്ന് 0.1-0.3% ആയി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

2.2 ഓക്സിഡേറ്റീവ് വോളറ്റൈലൈസേഷൻ രീതി

2.2.1 തത്വം

ആന്റിമണി ഓക്സൈഡിനേക്കാൾ ആർസെനിക് ഓക്സൈഡ് (As₂O₃) കൂടുതൽ ബാഷ്പീകരണശേഷിയുള്ളതാണെന്ന സ്വഭാവം ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. As₂O₃ 193°C ൽ മാത്രം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു, അതേസമയം Sb₂O₃ ന് 656°C ആവശ്യമാണ്.

2.2.2 പ്രോസസ് ഫ്ലോ

1. ഓക്സിഡേറ്റീവ് സ്മെൽറ്റിംഗ്: ഒരു റോട്ടറി ചൂളയിൽ വായു കയറ്റി 600-650°C വരെ ചൂടാക്കുക.
2. ഫ്ലൂ ഗ്യാസ് ചികിത്സ: ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ട As₂O₃ ഘനീഭവിപ്പിച്ച് വീണ്ടെടുക്കുക.
3. റിഡക്ഷൻ സ്മെൽറ്റിംഗ്: കോക്ക് ഉപയോഗിച്ച് 1200°C-ൽ ശേഷിക്കുന്ന മെറ്റീരിയൽ കുറയ്ക്കുക.
4. ശുദ്ധീകരണം: കൂടുതൽ ശുദ്ധീകരണത്തിനായി ചെറിയ അളവിൽ സോഡാ ആഷ് ചേർക്കുക.

2.2.3 പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകൾ

• ഓക്സിജൻ സാന്ദ്രത: 21-28%
• താമസ സമയം: 4-6 മണിക്കൂർ
• ചൂള ഭ്രമണ വേഗത: 0.5-1r/മിനിറ്റ്

3. ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഹൈഡ്രോമെറ്റലർജിക്കൽ റിഫൈനിംഗ്

3.1 ആൽക്കലി സൾഫൈഡ് ലീച്ചിംഗ് രീതി

3.1.1 തത്വം

ആൽക്കലി സൾഫൈഡ് ലായനികളിൽ ആന്റിമണി സൾഫൈഡിനേക്കാൾ ആർസെനിക് സൾഫൈഡിന് ഉയർന്ന ലയിക്കുന്ന സ്വഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രധാന പ്രതിപ്രവർത്തനം:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → ലയിക്കാത്തത്

3.1.2 പ്രോസസ് ഫ്ലോ

1. സൾഫിഡേഷൻ: അസംസ്കൃത ആന്റിമണി പൊടി 1:0.3 മാസ് അനുപാതത്തിൽ സൾഫറുമായി കലർത്തി, 500°C-ൽ 1 മണിക്കൂർ സൾഫൈഡൈസ് ചെയ്യുക.
2. ലീച്ചിംഗ്: 2mol/L Na₂S ലായനി ഉപയോഗിക്കുക, ദ്രാവക-ഖര അനുപാതം 5:1, 80°C-ൽ 2 മണിക്കൂർ ഇളക്കുക.
3. ഫിൽട്രേഷൻ: ഫിൽറ്റർ പ്രസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഫിൽട്ടർ ചെയ്യുക, അവശിഷ്ടം കുറഞ്ഞ ആർസെനിക് ആന്റിമണി കോൺസെൻട്രേറ്റാണ്.
4. പുനരുജ്ജീവനം: Na₂S പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കുന്നതിന് ഫിൽട്രേറ്റിലേക്ക് H₂S ചേർക്കുക.

3.1.3 പ്രക്രിയ വ്യവസ്ഥകൾ

• Na₂S സാന്ദ്രത: 1.5-2.5mol/L
• ലീച്ചിംഗ് pH: 12-13
• ലീച്ചിംഗ് കാര്യക്ഷമത: അസ്> 90%, എസ്ബി നഷ്ടം<5%

3.2 ആസിഡിക് ഓക്സിഡേറ്റീവ് ലീച്ചിംഗ് രീതി

3.2.1 തത്വം

അമ്ലാവസ്ഥയിൽ ആർസെനിക്കിന്റെ എളുപ്പത്തിലുള്ള ഓക്സീകരണം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു, തിരഞ്ഞെടുത്ത ലയനത്തിനായി FeCl₃ അല്ലെങ്കിൽ H₂O₂ പോലുള്ള ഓക്സിഡന്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

3.2.2 പ്രോസസ് ഫ്ലോ

1. ലീച്ചിംഗ്: 1.5mol/L HCl ലായനിയിൽ, 0.5mol/L FeCl₃ ചേർക്കുക, ദ്രാവക-ഖര അനുപാതം 8:1.
2. പൊട്ടൻഷ്യൽ നിയന്ത്രണം: 400-450mV (vs.SHE)-ൽ ഓക്‌സിഡേഷൻ പൊട്ടൻഷ്യൽ നിലനിർത്തുക.
3. ഖര-ദ്രാവക വേർതിരിവ്: വാക്വം ഫിൽട്രേഷൻ, ആർസെനിക് വീണ്ടെടുക്കലിലേക്ക് ഫിൽട്രേറ്റ് അയയ്ക്കുക.
4. കഴുകൽ: നേർപ്പിച്ച ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് ഉപയോഗിച്ച് ഫിൽട്ടർ അവശിഷ്ടം 3 തവണ കഴുകുക.

4. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് റിഫൈനിംഗ് രീതി

4.1 തത്വം

ആന്റിമണി (+0.212V) യും ആർസെനിക് (+0.234V) യും തമ്മിലുള്ള നിക്ഷേപ പൊട്ടൻഷ്യലുകളിലെ വ്യത്യാസം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

4.2 പ്രോസസ് ഫ്ലോ

1. ആനോഡ് തയ്യാറാക്കൽ: 400×600×20mm ആനോഡ് പ്ലേറ്റുകളിലേക്ക് അസംസ്കൃത ആന്റിമണി കാസ്റ്റ് ചെയ്യുക.
2. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഘടന: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, അഡിറ്റീവ് (ജെലാറ്റിൻ) 0.5g/L
3. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ അവസ്ഥകൾ:
   • നിലവിലെ സാന്ദ്രത: 120-150A/m²
   • സെൽ വോൾട്ടേജ്: 0.4-0.6V
   • താപനില: 30-35°C
   • ഇലക്ട്രോഡ് ദൂരം: 100 മിമി
4. സൈക്കിൾ: ഓരോ 7-10 ദിവസത്തിലും സെല്ലിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യുക.

4.3 സാങ്കേതിക സൂചകങ്ങൾ

• കാഥോഡ് ആന്റിമണി പരിശുദ്ധി: ≥99.85%
• ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്യൽ നിരക്ക്: >95%
• നിലവിലെ കാര്യക്ഷമത: 85-90%

5. എമേർജിംഗ് ആർസെനിക് റിമൂവൽ ടെക്നോളജീസ്

5.1 വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ

0.1-10Pa വാക്വം പരിധിയിൽ, നീരാവി മർദ്ദ വ്യത്യാസം ഉപയോഗിക്കുന്നു (550°C-ൽ 133Pa, Sb-ന് 1000°C ആവശ്യമാണ്).

5.2 പ്ലാസ്മ ഓക്സിഡേഷൻ

സെലക്ടീവ് ആർസെനിക് ഓക്സീകരണം, കുറഞ്ഞ പ്രോസസ്സിംഗ് സമയം (10-30 മിനിറ്റ്), കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം എന്നിവയ്ക്കായി താഴ്ന്ന താപനില പ്ലാസ്മ (5000-10000K) ഉപയോഗിക്കുന്നു.

6. പ്രക്രിയ താരതമ്യവും തിരഞ്ഞെടുപ്പ് ശുപാർശകളും

തിരഞ്ഞെടുക്കൽ ശുപാർശകൾ:

• ഉയർന്ന ആർസെനിക് ഉള്ള ഫീഡ് (As>3%): ആൽക്കലി സൾഫൈഡ് ലീച്ചിംഗ് തിരഞ്ഞെടുക്കുക
• മീഡിയം ആർസെനിക് (0.5-3%): ആൽക്കലൈൻ ശുദ്ധീകരണം അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം
• കുറഞ്ഞ ആർസെനിക് ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി ആവശ്യകതകൾ: ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ശുദ്ധീകരണം ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു

7. ഉപസംഹാരം

അസംസ്കൃത ആന്റിമണിയിൽ നിന്ന് ആർസെനിക് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിന് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സവിശേഷതകൾ, ഉൽപ്പന്ന ആവശ്യകതകൾ, സാമ്പത്തികശാസ്ത്രം എന്നിവയുടെ സമഗ്രമായ പരിഗണന ആവശ്യമാണ്. പരമ്പരാഗത പൈറോമെറ്റലർജിക്കൽ രീതികൾക്ക് വലിയ ശേഷിയുണ്ടെങ്കിലും ഗണ്യമായ പാരിസ്ഥിതിക സമ്മർദ്ദമുണ്ട്; ഹൈഡ്രോമെറ്റലർജിക്കൽ രീതികൾക്ക് മലിനീകരണം കുറവാണ്, പക്ഷേ പ്രക്രിയകൾ ദൈർഘ്യമേറിയതാണ്; ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് രീതികൾ ഉയർന്ന ശുദ്ധത ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്നു, പക്ഷേ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഭാവിയിലെ വികസന ദിശകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

1. കാര്യക്ഷമമായ സംയുക്ത അഡിറ്റീവുകൾ വികസിപ്പിക്കൽ
2. മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് സംയോജിത പ്രക്രിയകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു
3. ആർസെനിക് വിഭവ വിനിയോഗം മെച്ചപ്പെടുത്തൽ
4. ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും മലിനീകരണ ഉദ്‌വമനവും കുറയ്ക്കൽ