PL79418B1 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- PL79418B1 PL79418B1 PL1968129968A PL12996868A PL79418B1 PL 79418 B1 PL79418 B1 PL 79418B1 PL 1968129968 A PL1968129968 A PL 1968129968A PL 12996868 A PL12996868 A PL 12996868A PL 79418 B1 PL79418 B1 PL 79418B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- arsenic
- ammonia
- gas
- temperature
- crystalline
- Prior art date
Links
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 51
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 35
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229960002594 arsenic trioxide Drugs 0.000 claims description 15
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- LULLIKNODDLMDQ-UHFFFAOYSA-N arsenic(3+) Chemical compound [As+3] LULLIKNODDLMDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N arsenic trioxide Inorganic materials O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910000413 arsenic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- HJTAZXHBEBIQQX-UHFFFAOYSA-N 1,5-bis(chloromethyl)naphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(CCl)=CC=CC2=C1CCl HJTAZXHBEBIQQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 12
- IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N a1010_sial Chemical compound O=[As]O[As]=O IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- -1 ASCl3 Chemical class 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical compound [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000005374 Poisoning Diseases 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940000489 arsenate Drugs 0.000 description 1
- 229910000070 arsenic hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N arsenite(1-) Chemical compound O[As](O)[O-] AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000012719 wet electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/04—Obtaining arsenic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Proces wytwarzania metalicznego arsenu krystalicznego w sposób ciagly oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy nowego procesu wytwarzania metalicznego arsenu krystalicznego w sposób cia¬ gly, przez redukcje zwiazku arsenowego w fazie ga¬ zowej amoniakiem, oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu.Metaliczny arsen moze byc wytwarzany w rózny sposób, na przyklad metoda elektrochemiczna, przez termiczny rozklad zwiazków arsenu w fazie gazo¬ wej, oraz w róznych procesach redukcji.Znany jest sposób redukcji zwiazków arsenu w fazie gazowej. Zwiazkiem arsenowym uzytym do tego celu moze byc halogenek, taki jak ASCI3, siarczek, taki jak AS2S3, tlenek AS2O3, arsenian i arsenin lub organiczne zwiazki arsenu. Czynni¬ kami redukujacymi moga byc wodór gazowy, tlenek wegla lub mieszanina obu tych gazów. Popularny sposób techniczny stanowi redukcja trójtlenku arsenu weglem w stalowym cylindrycznym reakto¬ rze, przez ogrzewanie, przy czym metal osadza sie w chlodzonej czesci reaktora.Praktyczne doswiadczenia wskazuja, ze proces ten obciazony jest wieloma wadami. Na przyklad stwierdzono, ze wplywa on szkodliwie na zdrowie pracowników przy nim zatrudnionych i ze towa¬ rzyszy mu mozliwosc wybuchu. Pozadane byloby równiez zwiekszenie szybkosci przebiegu procesu.Ponadto pary arsenu dzialaja silnie korodujaco, szczególnie gdy skraplaja sie w postaci metalicz¬ nego ciala stalego. Na skutek tego zywotnosc apa¬ ratu znacznie sie skraca. 2 Poszukiwano mozliwosci zastosowania w apara¬ turze metalu o wiekszej wytrzymalosci na korozje i sposobu, który zmniejszalby korozyjne dzialanie procesu i dawalby wieksza czystosc otrzymywanego 5 arsenu. Arsen skraplajac sie reaguje latwo z po¬ wierzchnia materialu, z którego zbudowany jest skraplacz, szczególnie gdy kondensacji towarzyszy przemiana krystaliczna, nawet jezeli material, z któ¬ rego skraplacz jest zbudowany, jest z wysokojako- 10 sciowej stali stopowej, zanieczyszczenia takie jak Fe, Ni, Co, Cr, Mo, Cu i Mn latwo lacza sie z arse¬ nem. Arsen moze równiez reagowac z powierzchnia metalu tworzac arsenki. Pozadane byloby równiez otrzymywac mozliwie najwieksze ilosci arsenu kon- 15 densujacego w trygonalnej postaci krystalicznej o gestosci 5,7 — 5,8. W zasadzie arsen metaliczny kondensuje w dwóch postaciach, mianowicie amor¬ ficznej i krystalicznej, jednak wieksze znaczenie przemyslowe posiada arsen krystaliczny. 20 Wynalazek stanowi ulepszenie sposobu wytwarza¬ nia metalicznego arsenu i urzadzenia sluzacego do prowadzenia procesu wytwarzania tym sposobem.W sposobie wedlug wynalazku zwiazek arsenu w jednorodnej fazie gazowej poddaje sie redukcji 25 wodorem wytworzonym in situ podczas termicz¬ nego rozkladu amoniaku. Reakcje prowadzi sie w specjalnym urzadzeniu, w którym proces prze¬ biega w sposób ciagly, z duza szybkoscia. Zgodnie z wynalazkiem uzyskuje sie duza wydajnosc meta- 30 licznego arsenu w pozadanej postaci krystalicznej. tÓ 418mu korzystnie stosuje sie jako surowiec wyjsciowy trójtlenek arsenu, poniewaz jest on niedrogi i moze byc otrzymywany przemyslowo w postaci bardzo czystej, a ponadto nie wytwarzaja sie przy tym zadne inne produkty uboczne, oprócz wody. Moga byc stosowane równiez inne zwiazki arsenu, które maja odpowiednia preznosc pary w temperaturze reakcji, jednakze wynalazek w czesci opisowej be¬ dzie odnosil sie do trójtlenku arsenu, jako surowca wyjsciowego.W korzystnym sposobie wytwarzania, zgodnie strumienia amoniaku w postaci drobnoziarnistego proszku. Szybkosc i turbulencja przeplywu gazu powinna byc taka, azeby ziarenka tlenku byly w strefie reakcji jednorodnie rozproszone. Miesza¬ nine ogrzewa sie szybko do 500—1000°C. Tlenek szybko zamienia sie w pare, podczas gdy-równo¬ czesnie amoniak rozklada sie na wodór i azot. Uwol¬ niony wodór redukuje tlenek arsenu i tworzy sie elementarny arsen, azot i para wodna, wedlug na¬ stepujacych równan: 1. NH8 (gaz) z± 1/2 N2 -I- 3/2 H2 2. As40e (gaz) + 6 .'3r^ A*4 teatf H-fclitO fca*) i Termodynamiczne warunki reakcji przedstawiono na fig.X 3. Na fig. 1 log Kp podano dla odwrotnosci re¬ akcji wedlug równania 1: log / *N2 •f PHj a molowy procent H2 w zaleznosci od temperatury.Na fig. 2 przedstawiono odpowiednio log Kp dla reakcji wedlug rówtiania^r log 9A*-*6E*0 w ^zaleznosci od temperatury. Fig. 3 przedstawia próznosc par A^O* i -A^ w .róznych temperatu¬ rach.W stanie równowagi .chemicznej,praktycznie caly arsen wystepuje w temperaturze reakcji jako me¬ tal, przy czym zarówno tlenek .jak .i arsen maja znaczna .preznosc par, jak widac na fig.-3.Jleakcje przebiegaja szybko, .poniewaz przy zastosowaniu amoniaku nastepuje znacznie szybsza redukcja niz przy zastosowaniu gazowego wodoru lub tlenku wegla. Nalezy przypuszczac, ze przyczyna tego Jest powstawanie podczas rozkladu amoniaku wodoru w postaci atomowej, wskutek-czego wodór reaguje natychmiast z tlenkiem -arsenu w momencie -two¬ rzenia wedlug równania 2. Reakcje ^lancuchowe, przedstawione w reakcjach wedlug równan 1 i 2, w których tworzy sie arsen czasteczkowy, nastepuja wówczas -bardzo szybko.Mierzac -szybkosc rozkladu amoniaku w reaktorze w tych samych w zasadzie -warunkach,-ale ^nie¬ obecnosci arsenu, mozna .zaobserwowac* *e rozklad ten,nastepuje -znacznie wolniej. Tak wiec -arsen lub tlenek arsenu -dzialaja w pewnym stopniu, jak ka¬ talizatory. X^astkowa preznosc wodoru w,reaktorze oponiejsaa.^ie wskutek *«ealtfywiiGsci 4»odaru4*1*00 10 15 20 30 38 -40 *45 *i0 55 szybkiej konwersji. Praktycznie -stwierdzono* przy zastosowaniu stechior»dt*y«znycii istosunków ilosciowych reagentów lub niewielkiego : nadmiaru amoniaku, dla dokonania calkowitej redukcji trój¬ tlenku arsenu do arsenu metalicznego, wystarczy, azeby gazowa mieszanina reagentów przebywala w~ternperaturze 700—100Ó°C przez okres tylko okolo 1 minuty. W przypadku innych 4y|fcwych srodków redukujacych, takich jak wodór lub tlenek wegla, czas reakcji jest znacznie dluzszy, rzedu jednego lub wielu dziesiatków minut, a wydajnosc jest du¬ zo mniejsza.Korzysci osiagane przez wprowadzenie tlenku w bardzo rozdrobnionej postaci do «zybko przeply¬ wajacego strumienia gazowego amoniaku wynikaja z mozliwosci dostarczania suaoweów do reaktora, wzglednie prostym sposobem 4*az ' dobrze^zestawionej mieszaniny reakcyjnej przez od¬ parowanie tlenku arsenu. Reakcja tworzenia sie pierwiastkowego arsenu jest lekko egzotermiczna (JH 1273°K = —32,4 Kcal/mol As4). Bilans cieplny procesu jest przez to technicznie i ekonomicznie korzystny.To zakonczeniu reakcji w sposobie wedlug wy* zalazku, gwzowa Tnieszanina zawiera-pierwiastkowy arsen, wode, azot i troche amoniaku, jesli stosuje sie jego nadmiar oraz slady wodoru, przy czym w warunkach procesu nie jest mozliwe tworzenie sie wodorku arsenu w samym reaktorze lub poza nim. -Po zakonczeniu reakcji gazowa mieszanine ochladza sie celem wytracenia krystalicznego ar¬ senu. Fig. 3 wykazuje, ze preznosc par arsenu w temperaturze ponizej 470°C jest niska i niezbedne jest ochlodzenie mieszaniny gazowej do tej tem¬ peratury.Istnieja co najmniej cztery rózne postacie arsenu ¦pierwiastkowego, z których trzy wykazuja amor* iicznosc stwierdzona w badaniach promieniami X, natomiast jedna jest krystaliczna. Pozadane jest oczywiscie otrzymanie arsenu w postaci krystalicz¬ nej. Tworzy sie ona w rzakresie temperatur 470— 250°C, najszybciej jcdnafc w zakresie temperatur -350—250°£. Istotne jest, azeby kondensacja zostala zakonczona w temperaturze okolo 200°C, wówczas -równowazna preznosc pary wynosi PA^4 = 3,31 •'¦ 10"4 mm*Hg. Trzeba wziac: pod uwage, ze czas zestalania sie gazu w procesie kondensacji jest znacznie dluz¬ szy, niz czas trwania samej Teakcji. Straty moga byc utrzymane na*niskim poziomie, choc straty ar¬ senu sa wieksze przez ulatnianie sie z: gazami wy¬ lotowymi, niz straty odpowiadajace preznosci pary w równowadze. Jak wspomniano wyzej, kondensu- jacy arsen koroduje powierzchnie kondensatora, tworzac arsenki i zjawiska tego bardzo trudno uniknac. Powoduje to bardzo duza przyczepnosc arsenu -do powierzchni skraplacza, wskutek czego trudno jest go od tej powierzchni oddzielic. Z tego powodu wybór materialu tworzacego powierzchnie kondensatora jest bardzo ograniczony i zgodnie z wynalazkiem stwierdzono, ze najlepsze wyniki daja rózne typy szkla, jak borokrzemianowe i kwar¬ cowe oraz aluminium. Arsen latwo sie od nich daje oddzielic lub sam odpada po ochlodzeniu. Kry¬ staliczny arsen otrzymany sposobem wedlug wyna¬ lazku jest po wytraceniu bardzo czysty i-najwyz-mu 5 t Szej jakosci. Calkowita zawartosc zanieczyszczen utrzymuje sie na poziomie okolo 100 gramów na tone (zawartosc metalicznego arsenu 99,89%) przy uzyciu zwyklego produktu handlowego, jako su¬ rowca wyjsciowego.Po kondensacji par male ilosci arsenu pozostaja w gazie w postaci bardzo rozdrobnionej fazy stalej oraz w niewielkiej ilosci nieprzereagowanego tlen¬ ku. Po ochlodzeniu odlotowego gazu do tempera¬ tury pokojowej przemywa sie go woda, po czym pozostale zwiazki arsenu, z których arsen moze byc odzyskany, lacznie z amoniakiem, uchodza z woda zuzyta do przemywania. W nastepstwie procesu plukania pozostaly gaz zawiera tylko wodór i azot Przyformalnym nadmiarze amoniaku wprowadzo¬ nego do reakcji zawartosc wodoru w gazie odloto¬ wym jest niska, wskutek czego jest on gazem bez¬ piecznym zarówno z punktu widzenia wybucho- wosci jak i toksycznosci i moze byc bez szkody dla otoczenia wypuszczany w powietrze.Proces, zgodnie z wynalazkiem przebiega z wy¬ dajnoscia powyzej 95%. Zazwyczaj pewien nadmiar amoniaku daje lepsze wyniki, przy czym korzy¬ stnie jest, azeby nadmiar ten wynosil okolo 10—20%, co ma uzasadnienie ze wzoru na zaleznosc log Kp od temperatury, w którym preznosc wodoru sta¬ nowi czesc mianownika równania 2, w stanie rów¬ nowagi.Sposób wedlug wynalazku, przedstawia korzysci w porównaniu ze znanymi sposobami, w których stosuje sie jako zwiazki redukcyjne, wodór i tlenek wegla: proces jest bardzo szybki, przebiega z dobra wydajnoscia, umozliwia osiagniecie duzej zdolnosci produkcyjnej w stosunkowo malych urzadzeniach*, niebezpieczenstwo zatruc i wybuchów jest bardzo male oraz, jak zostanie wykazane ponizej, proces mozna równiez prowadzic w sposób ciagly, Wynalazek dotyczy równiez urzadzenia do pro¬ wadzenia tego procesu. Urzadzenie, przedstawione na fig. 4, zawiera zasobnik 1 reaktora, reaktor 2, kondensator 3 i wieze chlodnicza 4 dla gazów od¬ lotowych. Zasobnik 1 reaktora obejmuje doprowa¬ dzenie surowców za pomoca mierników i sklada sie ze zbiornika 5 zawierajacego zwiazek arsenu, jako surowiec wyjsciowy i utrzymywanego pod cisnie¬ niem z przewodu 6. Pod zbiornikiem znajduje sie obrotowy podajnik lopatkowy 7, przystosowany do podawania odmierzonych ilosci zwiazku arsenowego.Amoniak przechodzi do obrotowego podajnika lo¬ patkowego 7 przez przewód zasilajacy 8, który la¬ czy sie z przewodem 6 i ze zbiornikiem do prze¬ chowywania amoniaku (nie pokazany na rysunku).Zamiast obrotowego podajnika lopatkowego 7 za¬ silanie moze odbywac sie przy uzyciu innych pow¬ szechnie znanych urzadzen dozujacych, takich jak na przyklad transporter slimakowy. Zwiazek arse¬ nowy przechodzi z urzadzenia zasilajacego w po¬ staci zawiesiny w amoniaku do reaktora 2. Reaktor sklada sie ze zbiornika 9, w którym znajduja sie przewody 10 stanowiace rury ze szkla kwarcowego, lub sa uksztaltowane z krzemionkowych cegiel.Inne materialy równiez moga byc uzywane, ale krzemionkowe lub kwarcowe tworzywa sa naj¬ lepsze, poniewaz sa szczelne w stosunku do gazów, odporne na arsen i wytrzymuia wysokie temperatu¬ ry stosowane w procesie. Reaktor korzystnie jest ogrzewany za pomoca elektrycznych elementów oporowych 11. Wlotowa czesc zbiornika 9 stanowi komora 12* w której zwiazek arsenowy zamienia sie w pare a gazowa mieszanina ulega homogeni¬ zacji. W komorze 12 korzystnie jest utrzymywac temperature rzedu 200—700°C, a w przewodach 1* reaktora temperature w granicach 700—1000°C Gazy reakcyjne przechodza z reaktora do kon¬ densatora 3, o chlodzonej powierzchni 13.Powierzchnia ta moze byc wytworzona ze szkla, kwarcu lub aluminium w ksztalcie rur lub piono¬ wych czlonów. Przy projektowaniu kondensatora musi byc brana pod uwage zaleznosc miedzy wspólczynnikiem rozszerzalnosci liniowej arsenu i materialu, z którego wykonana jest powierzchnia chlodzenia w kondensatorze. Wspólczynnik rozsze¬ rzalnosci liniowej jest nastepujacy: Al x 10- 1 t (W °C) As 3,9; Al 28,7; stal 15,0; szklo kwarcowe 0,5; szklo pyreksowe 3,3.Jesli kondensacja nastepuje na wypuklej powierz¬ chni, na przyklad na zewnetrznej powierzchni rury, wspólczynnik rozszerzalnosci materialu tworzacego te powierzchnie powinien byc wyzszy, niz wspól¬ czynnik rozszerzalnosci arsenu, wskutek czego ar* sen mozna z niej latwo usunac. Odwrotnie, jesli kondensacja zachodzi na wkleslej powierzchni, na przyklad na wewnetrznej powierzchni rury, wspól¬ czynnik rozszerzalnosci materialu tworzacego te powierzchnie powinien byc mniejszy nia wspól¬ czynnik rozszerzalnosci arsenu.Wielkosc temperatury utrzymywana dokladnie za pomoca odpowiedniego urzadzenia nastawczego, re¬ gulujacego temperature powierzchni chlodzenia w skraplaczu jest niezwykle wazna dla zachowania odpowiednich warunków kondensacji arsenu w po¬ staci krystalicznej i powinna uwzgledniac szybkosc wytracania oraz zadana wielkosc i ksztalt czastek arsenu, zaleznie od temperatury. Arsen wytraca sie w postaci metalicznej jako trygonalne krysztaly.Wielkosc krysztalów moze byc regulowana tempe¬ ratura w ten sposób, ze w wyzszych temperatu¬ rach, 470°C i wyzej, otrzymuje sie kondensat drob- nokrystaliczny, podczas gdy w nizszych tempera¬ turach powstaja krysztaly wieksze. Kondensator nastawia sie na temperatury rzedu 200—470°C.W urzadzeniu pracujacym w sposób ciagly sto¬ suje sie dwa kondensatory lub wiecej polaczone równolegle i pracujace na przemian w ten sposób, ze gdy jeden kondensator zostaje nasycony arse¬ nem, wylacza sie go z ukladu procesu, a na jego miejsce podlacza sie kondensator, z którego usu¬ nieto arsen. Wazne jest, azeby kondensator przed jego otwarciem do czasu calkowitego wystygniecia, pozostawal w atmosferze gazu ochronnego, ponie¬ waz arsen w podwyzszonej temperaturze latwo utlenia sie na powietrze. Gazem ochronnym moze byc odlotowa mieszanina gazów lub inny gaz obo¬ jetny, na przyklad azot. Gdy kondensator stygnie, arsen odpada od powierzchni chlodniczej i moze ID 15 20 25 30 35 40 50 55 60 ID 15 20 25 30 35 40 50 55 607 79413 * latwo byc zebrany i zapakowany do pojemników, szczelnie zamknietych przed dostepem powietrza.Po opuszczeniu kondensatora gaz przechodzi do pluczki 4 w ksztalcie wiezy, stanowiace] zarazem chlodnice i pluczke dla gazu, gdzie ulega on ochlo¬ dzeniu i przemyciu woda. Drobne czastki amorfi¬ cznego arsenu latwo same kieruja sie do powie¬ rzchni fazy granicznej powietrza i wody. Pluczka 4 wyposazona jest w skosnie nachylone plyty 18, po których splywa cienka warstwa woda, absorbujac ziarna arsenu, przy czym pomiedzy plytami pow¬ staje zaslona z wody. Gaz przeplywa w przeciw- pradzie do wody wyplywajacej z rozpylacza 15.Woda po plukaniu jest zbierana ponizej pluczki 4 w zbiorniku sedymentacyjnym 17, z którego amor¬ ficzny arsen moze byc odzyskany. Proces sedymen¬ tacji moze byc ulatwiony przez dodanie do cieczy czynnika przyspieszajacego osadzanie, takiego jak Separan H, rozpuszczalnego w wodzie, niejonowe¬ go poliakryloamidu. Urzadzenia chlodzaco-pluczace moga pracowac równiez w polaczeniu z mokrym elektrofiltrem, który wychwytuje z gazu pozostale slady arsenu.Przy wlocie gazów do wiezy pluczkowo-chlodni- czej utrzymuje sie temperature rzedu 200°C, na¬ tomiast przy wylocie gazów zalezy ona od tempe¬ ratury wody pluczacej i otoczenia. Gaz odlotowy sklada sie zasadniczo z wodoru i azotu i odprowa¬ dza sie go do atmosfery w dowolny i znany sposób poprzez odwadniacz przewodem 16.Oddzielony przez sedymentacje amorficzny arsen moze byc odbierany do odpowiedniego zbiornika.Przyklad. 130 kg trójtlenku arsenu i 4 kg = 55 m3 amoniaku na godzine wprowadzano do urzadzenia przedstawionego na fig. 4. Reaktor byl Tabela Zanieczy¬ szczenia Ag 1 M 1 Bi | Ca 1 Cd | Co | Cu | Mg | Mn | Na | Ni | Pb 1 Sb Zn 1 Gr Fe "Si |^Sn .Te 1 w AsjOj <1 7 2 9 <1 <1 5 3 <1 20 <1 10 1000 3 <1 20 50 1 <1 <6Q \ w metalicznym arsenie w posta¬ ci krystalicznej <0,1 1 2 3 <1 <1 2 <1 <1 <10 0,3 0,5 0,2 3 <1 8 10 <0,3 <10 | wyposazony w 9 rur kwarcowych o srednicy 200 mm i dlugosci 2000—4000 mm, przy czym tempera¬ ture reakcji utrzymywano okolo 1000°C. Powierz¬ chnia chlodzenia w kondensatorze wynosila 90 m*. 5 Ogólnie otrzymano arsen z wydajnoscia 100 kg/go¬ dzine, a stopien redukcji wynosil ogólnie 93—98°/o.Otrzymano okolo 90 kg arsenu krystalicznego i 3— —8 kg arsenu amorficznego, natomiast pozostala niewielka ilosc arsenu zostala odprowadzona z wo- 10 da popluczna. Gaz uchodzacy z wiezy pluczkowej zawieral 70°/o azotu i 30°/o wodoru.Zanieczyszczenia wprowadzonego AsgOg i otrzy¬ manego metalicznego arsenu w postaci krystalicz¬ nej przedstawia tabela. 15 Jak widac z. tabeli produkt zostal w pewnym za¬ kresie oczyszczony w trakcie procesu produkcyj¬ nego w taki sposób, ze krystaliczny arsen posia¬ da znacznie wieksza czystosc w odniesieniu do wielu zanieczyszczen, niz tlenek jako surowiec 20 wyjsciowy. PL PL
Claims (9)
1. Zastrzezenia patentowe 1. Proces wytwarzania metalicznego arsenu kry- 25 stalicznego w sposób ciagly, znamienny tym, ze trójtlenek arsenu rozprasza sie w strumieniu amo¬ niaku w temperaturze 500—1000°C, korzystnie po¬ wyzej 700°C i w powstalych warunkach reakcji trójtlenek arsenu poddaje sie w jednorodnej fazie 30 gazowej redukcji wodorem wytworzonym wskutek co najmniej czesciowo katalitycznego rozkladu amo¬ niaku w obecnosci trójtlenku arsenu, a nastepnie mieszanine gazowa oziebia sie powodujac konden¬ sacje par arsenu w postaci krystalicznej. 35
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze amoniak wprowadza sie w ilosci stechiometrycznej w stosunku do trójtlenku arsenu, z nadmiarem 10—20°/o.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, 40 ze mieszanine gazów chlodzi sie przez kontakt z powierzchnia chlodzaca o temperaturze 250—400°C, przy czym krystaliczny arsen wytraca sie na po¬ wierzchni chlodzacej.
4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, « ze po wytraceniu krystalicznego arsenu gaz ochla¬ dza sie do temperatury ponizej 100°C przez plu¬ kanie w pluczce wiezowej, w której wydziela sie pozostaly arsen i trójtlenek arsenu.
5. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug 50 zastrz. 1—4, znamienne tym, ze zawiera zasobnik (1), z którego zwiazek arsenu jest rozprowadzany w postaci bardzo rozdrobnionej w strumieniu amonia¬ ku, a nastepnie razem z amoniakiem jest wprowa¬ dzany do reaktora (2), w którym przeplywajacy 55 gaz najpierw ulega homogenizacji ze zwiazkiem arsenu przeprowadzonym poprzez odparowanie w faze gazowa, po czym po reakcji w odpowiedniej temperaturze mieszanina gazowa przeplywa do kondensatora (3), gdzie metaliczny arsen, powstaly co w wyniku reakcji, wytraca sie w postaci czastecz¬ kowej, krystalicznej a gaz poreakcyjny przechodzi przez pluczke (4), wiezowa, w której zostaje oczysz¬ czony od pozostalego arsenu.
6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, 63 ze reaktor (2) sklada sie z komory (12), w której9 mu zwiazek arsenu przechodzi w faze gazowa i ulega homogenizacji z amoniakiem i czesci cylindrycznej zawierajacej jedna lub wiecej rur (10), wykona¬ nych z kwarcu lub zawierajacej kanaly wykonane z krzemionkowej cegly oraz urzadzenia grzejnego z regulacja temperatury.
7. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kondensator (3) wyposazony jest w wewnetrzna powierzchnie chlodzaca (13) wykonana ze szkla, borowo-krzemianowego lub kwarcowego albo alu¬ minium. 10 10
8. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne lyni, ze kondensator (3) jest wyposazony w odpowied¬ nie urzadzenie do dokladnego nastawiania i regulo¬ wania temperatury powierzchni chlodzacej (13).
9. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kondensator (3) stanowia dwa lub wiecej agre¬ gaty polaczone równolegle, na zmiane wlaczane w uklad procesu, przy czym kondensator (3) po nasy¬ ceniu arsenem zostaje odlaczony z ukladu i oziebio¬ ny w atmosferze beztlenowej, przed jego rozlado¬ waniem, podczas gdy dla zachowania ciaglosci pro¬ cesu do ukladu zostaje wlaczony inny kondensator.nm l1 -f 1 V } / M / / / 9 y r \* 00 # *# 00 7tw AM •l ££/ 70 4 60 mm Mg BgS Ae+04 ty +6A',»A•^J *CA0 fr f$ /f /£ /0- ^/t -/V "•^ 5CV «0O V^0 #00 AW /4W MV fi.tf.-S, zfito. 44*/?! Cena 10 zl PL PL
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE15469/67A SE319307B (pl) | 1967-11-10 | 1967-11-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL79418B1 true PL79418B1 (pl) | 1975-06-30 |
Family
ID=20300689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1968129968A PL79418B1 (pl) | 1967-11-10 | 1968-11-08 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3567379A (pl) |
| JP (1) | JPS4933034B1 (pl) |
| BE (1) | BE723650A (pl) |
| BR (1) | BR6803853D0 (pl) |
| CH (1) | CH522037A (pl) |
| CS (1) | CS154599B2 (pl) |
| DE (1) | DE1806647C3 (pl) |
| ES (1) | ES360053A1 (pl) |
| FI (1) | FI49631C (pl) |
| FR (1) | FR1591345A (pl) |
| GB (1) | GB1228224A (pl) |
| NO (1) | NO120209B (pl) |
| PL (1) | PL79418B1 (pl) |
| SE (1) | SE319307B (pl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102321813A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-01-18 | 昆明理工大学 | 一种真空碳热还原三氧化二砷制备粗砷的方法 |
| CN112030224A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-04 | 武汉拓材科技有限公司 | 一种分子束外延用砷棒的制作方法 |
| CN115305358B (zh) * | 2022-08-19 | 2025-07-25 | 峨眉山嘉美高纯材料有限公司 | 一种低氧超高纯砷棒成型装置 |
| CN119710294B (zh) * | 2025-03-01 | 2025-06-24 | 中南大学 | 气态砷化物催化裂解的方法及装置 |
-
1967
- 1967-11-10 SE SE15469/67A patent/SE319307B/xx unknown
-
1968
- 1968-09-08 NO NO4440/68A patent/NO120209B/no unknown
- 1968-11-01 US US772771A patent/US3567379A/en not_active Expired - Lifetime
- 1968-11-01 GB GB1228224D patent/GB1228224A/en not_active Expired
- 1968-11-02 DE DE1806647A patent/DE1806647C3/de not_active Expired
- 1968-11-05 CH CH1646468A patent/CH522037A/de not_active IP Right Cessation
- 1968-11-07 FR FR1591345D patent/FR1591345A/fr not_active Expired
- 1968-11-08 BR BR203853/68A patent/BR6803853D0/pt unknown
- 1968-11-08 FI FI683193A patent/FI49631C/fi active
- 1968-11-08 BE BE723650D patent/BE723650A/xx unknown
- 1968-11-08 PL PL1968129968A patent/PL79418B1/pl unknown
- 1968-11-09 ES ES360053A patent/ES360053A1/es not_active Expired
- 1968-11-11 CS CS766868A patent/CS154599B2/cs unknown
- 1968-11-11 JP JP43082481A patent/JPS4933034B1/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3567379A (en) | 1971-03-02 |
| CH522037A (de) | 1972-04-30 |
| BE723650A (pl) | 1969-04-16 |
| CS154599B2 (pl) | 1974-04-30 |
| BR6803853D0 (pt) | 1973-01-02 |
| FI49631B (pl) | 1975-04-30 |
| FR1591345A (pl) | 1970-04-27 |
| DE1806647C3 (de) | 1974-01-10 |
| SE319307B (pl) | 1970-01-12 |
| GB1228224A (pl) | 1971-04-15 |
| DE1806647A1 (de) | 1969-06-26 |
| FI49631C (fi) | 1975-08-11 |
| JPS4933034B1 (pl) | 1974-09-04 |
| ES360053A1 (es) | 1970-10-16 |
| NO120209B (pl) | 1970-09-14 |
| DE1806647B2 (de) | 1973-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3345134A (en) | Process and apparatus for the manufacture of titanium nitride | |
| US4753783A (en) | Process and apparatus for obtaining silicon from fluosilicic acid | |
| US4698218A (en) | Process and the apparatus for the production of silicon hydrides | |
| US12173381B2 (en) | Method for producing magnesium-lithium alloy by gaseous co-condensation method | |
| KR20020074466A (ko) | 고순도 황산의 제조방법 | |
| US10870153B2 (en) | Thermochemical processing of exothermic metallic system | |
| JP7437813B2 (ja) | 真空熱還元法による高純度金属リチウムの製造法 | |
| EP0120572B1 (en) | Process for preparing an iron oxide | |
| US3443991A (en) | Process for pickling metal | |
| WO2022089658A1 (zh) | 一种常压下催化合成氨的方法 | |
| PL79418B1 (pl) | ||
| WO1984002514A1 (en) | Process and apparatus for obtaining silicon from fluosilicic acid | |
| SU1170966A3 (ru) | Способ получени высокодисперсной двуокиси кремни | |
| KR101328521B1 (ko) | 고체 상품을 제조하는 방법 및 장치 | |
| US3211520A (en) | Process for the manufacture of low titanium chlorides | |
| US2414295A (en) | Purification of selenium | |
| US2927853A (en) | Method and apparatus for producing spectrally pure gallium | |
| US3333916A (en) | Process for producing pure fused vanadium oxide from ammonium metavanadate | |
| US6362305B1 (en) | Method for producing formaldehyde from methanol | |
| US3039755A (en) | Apparatus for reduction of arsenic trichloride to elemental arsenic | |
| Kagawa et al. | Precipitation of γ-Fe2O3 from ultrahigh temperature plasma | |
| US3891430A (en) | Recovery of lead | |
| US2726140A (en) | Production of chlorine and metal sulfates | |
| Rule et al. | Mine Water Research: Plant Design and Cost Estimates for Limestone Treatment | |
| RU1791390C (ru) | Способ получени моносульфида мышь ка |