Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ПОЛУЧЕНИЕ БЕЛОГО МЫШЬЯКА ОБЖИГОМ МЫШЬЯКОВЫХ РУД

При окислительном обжиге руд, содержащих сульфиды мышья­ка, протекают следующие реакции:

2As2S3 + 902 = 2As203 + 6S02 2As2S2 + 702 = 2As203 + 4S02 2FeAsS + 502 = Fe203 + As203 + 2S02

Образующаяся трехокись' мышьяка уходит из печей в виде паров (см. рис. 427) вместе с другими газообразными продуктами обжига, при охлаждении которых превращается в тонкодисперс­ную пыль, выделяемую из газов в пылеуловителях. Побочной реак­цией обжига является окисление трехокиси мышьяка до пятиокиси

AS203 + 02 = AS205

Давление пара которой очень мало, вследствие чего она переходит в огарок.

Трехокись мышьяка, выгруженная из пылеуловителей, содер­жит различное количество примесей. При достаточной чистоте ее выпускают в виде готового продукта — белого мышьяка; если же она загрязнена (серый или черный мышьяк), то ее очищают ра­финированием путем повторного обжига при несколько меньшей температуре, чем при обжиге руды.

Для обжига мышьяковых руд и концентратов2 применяют ме­ханические печи разных конструкций — одноподовые с вращаю­щимся подом или гребками и многоподовые. Иногда используют отражательные и муфельные печи, дающие возможность получать более чистый продукт, чем из механических печей. Преимуществом муфельных печей является высокая концентрация паров AS2O3 в газах, что резко уменьшает объем аппаратуры для конденсации и улавливания As203.

Степень извлечения As203 из руды зависит от размера зерен, состава руды, температуры и длительности обжига. Оптимальный размер частиц 3—5 мм. При обжиге слишком мелких частиц воз­можно спекание материала, во избежание чего к руде добавляют известняк (или другой наполнитель). Однако это приводит к уве­личению содержания мышьяка в огарке и к снижению степени извлечения As203 вследствие образования арсенатов кальция и сдвига равновесия реакции окисления As203 в сторону образова­ния Аз20б. Аналогично и при обжиге руд, содержащих значитель­ные количества кальция, магния, свинца, трехокись мышьяка, окисляясь в пятиокиСь, образует арсенаты этих металлов. Такие руды обжигаются трудно, и для увеличения степени извлечения мышьяка необходимо добавлять к ним уголь для восстановления арсенатов и развития более высокой температуры. В присут­ствии восстановителя (угля) обжигаются и скородитовые руды.

Содержащие арсенат железа FeAs04 • 2Н20, в. котором мышьяк находится в виде AS2O5.

При обжиге смешанных руд, содержащих скородит и арсено- пирит, помимо основных реакций обжига идет также восстанов­ление AS2O5 из скородита арсенопиритом

5As205 + 2FeAsS = Fe203 + 6As203 + 2S02

Что позволяет уменьшить содержание угля в шихте.

Сернистые руды подвергают окислительному обжигу при 500— 550°, арсенопиритные руды и концентраты обжигают при 600— 700°, восстановительный обжиг скородитовых - и смешанных руд проводят при 800—900°. Огарок после обжига, содержащий цен­ные металлы и 0,5—1,5% As203, направляют на дальнейшую пе­реработку.

В обжиговых газах содержится 50—85 г/л3 As203. Газы вна­чале очищаются от рудной пыли в сухих электрофильтрах, куда они поступают с температурой 450—500° и откуда выходят с тем­пературой ~350°. Дальнейшее охлаждение до 80—110°, при кото­ром происходит кристаллизация твердого As203, осуществляют в холодильниках и пылеуловителях разных конструкций — осади - тельных камерах, полых башнях, рукавных фильтрах или электро­фильтрах, в которых осаждается основная масса продукта в виде серого мышьяка. Улавливание остатков A. s203 производят в ороси­тельных башнях или в мокрых электрофильтрах, орошаемых во­дой. Иногда из холодильников газ поступает непосредственно в электрофильтры. Суспензию из электрофильтров отжимают на нутч-фильтрах, и пасту высушивают47.

Получаемый технический белый мышьяк содержит 90—95% As203. Для получения рафинированного продукта, содержащего больше 97% As203, его подвергают возгонке при 500—600° и вто­рично улавливают; печи и прочая аппаратура, применяемая для рафинирования, — такая же, как и для получения технического продукта. Степень извлечения As203 при рафинировании ~85%. Огарок после рафинирования, содержащий до 50% As203, приме­шивают к исходному сырью, идущему на обжиг.

Стекловидный или аморфный мышьяковистый ангидрид полу­чают путем медленной возгонки белого мышьяка при 500—600° и последующей его конденсации. Стекловидный белый мышьяк мо­жет быть получен также горячим прессованием (при 150°) рафи­нированного белого мышьяка под давлением до 2500 ат.