直流电弧炉制备金属砷试验研究.pdf

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1、第21卷第3期矿冶Vo1．21，No．32012年9月MINING＆METALLURGYSeptember2012文章编号：1005-7854(2012)03—005604直流电弧炉制备金属砷试验研究李学鹏(云南锡业集团(控股)有限责任公司研究设计院，云南个旧661000)摘要：采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷制备金属砷，原料三氧化二砷的纯度为98％。考察了炉盖温度、冷凝器温度以及还原剂的用量的影响因素。在试验条件：炉盖温度550～600℃，冷凝温度450℃±10oC，每小时进料2．5kg的条件下，得到了纯度>95％的金属砷。分析了采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷能够得到金属

2、砷，但金属砷纯度达不到99％以上的原因，提出了下一步试验的改进方向。关键词：直流电弧炉；三氧化二砷；砷中图分类号：TFS03．13；0658．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-7854．2012．03．015EXPERIMENTSTUDYONARSENICPREPARATIONBYDCFURNACELIXue-peng(InstituteofResearchandDesignofYTC，Cejiu661000，Yunnan)ABSTRACT：Themetalarsenicispreparedbycarbonthermalreductionofar

3、senictrioxideinDCarcfurnace．Thepurityoftherawmaterialarsenictrioxideis98％．Theeffectsofcovertemperature，condensertemperatureandtheusageofreductionarestudied．Arsenicwithpurityover95％isobtainedunderfollowingconditions：covertemper—atureis550～600℃．condensertemperatureis450℃±10℃withfeedingrateof2

4、．5kg／h．Thereasonofpro—ductionofarsenicbyDCarcfurnacereductingarsenictrioxideiSstudiedaswellasthereasonofthepurityofarse—niccannotreach99％isanalyzed，andproposedthenextimprovementstepoftheexperiment．KEYWoRDS：DCfurnace；arsenictrioxide；arsenic目前，国内生产金属砷主要采用电热竖罐蒸馏备金属砷，在试验条件：炉顶温度为：550～600oC，还原法¨。

5、该法采用两段加热工艺，三氧化二砷冷凝器温度为：450℃±10℃，每小时进料2．5kg，(挥发温度为700～800oC)在电热竖罐下段被加连续进料，得到了纯度大于95％的金属砷。热，挥发后经过上层的炙热碳层(碳层温度为700～1试验原理800℃)被还原，生成的金属砷蒸气在冷凝罩上冷凝收集。电热竖罐蒸馏还原法设备简单、操作方便、属经过大量的前期探索试验，云南锡业集团(控于间歇操作，装料和出产品时，需要人工操作，电热股)有限责任公司研究设计院科技人员得出制备金竖罐罐体材质为普通钢铁，罐体寿命较短(平均2—属砷最关键的两个因素为三氧化二砷的还原和产物3次生产就需要更换)。金属砷的冷凝

6、。因此，在试验原理部分将二者分别加以论述。本文采用50kVA直流电弧炉碳热还原连续制1．1三氧化二砷的碳热还原收稿日期：2012-04-09三氧化二砷的还原包含过程如表1所示。作者简介：李学鹏，硕士。李学鹏：直流电弧炉制备金属砷试验研究·57·表1三氧化二砷的还原过程炉的密封，尽量不让氧气进入，则三氧化二砷的还原Table1ReductionprocessofAs203将很快地进行。由于直流电弧炉内温度很高，且氧反应过程AG／J气含量小，三氧化二砷进入炉内迅速汽化，较均匀地2As2O3+6C：As4+6CO799731—1233．7T布满整个炉腔，因此三氧化二砷的碳热还原反应

7、主2As2O3+6CO：As4+6CO2一234807—179．6TCfs、+O2CO2一395350—0．54T要是与固体碳的还原，与CO的还原为辅。C(s)+1／202=CO—ll4390—85．771．2金属砷的冷凝CO+1／202=CO2一280960+85．23r，砷是一种有升华性的元素，并有三种同素异形体。金属砷又称为一砷，它是将砷蒸气在360~(2以从表1的热力学计算可以看出，固体碳还原三上的条件下蒸馏附着而生成的。B一砷又叫黑砷，蒸氧化二砷的温度为375．2℃，而一氧化碳还原三氧是将砷气