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高纯砷制取

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高纯砷制取_第1页
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高纯砷制取以粗砷或白砷为原料,经过提纯和还原产出纯度在99.999%以上高纯砷的过程高纯 砷是制造砷化镓、砷化锗和硅半导体的掺杂材料,广泛用于半导体等工业部门高纯砷的制 取方法有以粗砷为原料和以白砷为原料两种由粗砷制取高纯砷一般以含砷95%〜99%的粗砷为原料,工艺流程如图1该流程由 真空升华、氯气194 氯化、精馏提纯、氢还原等过程组成升华在特制的升华炉中进行,控 制温度888K以上,使粗砷中的砷升华与铁、锌等杂质分离氯气氯化和精馏提纯主要是除 杂质硫、硒和碲氯气氯化是将粗砷置放在氯化柱中,于473〜523K温度下与干燥氯气作用 生成三氯化砷和硒分离其反应为:2As+3Cl =2AsCl23然后将三氯化砷放在以砷作填料的精馏柱中,利用三氯化砷和硫、碲氯化物挥发性的 差异,控制一合适精馏条件,使三氯化砷与硫和碲的氯化物分离将精馏制得的精三氯化砷 放在管式还原炉中,于1123K温度下用氢还原为元素砷:12AsCl +3H=1/2As +6HCl3 2 4还原砷产品的纯度可达到99.999%由白砷制取高纯砷的工艺流程如图2,原料为含As20399%以上的粗白砷生产流程由 升华提纯、盐酸溶解、三氯化砷精馏和水解后用高纯氢还原等过程组成。

这种方法亦能生产 出纯度 99.9999%的高纯砷[水 解1电离r半L匸 —囲龜幫 —还 原十_十高郭舛 鳥髡神® 2 由白碑生产 Ba jKeibQSOSD, COM—如果您认为本词条还有待完善,请编辑词条砷的基本知识2009年02月19日09:05 责任编辑:小王砷arse nic元素符号As,又名砒,灰色半金属在元素周期表中属VA族,原子序数33,原子量 74.9216砷有多种同素异形体,室温下最稳定的形态是灰砷,属体心立方晶体常见化合 价为+ 3、+5和一3公元前四世纪希腊人亚里士多德(Aristotle)的著作中已提到可能是雄黄的物质,称之为 arsenikon,希腊文arsen为强烈的意思,说明当时的希腊人已知砷化物的强烈毒性拉丁文a rsenium和arsenic正是由这一词演变而来中国古代文献中称剧毒的三氧化二砷为砒石, 砒字来源于“貔”是古书上说的一种凶猛的野兽1250年,欧洲的马格努斯(A.Magnus)用硫 化砷与肥皂一起加热,首次制得元素砷砷在自然界的分布很广,大多以硫化物形式夹杂在铜、铅、锡、镍、钻、锌、金等矿中 常见的含砷矿物有斜方砷铁矿(FeAs2),雌黄(As2S3),辉钻矿(CoAsS),雄黄(AsS),砷黄铁矿 (又称毒砂FeAsS),辉砷镍矿(NiAsS),硫砷铜矿(Cu3AsS4)等。

砷的主要来源是冶炼金属硫 化物矿时的副产品中国湖南、广西、云南等省区均有三氧化二砷的生产性质和用途 砷在空气中加热至200时,出现明显的磷光,温度更高(400°C)时燃烧,呈蓝 色火焰,形成三氧化二砷(As2O J烟雾,并放出持久的大蒜味砷在613C时升华金属砷不 溶于水,但溶于硝酸和热硫酸中金属砷主要用作合金添加剂,例如用于生产印刷用合金、黄铜;冷凝器和蒸发器)、蓄电 池栅板(硬化剂)、耐磨合金、高强度结构钢以及耐海水腐蚀用钢等高纯砷主要用于生产 化合物半导体如砷化镓、砷化铟、镓砷磷、镓铝砷等以及用作半导体掺杂剂这些材料广泛 用于制作二极管、发光二极管、隧道二极管、红外线发射管、激光器以及太阳能电池等砷 的化合物用于制造农药、防腐剂、染料、医药等近年来砷及其化合物的世界年产量(以AS2O3计)约5万吨,其中金属砷约千吨美国 砷产量最大,其次是墨西哥、法国、瑞典、秘鲁、苏联、菲律宾等国1980年美国市场砷的 价格(As99%)为300美分/磅,三氧化二砷(95%)33.25美分/磅砷的制取氧化砷的制取通常是将含砷高(As0.3%以上)的硫化物精矿在回转窑、多膛 炉或流态化炉内于600〜700C焙烧,砷以As2O3挥发,挥发率可达90〜95%。

含砷烟气应 在进入收尘器以前,迅速通过175〜250C温度区,以免冷凝成玻璃砷而粘结堵塞管道收 集到的烟尘一般含As2O31〜30%,把它和煤、黄铁矿或方铅矿混合,在反射炉中于500〜7 00C焙烧,得到含As2O390%的粗白砷粗白砷在反射炉内再升华一次,得到As2O3含量为 99%的精白砷它是砷产品中用量最大的中国炼锡厂是将冶炼收集的砷尘,放在电热回 转窑内,间接加热至800C,使As2O3挥发,在收尘器内回收金属砷的制取一般采用As2O3碳还原法将白砷与焦炭混合,放入钢罐内,用电炉或 其他工业炉,加热至700〜800C,使砷蒸发,冷凝回收,可得纯度超过99%的金属砷高纯砷的制备半导体材料(如硅)所需的掺杂剂用砷,为99.999%的高纯砷,而化合 物半导体(如砷化镓)则要求砷的纯度达到99.9999〜99.99999%中国制备高纯砷的工 艺流程为:粗砷一―氯化一―精馏一―三氯化砷氢还原主要提纯过程是精馏特别是采用 砷填料精馏塔,可有效地除去硫和硒等难除的杂质三氯化砷可在850〜900C,以氢气还原成为金属砷,其反应如下:上式在不同温度下的平衡常数为34(750C),120(900C),252(1000C),431(1100C), 因此反应可进行得很完全。

产出的砷蒸气在冷凝器内冷凝,控制适当的冷凝温度和氢气流量, 可以制备具有金属光泽的高纯砷(99.9999〜99.99999%)砷毒所有可溶砷化物都有毒砷和硫化砷是不溶物质,毒性小,但刺激皮肤无机砷 比有机砷毒性更大,三价砷比五价砷毒性大20倍砷毒和铅毒有相辅作用,一般这两种金 属共存于同一生物中时,其毒性都会有所增加生产中严禁用喷水来冷却含砷的热渣和把含 砷废渣露天堆放要有严格的劳动保护措施车间内空气中的含砷量,一般规定为0.004 毫克/米3砷化氢是剧毒的气体,在制备化合物半导体如镓砷磷时,要防止砷化氢中毒砷 化氢在空气中的最大容许浓度为0.05ppm砷声母:s字头:砷四笔号码:1667注音:she n摘要:she n笔画:10画部首画:05部首:石部释义:非金属元素,符号As砷和砷的可溶性化合物有毒,可用以制合金、杀虫剂等 旧称砒(pT)部首查询:05石部砷arse nic一种化学元素化学符号As ,原子序数33,原子量74.92159,属周期系VA 族古代罗马人和希腊人都把雄黄(AS2S2)称为砷,中国的炼丹家则把雄黄和雌黄视 为炼丹的必备药剂1250年德意志A.马格努斯用雄黄和肥皂共热,制得砷。

砷在地壳 中的含量为5x10-4%,在自然界分布很广,大多以硫化物的形式夹杂在铜、铅、锡、 镍、钻、锌、金矿中,主要砷矿有斜方砷铁矿(FeAs2)、雌黄(As2S3)、辉钻矿(CoAs S)、雄黄(As2S2)、砷黄铁矿(FeAsS )、辉砷镍矿(NiAsS)、硫砷铜矿(Cu3AsS4)等砷有3种同素异形体:①灰砷在常温下稳定,是脆的晶体,有金属性,能传热和 导电,密度5.727克/厘米3,在空气中不易被氧化淡黄色晶体,由灰砷的蒸气 迅速冷却后形成,密度2.026克/厘米3,在室温下暴露在空气中即被氧化为As4O6,比灰 砷不稳定将砷化氢加热而得,密度4.7克/厘米3,灰砷蒸气缓慢冷却也可得 黑砷,它是无定形物质砷的熔点817^(2.8x106帕),613°C升华,在干燥的空气中稳 定,在潮湿的空气中能生成黑色的氧化物薄膜,砷与水、非氧化性酸和碱不起作用,但能溶 于硝酸和浓硫酸中砷的氧化态为一3、+3、+5砷的重要化合物有:①砷化氢(AsH 3)是无色、有大蒜味的剧毒气体②砷的氧化物有As4O6和As40③砷的含氧酸有亚 3 4 6 4 10砷酸(HAsO2)和砷酸(H3AsO4)砷及其化合物都有剧毒,从古至今,砒霜(氧化砷) 一直被认为是能致人死命的毒药。

砷的制法为先将砷的硫化物矿氧化为氧化砷,然后再用碳 还原,即可得到单质砷高纯度的砷是半导体材料硅的掺杂剂,提纯方法是先将粗砷转变为 氯化砷,再通过精馏提纯,最后用氢气将三氯化砷还原为高纯砷砷主要用作合金添加剂, 用于生产印刷用合金、黄铜、耐磨合金、耐海水腐蚀钢高纯砷用于制造半导体硅和砷化镓 三氧化二砷和砷酸盐用作杀虫剂和木材防腐剂也用于玻璃和媒染剂生产砷是一种化学元素,它的化学符号是As,它的原子序数是33,是一种类金属发现公元317年,中国古代的炼丹家葛洪用雄黄、松脂、硝石三种物质制得到性状分布大部分海产品都含有毒性很低的五价砷;砷可以从砷黄铁矿中提炼出来制备同素异形体砷有三种同素异形体,颜色分别为黄色、黑色及灰色同位素已发现的砷的同位素共有20种,包括砷68至砷87,其中只有砷75是稳定的,其他 同位素都带有放射性用途砷化镓是重要的半导体原料三氧化二砷,俗称砒霜,又称为"白砷”是白色含有剧毒的化学物三硫化二砷俗称雌 磺,硫化亚砷俗称雄磺外部连接参见o 元素周期表o 同位素列表o 类金属o 氮族元素。

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