砷及其化合物性质及应用

1、砷及其化合物性质及应用希腊哲学家Aristotle公元前384前222年）的著作中记载过 Arscnikom当今称之为雌黄* Arsenic （碑）就是来源于它-碑是一种广泛分布于自然界的元素，除发现少量的天然碑外，己知有150多种含神矿物，此外,海水中平均含有的碑，在 矿泉水、土壤和人体中都有微量的碑.碑的原子序数33,原子量77.92159,熔点816C （在3.91MPa下）, 沸点615C （升华九碑有三种同素异形体教币轧黄呻和黑碑。碑和它的所有化合物兀乎都是剧毒的内服0.1g As夕J砒箱）就可 使人致死，空气中稗的最高许可浓度为0.0003mg，L-七L2神台金和金属间化合物碑可与

2、大多数金属相作用，所得物质化学计量的多样性，结构的 复杂性和化学键的中间特性，将它们分类是困难的。但也正是它们的 有趣结构或有价值的物理性质，而受到人们的注意。它们的金属键是 各向同性的，因此，金属与金属形成广泛的固嬉体。13碑的氢化物A$H，是毒性非常大的无色气体，它的生成热为正值，这说明它在 热力学上是不稳定的，一般在250-300r就分解为相应的元素。然而它 在室温下分解缓慢，说明在动力学上还有一定的稳定性。L4神的卤化物碑的卤化物及其性质见表1-1所示，1.5稗的氧化物和含氧化合物神有两种常见氧化物：As4O6（IID,As4OI0（V）. As（HI）的氧化物有多 种多晶变体,悬.。

3、6在水中溶解度和在水溶液中的物种与溶液的pH值 关系极大曜A%。,是一种强氧化剂，溶于水得强酸H3AsO4n表1】砰的卤化物及其性质碑的卤化物性质AF；有毒液体，易水解,建将非金属卤化物转化为氟化物的重要试制,AsF$埒点-79.8-C,沸点-52.8*C,从热力学考虑，它是稳定的。AsC13无色油状十分有毒的液体，可水解，具有较大的液态范围，较低的粘度，中等的介电常数和较小的电导率。asci3浅黄色胃体，不稳定，在-5(rc熔化时就有部分分解。AsBr3有较大挥发性，可做浪化剂1.6碑的硫属化合物碑的硫属化物有六种。其中雌黄是容易升华的固体，雄黄一向用作 颜料、药材和烟火成分。1.7有色冶金

4、中碑的利用由于碑及其化合物的剧毒性及其对环境的污染，大大限制了碑产 品的开发和利用。全世界的白碑消耗量约为5万吨，其中农药消耗占 75%；合金玻璃和木材防腐用量占20%；其它5%。我国每年消耗白碑最 这3000吨以上，其中85%用于玻璃工业的脱色剂，其余用丁化工和农 药等。玻璃工业中碑作为脱色剂，此外，含碑的特种玻璃品种已不断发展， 如红外线光学材料，电解质材料，半导体玻璃等；农药中添加适量碑 可防治水稻、棉花、森林的某些细菌性病害；碑的化合物做木材防腐 剂，在木材防腐方面有广阔前景；在某些合金中加入适量的珅，还能 有效改善合金物理化学性能。2.1氧化物加工方法WHioimimi工业上制取白神

5、的原料，主要是冶炼重金属硫化矿过程的中间产 品，如含As2O3的各种金属烟尘和废水处理获得的硫化碑滤渣等。生 产白碑的方法很多，大体上分为火法挥发和湿法浸出两种。2.1.1火法挥发（升华法）火法挥发是利用三氧化二碑是一种低沸点氧化物的特殊性质。在 465C以上蒸气压即达到O.IMPa,三氧化二碑激烈挥发。升华法就是 把含碑物料放在冶金炉内加热，温度升高到500-700*C, AsQ很快升 华进入烟气，其它不挥发氧化物仍留在固体尘中。烟气冷却和净化除 尘是该法的关键问题。2.1.2湿法工艺包括加压热水浸出，此法的原理是利用心。3在水中的溶解度随 温度升高而增加；硫酸铜溶液氧化浸出；柯瓦法，即以硫

6、化碑沉淀物 为原料，用硫酸铜水溶液进行非氧化浸出：亚碑酸冷却结晶法，它依 据AsQj在弱酸中的溶解度随温度下降而急剧变小的原理，通过烟气 洗涤和控制洗涤液供给量等办法来提高亚碑酸浓度并使之接近饱和； 我国湿法生产白碑实践一常压水浸出法。2.2金属碑生产啊叫元素碑的制取有炭还原和蒸饲两种方法。大部分元素碑均由还原 AsQ制得，只有少量砰是由碑黄铁矿或碑化物中分馅制取的。2.3高纯碑生产Pl 1,31以粗碑或白碎为原料，经过提纯和还原产出纯度在99.999%以上高 纯碑。高纯碑是制造碑化镣、神化偌和硅半导体的掺杂材料，广泛用 于半导体等工业部门。高纯神的制取方法有以粗神为原料和以白碑为 原料两种。

7、3.lCu冶炼过程中神的脱除11511241火法脱碑包括在铜冶炼过程中采用喷粉技术，即在阳极炉或转炉 火法精炼中，添加碱性熔剂（Na2CO3和CaO）进行氧化造渣反应，脱 除粗铜中的有害杂质神等元素。另外建立矿物配料数学模型，推进高 热强度的作业制度，转炉深吹脱杂等，对提高杂质脱除率有一定实际 意义。湿法脱碑是在铜电解液净化过程中采用电解法或溶剂萃取法脱除 碑。目前国内最广泛采用的依然是不浴阳极电积法。除此以外还有间 断脱铜脱碑电积法、周期反向电流电积法、极限电流密度电积法、连 续脱铜脱碑电积法（诱导法脱碑技术）o3.2 Sn冶炼过程中神的脱除1251-4，1锡精矿中含神从0.5%5.5%,-

8、般均在熔炼前进行焙烧脱碑。炼 前处理通常采用精选、焙烧和浸出三种方法，而浸出法已基本上不被 工业所采用。根据进厂的矿物组成的不同，精选可以选择一种或几种 方法，如重选、浮选、磁选或静电选矿。锡精矿焙烧的主要目的是除 硫、碑、殊，常用氧化焙烧或氧化还原焙烧。设备可用沸腾焙烧炉、 多膛炉或回转窑。另外CSIRO公司的科学家研究发现用水蒸气预先处 理锡精矿，既脱除了碑、硫等杂质，也使下一步锡还原完全。锡冶炼过程中产出的析渣、硬头等含碑物料经回转窑焙烧处理， 产出的高碑烟尘通常采用电热回转窑焙烧脱碑和湿法提取白神两种方 法；对于离心析渣采取与锡精矿或碑灰碑渣搭配回转窑焙烧新工艺； 而对碑铁渣的处理则采用真空蒸馋的方法提取元素碑。3.3Pb、Zn冶炼过程中碑的脱除皿网高铅碑转炉烟尘采用火法和湿法两种方法脱除杂质神。火法实验 在物料中加入炭质还原剂，小型实验在密闭管式炉中进行，扩大实验 在回转窑中进行。湿法处理高铅碑转炉烟尘包括酸法生产碑酸钙，硫 化钠法生产硫酸钙、碑酸钠，碱性-电化浸出法生产神酸钙、碑酸钠。对熔炼铅阳极泥产出的