Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.4.1. Недостатки удаления мышьяка с алюминием
Основным методом рафинирования олова от остатков мышьяка традиционно являлось связывание его алюминием в тугоплавкое интерметаллическое соединение АlАs. После удаления железа в черновое олово при температуре 500–550 °С втворялся алюминий. Образующиеся интерметаллические соединения мышьяка с алюминием при этом ликвируют на поверхность в виде пены, которая после обработки хлористым аммонием превращается в сухие съемы [8]. С поверхности расплава олова вручную снимались алюминиево-мышьяковые съемы (рис. 1.21).
Рис. 1.21. Фото ручного снятия съемов
Обработка пены AlAs хлористым аммонием до сухих съемов и их отделение с поверхности металла сопровождается высоким газовыделением хлоридов аммония и алюминия. В дополнении к этому возникает необходимость избыток алюминия в олове также удалять хлористым аммонием. Для снижения расхода хлористого аммония предлагалось частичное окисление алюминиевой пены содой при 320–400 °С [35]. Для связывания хлоридов в более прочные малолетучие соединения предлагалось пену обрабатывать вмешиванием окисей кальция, цинка [36]. Предлагалась замена летучего хлористого аммония на использование карналита [37]. Предложенный способ заключается в обработке расплавленного металла хлорсодержащим реагентом и отделение съемов. С целью снижения потерь олова расплав обрабатывают карналлитом в окислительной среде при 350–410 °С. По другому варианту пену соединений алюминия AsAl и SbAl предлагалось [38] обрабатывать углеродистым реагентом (гудроном) с последующим удалением съемов. С целью повышения извлечения Sb и Sn после вмешивания А1 расплав обрабатывают хлоридом щелочного металла, отделяют сурьмянистую пену от Sn и возвращают на рафинирование Sn от As, а затем Sn обрабатывают сульфатом аммония. Выделенные мышьяк-алюминиевые съемы и пыль содержат соединения мышьяка с алюминием AsAl. Так как алюминий обладает амфотерными свойствами, то соединение AsAl с водой и с влагой воздуха реагирует с выделением ядовитого высокотоксичного газа – мышьяковистого водорода по реакции [39]:
AsAl + 3H2O = Al(OH)3 + AsH3. (1.12)
Опасность выделения мышьяковистого водорода создавала значительные затруднения в транспортировке, хранении и переработке съемов, пылей и делала невозможным их обжиг вместе с влажным концентратом. Возвращение съемов и пылей в восстановительную плавку приводило к циркуляции и накоплению мышьяка на переделе [40].
Все варианты совершенствования обработки алюминиевых соединений мышьяка снижают степень газовыделения, но все равно сохраняется потенциональная опасность в не предсказуемый момент выделения высокотоксичного мышьяковистого водорода. Для контроля состояния атмосферы газовая служба круглосуточно определяла содержание мышьяковистого водорода на этих операциях. Обслуживающий персонал обязан при себе иметь противогаз с коробкой БКФ. Напряженная психологическая обстановка выполнения операция вынуждает искать пути замены использования алюминия. Поэтому проведен поиск и сравнение металлов для связывания мышьяка в безопасные соединения.