Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

1.4.2. Сравнение способов связывания мышьяка в соединение.

Для удаления остаточного мышьяка из олова его требуется связать в твердое нерастворимое соединение. В табл. 13.4 приведено сопоставление свойств, образующихся соединений металлов с мышьяком и оловом на основании диаграмм состояния [28].

Таблица 1.13

Сравнение свойств интерметаллических соединений As и Sn

Формулы

Соединения Ме с As

Соединения Ме с Sn

Sn

Al

Fe

Cr [3]

Mn

Fe

Cr

Mn

AsSn

AsAl

FeAs

CrAs

MnAs

FeSn

Cr2Sn3

 

Т, °С плавления

605

1760

1030

1000

1028

740

 

710

–ΔH, кДж/мол

 

–122

–17,6

–70

–57

–4

 

–27,4

S, Дж/мол

49

60

97,8

40

77,1

9,1

 

75,8

ΔG400

–10,6

–120

–41,2

–56,8

–63,4

–6,1

 

–12,4

Для обеспечения всплытия примесей предпочтительно их связывать в тугоплавкие соединения снижающие их растворимость в олове. Кроме того, реагент – металл должен обладать растворимостью в олове и желательно без образования соединений с оловом. В табл. 1.14 приведены растворимость элементов в олове.

Таблица 1.14

Растворимость примесей в олове

Т, °С

Вязкость Sn

Растворимость, вес. %

МПа·с

Al

As

Fe

Cr

Mn

240

1,45

0,4

0,21

0,001

0,005

0,2

300

1,38

1,0

1,6

0,005

0,05

0,36

350

1,32

2,4

2,7

0,015

0,1

0,71

400

1,26

2,5

4,4

0,024

0,13

1,19

450

1,2

3,9

6,9

0,08

0,165

1,9

500

1,14

7,0

10

0,22

0,2

3,33

600

1,02

32,9

38,6

0,6

0,43

10,4

700

0,9

   

1,5

0,58

18,9

800

0,78

   

2,8

0,8

29,9

Алюминий хорошо растворяется в расплавленном олове без образования соединения, но взаимодействует с мышьяком с образованием прочного соединения AsAl (Тпл = 1760 °С). Перепад от температуры плавления до температуры расплава составляет 1100 °С. С химической точки зрения алюминий – идеальный металл для связывания мышьяка. Однако, потенциальная опасность отравления мышьяковистым водородом вынуждает искать альтернативные способы.

Железо с мышьяком образует четкие тугоплавкие соединения AsFe (1030 °С); As2Fe (1020 °С), AsFe2 (930 °С) и поэтому как описано ранее основная доля мышьяка успешно удаляется с железом. Однако, железо [28] в расплаве олова также образует фазы FeSn2, FeSn и поэтому необходим значительный избыток железа удаления мышьяка до требуемых содержаний. Это сопровождается значительным выходом олова в съемы.

О возможности образования интерметаллических соединений олово с хромом нет четких данных [28], но с мышьяком хром образует тугоплавкие соединения: CrAs (1000 °C), Cr4As3 (800 °C), Cr2As (907 °C) [41]. Поэтому использование хрома для связывания мышьяка перспективно.

Растворенный в олове марганец, с образованием соединения Sn2Mn (710 °С), образует также более тугоплавкое соединение с мышьяком AsMn (1028 °С). Марганец растворяется в олове до 20 % вес при температуре более 720 °С. Это позволяет выплавлять лигатуру SnMn в рафинировочных котлах при более низкой температуре, чем лигатуру FeSn.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074