1. Introductio

Antimonium, ut metallum non-ferreum magni momenti, late in materiis ignifugis, mixturis metallicis, semiconductoribus, aliisque campis adhibetur. Attamen, fodinae antimonii in natura saepe cum arsenico coexistunt, quod magnum arsenici contentum in antimonio crudo efficit, quod efficaciam et applicationes productorum antimonii significanter afficit. Hic articulus varias methodos ad arsenici removendum in purificatione antimonii crudi systematice introducit, inter quas sunt raffinatio pyrometallurgica, raffinatio hydrometallurgica, et raffinatio electrolytica, principia, cursus processus, condiciones operationis, et commoda/incommoda earum enarrans.

2. Refinatio Pyrometallurgica ad Arsenicum Removendum

2.1 Methodus Refinationis Alcalinae

2.1.1 Principium

Methodus purificationis alcalinae arsenicum removet, secundum reactionem inter arsenicum et composita metallorum alcalinorum ad arsenata formanda. Aequationes reactionis principales:
2As + 3Na₂CO₃ → 2Na₃AsO₃ + 3CO↑
4As + 5O₂ + 6Na₂CO₃ → 4Na₃AsO₄ + 6CO₂↑

2.1.2 Fluxus Processus

1. Praeparatio materiae rudis: Antimonium crudum in particulas 5-10 mm contunde et cum soda (Na₂CO₃) proportione massae 10:1 misce.
2. Fusio: In furno reverberatorio ad 850-950°C calefac, per horas 2-3 tene.
3. Oxidatio: Aerem compressum (pressio 0.2-0.3MPa), fluxus 2-3m³/(h·t) infunde.
4. Formatio scoriae: Adde quantitatem aptam nitrati (NaNO₃) ut oxidans, dosis 3-5% ponderis antimonii.
5. Remotio scoriae: Post triginta minuta sedandi, scoriam superficialem remove.
6. Operatio repetenda: Processum supra scriptum bis vel ter repete.

2.1.3 Moderatio Parametrorum Processus

• Imperium temperaturae: Temperatura optima 900±20°C
• Dosis alcalina: Secundum contentum arsenici adaptanda, typice 8-12% ponderis antimonii.
• Tempus oxidationis: 1-1.5 horae per cyclum oxidationis

2.1.4 Efficacia Remotionis Arsenici

Potest contentum arsenici a 2-5% ad 0.1-0.3% reducere.

2.2 Methodus Volatilizationis Oxidativae

2.2.1 Principium

Utitur proprietate qua oxidum arsenicum (As₂O₃) volatilius est quam oxidum antimonii. As₂O₃ volatilizatur tantum ad 193°C, dum Sb₂O₃ requirit 656°C.

2.2.2 Fluxus Processus

1. Fusio oxidativa: Calefac in furno rotatorio ad 600-650°C cum introductione aeris.
2. Curatio fumorum: As₂O₃ volatilizatum condensa et recupera.
3. Fusio reductionis: Materiam reliquam ad 1200°C cum carbone reducere.
4. Refinatio: Adde parvam quantitatem cineris sodae ad ulteriorem purificationem.

2.2.3 Parametri Claves

• Concentratio oxygenii: 21-28%
• Tempus residentiae: horae 4-6
• Celeritas rotationis fornacis: 0.5-1r/min

3. Refinatio hydrometallurgica ad arsenicum removendum

3.1 Methodus Lixiviationis Sulfidi Alcali

3.1.1 Principium

Utitur proprietate qua sulfur arsenicum solubilitatem maiorem in solutionibus sulfidi alcalini habet quam sulfur antimonii. Reactio principalis:
As₂S₃ + ​​3Na₂S → 2Na₃AsS₃
Sb₂S₃ + ​​Na₂S → Insolubilis

3.1.2 Fluxus Processus

1. Sulfidatio: Misce pulverem antimonii crudum cum sulphure proportione massae 1:0.3, sulfidiza ad 500°C per horam unam.
2. Lixiviatio: Utere solutione Na₂S 2mol/L, proportione liquidi et solidi 5:1, agita ad 80°C per horas duas.
3. Filtratio: Filtra cum prelo filtratorio, residuum est concentratum antimonii cum arsenicum humilis.
4. Regeneratio: H₂S in percolatum introduce ut Na₂S regeneretur.

3.1.3 Conditiones Processus

• Na₂S concentration: 1.5-2.5mol/L
• pH lixiviationis: 12-13
• Efficacia lixiviationis: As>90%, Sb amissio<5%

3.2 Methodus Lixiviationis Acidae Oxidativae

3.2.1 Principium

Oxidationem faciliorem arsenici in condicionibus acidis adhibet, oxidantibus ut FeCl₃ vel H₂O₂ ad dissolutionem selectivam utens.

3.2.2 Fluxus Processus

1. Lixiviatio: In solutione HCl 1.5mol/L, adde 0.5mol/L FeCl₃, proportione liquidi et solidi 8:1.
2. Imperium potentiale: Potentiale oxidationis ad 400-450mV (contra SHE) serva.
3. Separatio solido-liquido: Filtratio vacuo, mitte percolatum ad recuperationem arsenici
4. Lavatio: Residuum filtri ter acido hydrochlorico diluto lava.

4. Methodus Refinationis Electrolyticae

4.1 Principium

Differentia potentialium depositionis inter antimonium (+0.212V) et arsenicum (+0.234V) utitur.

4.2 Fluxus Processus

1. Praeparatio anodi: Stibium crudum in laminas anodicas 400×600×20mm infunde.
2. Compositio electrolytorum: Sb³⁺ 80g/L, HCl 120g/L, additivum (gelatina) 0.5g/L
3. Conditiones electrolysis:
   • Densitas currentis: 120-150A/m²
   • Tensio cellulae: 0.4-0.6V
   • Temperatura: 30-35°C
   • Spatium electrodi: 100mm
4. Cyclus: Ex cellula remove singulis diebus septem ad decem

4.3 Indices Technici

• Puritas antimonii cathodici: ≥99.85%
• Ratio remotionis arsenici: >95%
• Efficacia currentis: 85-90%

5. Technologiae Emergentes ad Arsenicum Removendum

5.1 Distillatio Vacui

Sub vacuo 0.1-10 Pa, differentia pressionis vaporis utitur (As: 133 Pa ad 550°C, Sb requirit 1000°C).

5.2 Oxidatio Plasmatis

Plasma temperaturae humilis (5000-10000K) ad oxidationem selectivam arsenici adhibet, tempore processus brevi (10-30 min), consumptione energiae humili.

6. Comparatio Processuum et commendationes selectionis

Consilia delectus:

• Nutrimentum arsenici altum (As>3%): Lixiviationem sulfidi alcalini praefer.
• Arsenicum medium (0.5-3%): Refinatio alcalina vel electrolysis
• Requisita puritatis altae et arsenicum humilis: Refinatio electrolytica commendatur.

7. Conclusio

Arsenicum ex antimonio crudo removere requirit diligentem considerationem proprietatum materiae rudis, requisitorum producti, et oeconomiae. Methodi pyrometallurgicae traditionales magnam capacitatem sed significantem pressionem ambientalem habent; methodi hydrometallurgicae minus pollutionis sed processus longiores habent; methodi electrolyticae magnam puritatem producunt sed plus energiae consumunt. Directiones progressionis futurae includunt:

1. Additiva composita efficacia evolvenda
2. Optimizatio processuum multi-stadiorum coniunctorum
3. Usus opum arsenici emendandus
4. Consumptionem energiae et emissiones pollutionis minuendo