高纯砷及白砷的生产工艺-金属百科

高纯砷及白砷的生产工艺

高纯砷的制取工艺

纯度在99.999％以上的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两种，分别为以粗砷为原料和以白砷为原料。
以粗砷为原料制取高纯砷
一般以含砷95％～99％的粗砷为原料，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。
以白砷（三氧化二砷，俗称砒霜）为原料制取高纯砷
原料为含三氧化二砷99％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。

白砷的制取工艺

白砷(As2O3 )俗称砒霜，有火法冶金和湿法冶金两类方法。白砷最早采用雄黄氧化挥发法制取的，中国湖南石门雄黄矿曾用此法年产白砷5000吨。从20世纪70年代以来，世界许多有色金属冶炼厂开始使用火法冶金法生产白砷，80年代又发展到采用湿法冶金法。
火法冶金法
本方法适于处理预先焙烧砷精矿和含砷物料所得的高砷烟尘，主要利用三氧化二砷沸点低，容易挥发的性质，在回转窑、反射炉或电炉中焙烧高砷尘，获得的砷纯度为98％～99.5％，砷的直接回收率为60％～70％。
湿法冶金法
湿法冶金法分为常压水浸出和硫酸铜置换两种方法。
a. 常压水浸出法：本方法适用于处理预先焙烧砷精矿和含砷物料所得的含锡高砷烟尘，主要利用三氧化二砷在水中溶解度随温度升高而增加的特性。产品纯度为99％～99.5％，砷的直接回收率为73.2％。
b. 硫酸铜置换法：本方法适于处理含重金属杂质的硫化砷渣。该方法生产的白砷纯度为99.9％，砷的直接回收率为72％。
生产白砷的各种方法的优缺点对比
在生产白砷的方法中，应用范围最广的是火法升华挥发法，该方法可用于处理各种含砷物料，具有生产流程短、投资少、成本低等优点，但是产品质量稍逊于湿法。湿法可用于处理含多种重金属的砷原料，产品质量好，但是存在流程长、设备多、投资和成本较高等问题。