RU2394769C2 - Method of producing highly pure arsenic - Google Patents

Method of producing highly pure arsenic Download PDF

Info

Publication number
RU2394769C2
RU2394769C2 RU2008100665/15A RU2008100665A RU2394769C2 RU 2394769 C2 RU2394769 C2 RU 2394769C2 RU 2008100665/15 A RU2008100665/15 A RU 2008100665/15A RU 2008100665 A RU2008100665 A RU 2008100665A RU 2394769 C2 RU2394769 C2 RU 2394769C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arsenic
hydrazine
pure
temperature
hydrazine hydrate
Prior art date
Application number
RU2008100665/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008100665A (en
Inventor
Борис Ананьевич Князев (RU)
Борис Ананьевич Князев
Валентина Федоровна Вахер (RU)
Валентина Федоровна Вахер
Original Assignee
Борис Ананьевич Князев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Ананьевич Князев filed Critical Борис Ананьевич Князев
Priority to RU2008100665/15A priority Critical patent/RU2394769C2/en
Publication of RU2008100665A publication Critical patent/RU2008100665A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2394769C2 publication Critical patent/RU2394769C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in electronic industry, in optical and semiconductor engineering, glass manufacturing and in chemical industry as a catalyst additive. Trialkylarsenites of general formula (RO)3As, where R = CH3, C2H5, are reduced using hydrazine from the "pure" or "highly pure" category with molar ratio of esters to hydrazine equal to 1:3-1:3.2 and temperature (70-100)°C or hydrazine hydrate from the "pure" or "highly pure" category with molar ratio of esters to hydrazine hydrate equal to 1:3-1:6 and temperature (130-150)°C. Precipitate of amorphous arsenic is filtered off, washed and dried.
EFFECT: invention enables to obtain arsenic with purity of up to 99,99 wt %, with output of up to 97% of the theoretical value, simplifies the technology and widens the raw material base for producing pure arsenic.
7 ex

Description

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, а точнее к способу получения чистого элементного мышьяка.The invention relates to the chemical technology of inorganic substances, and more specifically to a method for producing pure elemental arsenic.

Известно, что для получения различных соединений мышьяка особой чистоты, применяемых в наукоемких технологиях (микроэлектроника, оптоэлектроника и т.д.), в качестве исходных веществ используется триоксид мышьяка AS2O3, элементный мышьяк и трихлорид мышьяка AsCl3 /1/. Первые два из них добываются из руд, а треххлористый мышьяк известными способами получают либо гидрохлорированием «белого мышьяка» As2O3 концентрированной соляной кислотой, либо хлорированием элементного мышьяка. В промышленности в качестве прекурсора высокочистого мышьяка и других его соединений отдают предпочтение трихлориду мышьяка. Это соединение является жидким веществом с относительно невысокой температурой кипения и может быть очищено от мешающих примесей гораздо эффективнее по сравнению с твердыми веществами методами ректификации, абсорбции и т.п. Коэффициенты разделения его от примесей, например, при ректификации несравненно выше таковых при сублимационной возгонке твердых веществ /2/ (оксида мышьяка, мышьяка и т.д.). К тому же жидкофазные процессы более технологичны с точки зрения химической инженерии, чем процессы с твердыми веществами.It is known that to obtain the various compounds of high purity arsenic used in high technologies (microelectronics, optoelectronics, etc.) as the starting materials used arsenic trioxide AS 2 O 3, elemental arsenic and arsenic trichloride AsCl 3/1 /. The first two of them are extracted from ores, and arsenic trichloride by known methods is obtained either by hydrochlorination of “white arsenic” As 2 O 3 with concentrated hydrochloric acid, or by chlorination of elemental arsenic. In industry, arsenic trichloride is preferred as a precursor to high-purity arsenic and its other compounds. This compound is a liquid substance with a relatively low boiling point and can be cleaned of interfering impurities much more efficiently in comparison with solids by methods of distillation, absorption, etc. The separation coefficients of it from impurities, for example, during rectification, are incomparably higher than those for sublimation sublimation of solids / 2 / (arsenic oxide, arsenic, etc.). In addition, liquid-phase processes are more technologically advanced from the point of view of chemical engineering than processes with solids.

Однако чувствительность к влаге и повышенная коррозионная активность трихлорида мышьяка по отношению к конструкционным материалам, от микропримесей которых очищают это вещество (на финишных стадиях очистки используются ректификационные колонки из плавленого кварца), ограничивают масштабирование технологических установок и удорожают стоимость получаемых продуктов.However, moisture sensitivity and increased corrosive activity of arsenic trichloride in relation to structural materials from which this substance is purified from microimpurities (distillation columns from fused silica are used at the final stages of purification) limit the scaling of technological plants and increase the cost of the resulting products.

В последнее время ведутся разработки процессов, применяющих другие прекурсоры. Одним из таких прекурсоров могут быть триалкиловые эфиры мышьяковистой кислоты As(OR)3 (триалкиларсениты), особенно низшие эфиры, также являющиеся жидкими веществами с невысокими температурами кипения, но не такие агрессивные.Recently, processes are being developed that use other precursors. One of these precursors may be arsenous acid trialkyl esters As (OR) 3 (trialkylarsenites), especially lower esters, which are also liquid substances with low boiling points, but not as aggressive.

В научной литературе широко освещены вопросы получения мышьяка As4 /1-2, 3, 4/ и методы его очистки до квалификации «осч» /4, 5-8, 9-10,11-12/.The scientific literature widely covers the issues of obtaining arsenic As 4 / 1-2, 3, 4 / and methods for its purification to the qualification “osch” / 4, 5-8, 9-10,11-12 /.

Одним из основных методов получения мышьяка квалификации «осч» является хлоридный метод /10, 17-19/, заключающийся в термическом восстановлении трихлорида мышьяка особой чистоты водородом:One of the main methods for obtaining arsenic qualification “OPC” is the chloride method / 10, 17-19 /, which consists in the thermal reduction of arsenic trichloride of high purity with hydrogen:

Figure 00000001
Figure 00000001

с последующей пересублимацией осажденного аморфного мышьяка для перевода в кристаллическое состояние. Этот метод дает товарный кристаллический мышьяк особой чистоты, используемый далее для получения полупроводниковых изделий.with subsequent re-sublimation of precipitated amorphous arsenic to transfer to a crystalline state. This method gives commercial crystalline arsenic of high purity, which is further used to obtain semiconductor products.

Существует метод, основанный на восстановлении триоксида мышьяка /1-2, 20-21/ активированным углем или водородом, по уравнению:There is a method based on the reduction of arsenic trioxide / 1-2, 20-21 / activated carbon or hydrogen, according to the equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

В работах /25-27/ изложен метод, основанный на восстановлении чистого оксида мышьяка газообразным аммиаком при температуре 500÷1000°С. Оба эти способа восстановления нетехнологичны.A method based on the reduction of pure arsenic oxide with gaseous ammonia at a temperature of 500 ÷ 1000 ° C is described in / 25-27 /. Both of these recovery methods are low-tech.

Авторами работ/13-16, 22-24/ широко освещен гидридный метод получения мышьяка, основанный на термическом разложении предварительно очищенного арсина AsH3. Арсин является газом с весьма низкой температурой конденсации и обладает весьма токсическими свойствами. Известные трудности с очисткой арсина (низкотемпературная ректификация и адсорбция), а также проблема с его хранением и транспортировкой ограничивают использование гидридного метода получения мышьяка лишь процессами нанесения тонких пленок мышьяка на изделия.The authors of works / 13-16, 22-24 / widely described the hydride method for producing arsenic, based on the thermal decomposition of previously purified arsine AsH 3 . Arsine is a gas with a very low condensation temperature and has very toxic properties. Known difficulties with the purification of arsine (low-temperature distillation and adsorption), as well as the problem with its storage and transportation, limit the use of the hydride method for producing arsenic to processes of applying thin films of arsenic to products.

Все вышеперечисленные способы получения мышьяка предполагают доведение продукта до квалификации «осч» путем многократной сублимации, дистилляцией расплава или зонной и паразонной очисткой.All of the above methods for producing arsenic involve bringing the product to the qualification “osch” by repeated sublimation, melt distillation, or zone and parazone purification.

Основные методы очистки элементного мышьяка до квалификации «осч» изложены в работах: /5/ - многократная сублимация, /11/ - дистилляция из расплава, /12/ - зонная и паразонная очистка.The main methods for purifying elemental arsenic to the qualification “osch” are described in the works: / 5 / - repeated sublimation, / 11 / - distillation from the melt, / 12 / - zone and parazon cleaning.

Недостатками всех вышеизложенных способов получения мышьяка являются высокая энергоемкость, громоздкое аппаратурное оформление и низкая степень извлечения мышьяка (78-90)%.The disadvantages of all the above methods for producing arsenic are high energy intensity, cumbersome hardware design and a low degree of extraction of arsenic (78-90)%.

Наиболее близкими к изобретению являются работы /28, 29, 30/. В работе /28/ показана возможность получения мышьяка повышенной степени чистоты электролизом триметиларсенита или триэтиларсенита в водном растворе гидроксида калия или натрия с использованием платинового анода и катода, изготовленного из никеля или нержавеющей стали марки 12X18Н9Т. Для исключения присутствия примесей тяжелых металлов в выделяемом мышьяке используют очищенные арсениты. В катодную камеру электролизера загружали 25 мл 3N водного раствора КОН, 50 мл бидистиллированной воды и, при охлаждении, 9.8 г (CH3O)3As. В анодную камеру запивали 30 мл 3N водного раствора КОН. Электролиз проводили при токе 3А (плотность тока 0,068 А/см2) и температуре 15-20°С в течение 4.5 ч. По окончании электролиза на стеклянном фильтре отделяли мышьяк (3,2 г) от содержимого катодной камеры. Осадок промывали бидистиллатом до рН 6-7, а затем сушили в вакуум-эксикаторе над гидроксидом калия. Выход мышьяка по веществу составил 73,5%, по току - 26.2%. Полученный мышьяк содержал примеси металлов: Fe, Zn, Cu на уровне 1-2·10-3%; Мо, Са на уровне 1-5·10-4%; Al, Pb, Na, Li, Sn<1-5·10-4%; Со, Ni, V<1-5·10-5%; Mn - 4·10-6%. Мышьяк такого состава может быть очищен до уровня, удовлетворяющего требованиям "осч" вакуумной сублимацией /5/.Closest to the invention are works / 28, 29, 30 /. The possibility of obtaining arsenic of an increased degree of purity by electrolysis of trimethylarsenite or triethylarsenite in an aqueous solution of potassium or sodium hydroxide using a platinum anode and a cathode made of nickel or stainless steel 12X18H9T is shown in / 28 /. To exclude the presence of heavy metal impurities in the released arsenic, purified arsenites are used. 25 ml of a 3N aqueous solution of KOH, 50 ml of bidistilled water and, with cooling, 9.8 g of (CH 3 O) 3 As were loaded into the cathode chamber of the electrolyzer. 30 ml of a 3N aqueous KOH solution were washed down into the anode chamber. The electrolysis was carried out at a current of 3A (current density of 0.068 A / cm 2 ) and a temperature of 15-20 ° C for 4.5 hours. At the end of the electrolysis, arsenic (3.2 g) was separated from the contents of the cathode chamber on a glass filter. The precipitate was washed with double distillate to a pH of 6-7, and then dried in a vacuum desiccator over potassium hydroxide. The arsenic yield for the substance was 73.5%, and for the current, 26.2%. The resulting arsenic contained metal impurities: Fe, Zn, Cu at a level of 1-2 · 10 -3 %; Mo, Ca at the level of 1-5 · 10 -4 %; Al, Pb, Na, Li, Sn <1-5 · 10 -4 %; Co, Ni, V <1-5 · 10 -5 %; Mn - 4 · 10 -6 %. Arsenic of this composition can be cleaned to a level that meets the requirements of the "osch" by vacuum sublimation / 5 /.

Недостатком данного метода является низкий выход продукта ~74%.The disadvantage of this method is the low yield of ~ 74%.

Авторами работы /29/ изложен способ получения мышьяка путем термического разложения особо чистых триалкиларсенитов общей формулы (RO)3As, где R=CH3; С2Н5; С3Н7; С4Н9; C5H11 в водородной среде в интервале температур 673÷1500К.The authors of / 29 / set out a method for producing arsenic by thermal decomposition of highly pure trialkyl arsenites of the general formula (RO) 3 As, where R = CH 3 ; C 2 H 5 ; C 3 H 7 ; C 4 H 9 ; C 5 H 11 in a hydrogen medium in the temperature range 673 ÷ 1500K.

Качество чистого мышьяка определяется содержанием углерода в целевом продукте. Сравнительное распределение основных углеродосодержащих продуктов в диапазоне температур 673÷1500К показывает, что в инертной среде разложение As(OR)3 идет преимущественно с образованием твердого (~60% Ств при Т=673°С) и с повышением температуры содержание углерода Ств увеличивается. Содержание твердого углерода уменьшается при восстановлении в водородной среде в области температур (673÷973)К. С повышением температуры увеличивается содержание Ств в продукте. Увеличение количества атомов углерода в радикале также приводит к увеличению содержания Ств в мышьяке. Оптимальным условием термического разложения является соотношение Н2:As(OR)3=10·n в области температур (673÷973)К (n - число атомов углерода в радикале).The quality of pure arsenic is determined by the carbon content in the target product. A comparative distribution of the main carbon-containing products in the temperature range 673–1500 K shows that, in an inert medium, the decomposition of As (OR) 3 occurs predominantly with the formation of solid (~ 60% Stv at T = 673 ° C) and with increasing temperature the content of Stv carbon increases. The solid carbon content decreases upon reduction in a hydrogen medium in the temperature range (673 ÷ 973) K. With increasing temperature, the content of Stv in the product increases. An increase in the number of carbon atoms in the radical also leads to an increase in the content of Cb in arsenic. The optimal condition for thermal decomposition is the ratio of H 2 : As (OR) 3 = 10 · n in the temperature range (673 ÷ 973) K (n is the number of carbon atoms in the radical).

Исследования термического разложения триалкиларсенитов (RO)3As (где R=от СН3; до С4Н9) проводили на кварцевой установке при температурах (700÷1000)К. Установка была аналогичной, как в процессе водородного восстановления трихлорида мышьяка. Показано, что процесс целесообразно проводить в потоке водорода при мольном соотношении H2:As(OR)3≥(4.0÷4.5) в узком оптимальном диапазоне температур (830÷870)К. В этих условиях получают мышьяк с выходом около 95% и содержанием углерода на уровне 10-2% мас.The thermal decomposition of trialkyl arsenites (RO) 3 As (where R = from CH 3 ; to C 4 H 9 ) was studied on a quartz apparatus at temperatures (700–1000) K. The installation was similar to that in the process of hydrogen reduction of arsenic trichloride. It was shown that the process should be carried out in a hydrogen stream at a molar ratio of H 2 : As (OR) 3 ≥ (4.0 ÷ 4.5) in a narrow optimal temperature range (830 ÷ 870) K. Under these conditions, arsenic is obtained with a yield of about 95% and a carbon content of 10 -2 % wt.

Недостатком этого метода является использование высоких температур, сложное аппаратурное оформление (кварц) и высокое содержание примеси углерода в целевом продукте.The disadvantage of this method is the use of high temperatures, complex instrumentation (quartz) and a high content of carbon impurities in the target product.

Согласно литературным данным эфиры мышьяковой кислоты в неводных растворителях восстанавливаются в электрохимической ячейке с образованием тонких пленок мышьяка на поверхности электрода /30/.According to published data, arsenic esters in non-aqueous solvents are reduced in an electrochemical cell with the formation of thin films of arsenic on the electrode surface / 30 /.

Целью данного изобретения является расширение сырьевой базы и упрощение процесса получения чистого мышьяка. Поставленная цель достигается путем взаимодействия триалкиларсенитов (RO)3As (где R=CH3; С2Н5) квалификации «осч» с гидразином и (или) гидразингидратом квалификации «ч» или « осч», выпускаемые промышленностью.The aim of this invention is to expand the raw material base and simplify the process of obtaining pure arsenic. This goal is achieved by the interaction of trialkylarsenites (RO) 3 As (where R = CH 3 ; C 2 H 5 ) of the qualification “osch” with hydrazine and (or) hydrazine hydrate of the qualification “h” or “osch”, produced by the industry.

Процесс восстановления описывается следующими уравнениями (1) и (2):The recovery process is described by the following equations (1) and (2):

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Отличительной особенностью предлагаемого способа является использование в качестве восстановителя гидразина или гидразингидрата.A distinctive feature of the proposed method is the use of hydrazine or hydrazine hydrate as a reducing agent.

Процесс ведут в жидкой фазе при умеренно низких температурах, атмосферном давлении и мольном соотношении триалкиларсенитов к гидразину 1:3÷1:3.2 и, или, 1:3÷1:6 триалкиларсенитов к гидразингидрату. Использование менее 3 молей гидразина не гарантирует полноты протекания процесса, а использование восстановителя в количествах более чем 3.2 моля ведет к неоправданному перерасходу сырья и усложнению некоторых технологических операций. При использовании в качестве восстановителя гидразингидрата, соотношение триалкиларсенит-гидразингидрат варьируется от 1:3 до 1:6. Лучше использовать соотношение реагентов 1:6.The process is conducted in the liquid phase at moderately low temperatures, atmospheric pressure and a molar ratio of trialkylarsenites to hydrazine of 1: 3 ÷ 1: 3.2 and, or, 1: 3 ÷ 1: 6 of trialkylarsenites to hydrazine hydrate. The use of less than 3 moles of hydrazine does not guarantee the completeness of the process, and the use of a reducing agent in amounts of more than 3.2 moles leads to an unjustified overspending of raw materials and the complication of some technological operations. When hydrazine hydrate is used as a reducing agent, the ratio of trialkyl arsenite-hydrazine hydrate varies from 1: 3 to 1: 6. It is better to use a reagent ratio of 1: 6.

Применение очень эффективного восстановителя обуславливает быстрое протекание реакций и высокий процент выхода целевого продукта; в ходе процесса образуется только один твердый продукт - аморфный As, который может быть легко выделен из реакционной массы простым фильтрованием. Перевод в кристаллическую форму полученных образцов аморфного мышьяка и фасовку этих образцов проводят пересублимацией аналогично тому, как это производится при водородном восстановлении трихлорида мышьяка.The use of a very effective reducing agent determines the rapid course of reactions and a high percentage of yield of the target product; during the process, only one solid product is formed - amorphous As, which can be easily isolated from the reaction mass by simple filtration. Translation of the obtained samples of amorphous arsenic into crystalline form and packing of these samples is carried out by re-sublimation in the same way as when hydrogen arsenic trichloride is reduced by hydrogen.

Процесс восстановления гидразином (реакция 1) ведут при температуре (70÷100)°С в реакторе из нержавеющей стали при атмосферном давлении.The reduction process with hydrazine (reaction 1) is carried out at a temperature of (70 ÷ 100) ° C in a stainless steel reactor at atmospheric pressure.

Процесс восстановления гидразингидратом (реакция 2) ведут при температуре (130÷150)°С в герметичном реакторе из нержавеющей стали.The recovery process with hydrazine hydrate (reaction 2) is carried out at a temperature of (130 ÷ 150) ° C in a sealed stainless steel reactor.

Ведение процесса ниже 70°С в первом случае и 130°С во втором не гарантирует полного превращения реагентов, а повышение температуры выше 100°С и 150°С не целесообразно и ведет только к удорожанию процесса.Keeping the process below 70 ° C in the first case and 130 ° C in the second does not guarantee complete conversion of the reagents, and raising the temperature above 100 ° C and 150 ° C is not advisable and only leads to a higher cost of the process.

Пример 1Example 1

Получение аморфного мышьяка из триметиларсенита и гидразинаObtaining amorphous arsenic from trimethylarsenite and hydrazine

К 38,4 г (1.2 моль) гидразина при 70°С добавляют 67,2 г (0.4 моля) триметиларсенита. Процесс ведется в атмосфере инертного газа при постоянном перемешивании. После окончания реакции полученную суспензию выдерживают 2 часа при температуре не ниже 70°С. Затем полученный осадок аморфного мышьяка отфильтровывают и промывают деионизированной водой до нейтральной реакции. Осадок сушат до постоянной массы в вакуумной сушилке с подогревом. В процессе синтеза получено 29,1 г аморфного мышьяка с содержанием основного вещества 99,9%. Выход мышьяка 97%.To 38.4 g (1.2 mol) of hydrazine at 70 ° C, 67.2 g (0.4 mol) of trimethylarsenite are added. The process is conducted in an atmosphere of inert gas with constant stirring. After the reaction, the resulting suspension is incubated for 2 hours at a temperature not lower than 70 ° C. Then the obtained precipitate of amorphous arsenic is filtered off and washed with deionized water until neutral. The precipitate is dried to constant weight in a heated vacuum dryer. During the synthesis, 29.1 g of amorphous arsenic with a basic substance content of 99.9% were obtained. The yield of arsenic is 97%.

Пример 2Example 2

Получение аморфного мышьяка из триметиларсенита при температуре 100°С ведут аналогично примеру 1. Время реакции несколько сокращается, но увеличивается интенсивность отвода тепла.Obtaining amorphous arsenic from trimethylarsenite at a temperature of 100 ° C is carried out analogously to example 1. The reaction time is somewhat reduced, but the intensity of heat dissipation increases.

Пример 3Example 3

Получение аморфного мышьяка из триэтиларсенита и гидразинаObtaining amorphous arsenic from triethylarsenite and hydrazine

К 38,4 г (1.2 моля) гидразина при температуре 70°С добавляют 84 г (0.4 моля) триэтиларсенита. Процесс ведется как в примере 1. В процессе получено 29,07 г аморфного мышьяка с содержанием основного вещества 99,95% мас. Выход 96,9% от теории.To 38.4 g (1.2 mol) of hydrazine at a temperature of 70 ° C, 84 g (0.4 mol) of triethylarsenite are added. The process is carried out as in example 1. In the process received 29.07 g of amorphous arsenic with a basic substance content of 99.95% wt. Yield 96.9% of theory.

Пример 4Example 4

Получение аморфного мышьяка из триэтиларсенита при температуре 100°С осуществляют аналогично примеру 3.Obtaining amorphous arsenic from triethylarsenite at a temperature of 100 ° C is carried out analogously to example 3.

При этом незначительно увеличивается интенсивность процесса, но на ход процесса это не влияет.At the same time, the intensity of the process slightly increases, but this does not affect the course of the process.

Пример 5Example 5

Получение аморфного мышьяка с гидразингидратомObtaining amorphous arsenic with hydrazine hydrate

В герметично закрывающийся реактор вместимостью 180 см3 помещают 60,3 г (0.3 моля) триэтиларсенита (или 49,7 г - 0.3 моля триметиларсенита) и добавляют 90,4 г гидразингидрата (1.8 моль в пересчете на гидразин). Реактор герметично закрывают и помещают в масляную баню, предварительно нагретую до 130°С. Реактор выдерживают в течение 2-х ч при температуре 130°С. Охлаждают и открывают. Полученный осадок аморфного мышьяка переносят деионизованной водой на фильтр, отмывают до нейтральной реакции и сушат под вакуумом с подогревом. В результате синтеза получено 20,4 г аморфного мышьяка (или 21,6 г), что составляет 94,9% (или 95,7%) от теории. Содержание основного вещества в полученных образцах аморфного мышьяка составляет 99,99% мас.In a hermetically sealed reactor with a capacity of 180 cm 3, 60.3 g (0.3 mol) of triethylarsenite (or 49.7 g - 0.3 mol of trimethylarsenite) are placed and 90.4 g of hydrazine hydrate (1.8 mol in terms of hydrazine) are added. The reactor is hermetically sealed and placed in an oil bath preheated to 130 ° C. The reactor was incubated for 2 hours at a temperature of 130 ° C. Cool and open. The obtained precipitate of amorphous arsenic is transferred to a filter with deionized water, washed until neutral, and dried under vacuum with heating. As a result of the synthesis, 20.4 g of amorphous arsenic (or 21.6 g) were obtained, which is 94.9% (or 95.7%) of theory. The content of the main substance in the obtained samples of amorphous arsenic is 99.99% wt.

Пример 6Example 6

Восстановление триалкиларсенитов гидразингидратом при температуре 150°С ведут, как и в примере 5.The recovery of trialkyl arsenites with hydrazine hydrate at a temperature of 150 ° C is carried out, as in example 5.

Видимых изменений в ходе процесса не наблюдается.No visible changes during the process.

Пример 7Example 7

Восстановление триалкиларсенитов гидразингидратом при температурах 130°С-150°С и мольном соотношении 1:3 проводят, как в примере 5. При этом увеличивается время ведения процесса до 4÷5 часов и не всегда достигается полнота превращения реагентов, что приводит к снижению выхода целевого продукта, а следовательно, к перерасходу сырья и удорожанию процесса.The recovery of trialkyl arsenites with hydrazine hydrate at temperatures of 130 ° C-150 ° C and a molar ratio of 1: 3 is carried out, as in Example 5. At the same time, the process time is increased to 4–5 hours and the completeness of conversion of the reagents is not always achieved, which leads to a decrease in the yield of the target product, and consequently, to excessive consumption of raw materials and the cost of the process.

По данным атомно-эмиссионного анализа содержание примесей металлов во всех полученных образцах мышьяка находилось на уровне (10-4÷10-5)% мас.According to atomic emission analysis, the content of metal impurities in all obtained arsenic samples was at the level of (10 -4 ÷ 10 -5 )% wt.

Изобретение позволяет упростить процесс, в сравнении с водородным восстановлением, за счет смягчения условий ведения реакции и увеличить выход мышьяка, используя эффективный восстановитель, а также позволяет получать продукт высокого качества с высоким выходом до 97%.The invention allows to simplify the process, in comparison with hydrogen reduction, by mitigating the reaction conditions and increasing the yield of arsenic using an effective reducing agent, and also allows to obtain a high-quality product with a high yield of up to 97%.

Наконец, данный метод восстановления триалкиларсенитов может быть использован для технологических и экологических целей. Неиспользуемые остатки этих веществ (кубовые после очистки, их технологические растворы, некондиционные массы и т.п.) могут быть утилизированы предлагаемым способом. В небольшом избытке восстановителя (уже технического качества) мышьяк из них нацело иммобилизуется в твердую, менее опасную массу элементного мышьяка, а остающиеся органические отходы направляются на биоочистку или сжигание.Finally, this method of trialkyl arsenite recovery can be used for technological and environmental purposes. Unused residues of these substances (vat after cleaning, their technological solutions, substandard masses, etc.) can be disposed of by the proposed method. In a small excess of the reducing agent (already of technical quality), arsenic from them is completely immobilized into a solid, less dangerous mass of elemental arsenic, and the remaining organic waste is sent for bio-treatment or incineration.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент Японии, №13 165, опубл. 6.09.62.1. Japanese Patent, No. 13 165, publ. 6.09.62.

2. Goundry P. I Chemical know-how key to production of Semiconductors. // Chem. Engng, 1964, 71, 2, 110-112.2. Goundry P. I Chemical know-how key to production of Semiconductors. // Chem. Engng, 1964, 71, 2, 110-112.

3. Patzek Т./ Über die Darstellung von spektralreinen Arsin. // Reinstoffe Wissenschaft und Technik. Berlin, 1963, 87-89.3. Patzek, T. / Über die Darstellung von spektralreinen Arsin. // Reinstoffe Wissenschaft und Technik. Berlin, 1963, 87-89.

4. Иванцев Я.Н., Катаев Г.A. / Очистка мышьяка термическим способом. // Труды Томского университета, 1962, 154, 189-192 (г.Томск).4. Ivantsev Y.N., Kataev G.A. Thermal purification of arsenic. // Proceedings of Tomsk University, 1962, 154, 189-192 (Tomsk).

5. Харахорин Ф.Ф., Кузнецова Е.С., Глухое А.А. и др. / К вопросу об очистке мышьяка сублимацией. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1966, 2, №4, 582-584.5. Kharahorin F.F., Kuznetsova E.S., Glukhoy A.A. et al. / To the question of purification of arsenic by sublimation. // Izv. USSR Academy of Sciences. Inorganic materials. 1966, 2, No. 4, 582-584.

6. Патент Японии, №11760, опубл. 25.06.64.6. Japan Patent No. 11760, publ. 06/25/64.

7. Патент США, №3512958, опубл. 19.05.70.7. US patent, No. 3512958, publ. 05/19/70.

8. Патент Японии, №53-13598, опубл. 11.05.78.8. Japanese Patent, No. 53-13598, publ. 05/11/78.

9. Авторское свидетельство СССР, №379 658, опубл. 11.07.73.9. Copyright certificate of the USSR, No. 379 658, publ. 07/11/73.

10. Жуков Б.Н., Белянина Т.И., Шаталов В.Г. и др. / Усовершенствование технологии получения металлического мышьяка особой чистоты из его трихлорида. // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического освещения «Перспективы развития производства особо чистых мышьяка и его соединений». Тбилиси, 1976, с.20.10. Zhukov B.N., Belyanina T.I., Shatalov V.G. et al. / Improving the technology for producing metallic arsenic of high purity from its trichloride. // Abstracts of the All-Union Scientific and Technical Lighting "Prospects for the development of production of highly pure arsenic and its compounds." Tbilisi, 1976, p.20.

11. Патент США, №4034069, опубл. 19.05.70.11. US patent, No. 4034069, publ. 05/19/70.

12. Курдюмов Г.М. / Зонная плавка как метод получения высокочистых химических веществ. // Ж. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И.Менделеева, 1968, 13, №5, 524-528.12. Kurdyumov G.M. / Zone melting as a method of obtaining high-purity chemicals. // J. All-Union. Chem. islands to them. D.I. Mendeleev, 1968, 13, No. 5, 524-528.

13. Девятых Г.Г. / Получение и анализ веществ высокой чистоты. М.: Наука, 1966, с.3, 15; 1970, с.14.13. Ninth G.G. / Obtaining and analysis of high purity substances. M .: Nauka, 1966, p. 3, 15; 1970, p. 14.

14. Забурдяев B.C., Соколов Е.Б. и др. // Ж. прикл. химия, 1974, 47, №7, 1459-1463.14. Zaburdyaev B.C., Sokolov EB et al. // J. Prikl. Chemistry, 1974, 47, No. 7, 1459-1463.

15. Oberflachenschutz durch Aufdampfen Seltener Metall. // Metall, 1953, 3-4, 120.15. Oberflachenschutz durch Aufdampfen Seltener Metall. // Metall, 1953, 3-4, 120.

16. Effer D. / Preparation of high-purity indium arsenide. // J. Electrochem. Soc, 1961, 108, №4, 357-361.16. Effer D. / Preparation of high-purity indium arsenide. // J. Electrochem. Soc, 1961, 108, No. 4, 357-361.

17. Патент Японии, №28106, опубл. 5.12.64.17. Japan patent, No. 28106, publ. 5.12.64.

18. Авторское свидетельство СССР, №379658, опубл. 11.07.73.18. Copyright certificate of the USSR, No. 379658, publ. 07/11/73.

19. Патент США, №3359071, опубл. 12.07.60.19. US patent, No. 3359071, publ. 07/12/60.

20. Патент США, №2944885, опубл. 12.07.60.20. US patent, No. 2944885, publ. 07/12/60.

21. Авторское свидетельство СССР, №136560; БИ №5, 1961.21. Copyright certificate of the USSR, No. 136560; BI No. 5, 1961.

22. Зорин А.Д., Фролов И.А., Кулаков С.И., Забуряев B.C. / Труды по химии и химической технологии. г.Горький, ГГУ им. Н.И.Лобачевского, 1973, вып.4, (35), с.38-41.22. Zorin A.D., Frolov I.A., Kulakov S.I., Zaburyaev B.C. / Proceedings in chemistry and chemical technology. Gorky, GSU named after N.I. Lobachevsky, 1973, issue 4, (35), p. 38-41.

23. Патент Японии, №13486, опубл. 29.06.65.23. Japan Patent No. 13486, publ. 06/29/65.

24. Авторское свидетельство ЧССР, №192658, опубл. 30.09.76.24. Copyright certificate of Czechoslovakia, No. 192658, publ. 09/30/76.

25. Патент Швеции, №319307, опубл. 12.01.70.25. Swedish patent, No. 319307, publ. 12.01.70.

26. Авторское свидетельство СССР, №305667, опубл. 4.06.71.26. Copyright certificate of the USSR, No. 305667, publ. June 4, 71.

27. Патент США, №367379.27. US patent, No. 367379.

28. Смирнов Ю.А., Вахер В.Ф., Князев Б.А., Томилов А.П. / Электрохимическое выделение мышьяка из эфиров мышьяковистой кислоты. // Неорганические материалы. 2005, 41, №8, с.935-937.28. Smirnov Yu.A., Vaher V.F., Knyazev B.A., Tomilov A.P. / Electrochemical isolation of arsenic from arsenic acid esters. // Inorganic materials. 2005, 41, No. 8, pp. 935-937.

29. Ефремов А.А., Гринберг Е.Е., Омиадзе А.П., Габисиани Г.Г., Красавин В.П. / Термическое разложение особо чистых триалкиларсенитов. // Высокочистые вещества. 1992, №2, с.91-104.29. Efremov A.A., Grinberg E.E., Omiadze A.P., Gabisiani G.G., Krasavin V.P. / Thermal decomposition of highly pure trialkyl arsenites. // Highly pure substances. 1992, No. 2, pp. 91-104.

30. Badesha S.S., Smith Т.W., Leutfy R.O. // Патент США №4432841, 1984 г.30. Badesha S.S., Smith T.W., Leutfy R.O. // US Patent No. 4432841, 1984

Claims (1)

Способ получения аморфного мышьяка квалификации «осч» путем реакции восстановления триалкиларсенитов общей формулы (RО)3Аs, где R-СН3, С2Н5, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют гидразин или гидразингидрат квалификации «ч» или «осч» и процесс ведут при температуре соответственно 70÷100°С или 130÷150°С и мольном соотношении эфиров к гидразину 1:3÷1:3,2 или к гидразингидрату 1:3÷1:6. A method of obtaining amorphous arsenic of the qualification “osch” by the reduction reaction of trialkylarsenites of the general formula (RO) 3 As, where R-CH 3 , C 2 H 5 , characterized in that hydrazine or hydrazine hydrate qualification “h” or “osch” is used as a reducing agent and the process is carried out at a temperature of 70-100 ° C or 130-150 ° C, respectively, and a molar ratio of esters to hydrazine of 1: 3 ÷ 1: 3,2 or to hydrazine hydrate 1: 3 ÷ 1: 6.
RU2008100665/15A 2008-01-17 2008-01-17 Method of producing highly pure arsenic RU2394769C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100665/15A RU2394769C2 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Method of producing highly pure arsenic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100665/15A RU2394769C2 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Method of producing highly pure arsenic

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008100665A RU2008100665A (en) 2009-07-27
RU2394769C2 true RU2394769C2 (en) 2010-07-20

Family

ID=41047817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008100665/15A RU2394769C2 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Method of producing highly pure arsenic

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2394769C2 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕФРЕМОВ А.А., ГРИНБЕРГ Е.Е. и др. Термическое разложение особочистых триалкиларсенитов. Высокочистые вещества, 1992, № 2, с.91-104. НЕМОДРУК А.А. Аналитическая химия мышьяка. - М.: Наука, 1976, с.12, 13. *
СМИРНОВ Ю.А., ВАХЕР В.Ф. и др. Электрохимическое выделение мышьяка из эфиров мышьяковистой кислоты, Неорганические материалы, 2005, т.41, № 8, с.935-937. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008100665A (en) 2009-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8323376B2 (en) Lead recycling
JP5125504B2 (en) Method for producing high purity anhydrous aluminum chloride
US10035709B2 (en) Process for pure carbon production, compositions, and methods thereof
KR20190098139A (en) Method for Producing Lithium Oxide
KR20170134618A (en) Anhydrous nickel chloride and method for producing same
CN109368688A (en) A kind of production technology of high pure zinc oxide indirect method
JP5032400B2 (en) Nickel oxide
CN105378149A (en) Zinc production method
CN116925130A (en) Preparation method of tetra (dimethylamino) tin
Majdinasab et al. Microwave synthesis of zeolites from waste glass cullet using landfill leachate as a novel alternative solvent
JP2018131351A (en) Method for recovering co2 in air to separate carbon
RU2394769C2 (en) Method of producing highly pure arsenic
JP6728731B2 (en) Method for recovering hydrofluoric acid and nitric acid
KR101504118B1 (en) Manufacturing process of high purity and high density alumina used high temperature vacuum sintering furnace
RU2386713C1 (en) Zirconium-bearing raw material processing method
CN113563169B (en) Preparation method of tris (2,2,6, 6-tetramethyl-3, 5-heptanedionate) aluminum
JPH01108101A (en) Separation and recovery of iodine
CN1042653C (en) Stibium fire refining deleading agent, its preparation and application
Zhou et al. Separation of lead sulfide from galena concentrate via two-step vacuum distillation
CN114231762A (en) Method for purifying high-purity indium
RU2431700C1 (en) Method of preparing potassium chloroaluminate melt for separating zirconium and hafnium chlorides
CN101492836A (en) Method for manufacturing solar battery grade polysilicon product
Fedorov et al. Processes for the Preparation of High-Purity Arsenic and Its Compounds
CN109775747B (en) Preparation method of high-purity anhydrous indium trichloride
CN110040765B (en) Compound NH4InS2And preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110118