[發明專利]一種通過還原白砷來生產單質砷的設備和方法

在審

• 申請號: 202010813672.X
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112176203A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 盧建中
• 申請（專利權）人: 濟源市中億科技有限公司
• 主分類號: C22B30/04
• 分類號: C22B30/04;C22B5/10;C22B5/12
• 代理公司: 鄭州銳科知識產權代理事務所(普通合伙) 41171
• 代理人: 王江濤

一種通過還原白砷來生產單質砷的設備和方法，包括從左至右依次密封連通的螺旋給料器、升華爐、還原爐、冷凝器、第一濾塵器和第一真空泵，所述螺旋給料器的進料口連接有料倉，所述料倉與所述螺旋給料器的進料口之間設置有第一閥門，所述還原爐包括爐體，所述爐體的下部設置有與所述升華爐連通的進氣口，所述爐體的上端設置有加氣孔和給料管，所述給料管連通有木炭倉，所述木炭倉上設置有抽氣口，所述給料管上設置有第二閥門，所述冷凝器包括罐體，所述罐體上設置有電子震動器，所述罐體的上端可拆卸地設置有冷凝管，所述冷凝管上設置有冷卻水進口和冷卻水出口。本發明可以提高白砷升華為白砷蒸汽的效率，提高生產單質砷的效率。

技術領域

本發明涉及單質砷生產技術領域，具體涉及一種通過還原白砷來生產單質砷的設備和方法。

背景技術

砷作為廣泛存在于自然界的非金屬元素，雖然是一種劇毒物質，但被廣泛應用于合金冶煉、農藥醫藥、顏料等工業領域，白砷是一種含有砷的氧化物，同樣具有劇毒性，其主要成分是三氧化二砷，在工業生產中常用作制備單質砷的原料。

目前制備砷常采用的方法主要為氫還原法和碳化原法，其制備方法是首先將白砷在升華爐中加熱升華，升華后的白砷蒸汽在還原爐里加熱還原后得到砷蒸汽，砷蒸汽再經冷凝器冷凝后即可獲取單質砷，由于整個制備過程在常壓下進行，白砷升華為白砷蒸汽的效率較低，需要的能量較多，影響整個生產單質砷的效率。

發明內容

本發明提供一種通過還原白砷來生產單質砷的設備和方法，目的在于：提高白砷升華為白砷蒸汽的效率，提高生產單質砷的效率。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種通過還原白砷來生產單質砷的設備，包括從左至右依次密封連通的螺旋給料器、升華爐、還原爐、冷凝器、第一濾塵器和第一真空泵，所述螺旋給料器的進料口連接有料倉，所述料倉與所述螺旋給料器的進料口之間設置有第一閥門，所述還原爐包括爐體，所述爐體的下部設置有與所述升華爐連通的進氣口，所述爐體的上端設置有加氣孔和給料管，所述給料管連通有木炭倉，所述木炭倉上設置有抽氣口，所述給料管上設置有第二閥門，所述冷凝器包括罐體，所述罐體的下端設置有收料口，所述罐體上設置有電子震動器，所述罐體的上端可拆卸地設置有冷凝管，所述冷凝管延伸至所述罐體的內部，所述冷凝管上設置有冷卻水進口和冷卻水出口。

進一步地，所述爐體的下部水平設置有隔板，所述隔板將所述爐體的內部分隔為上空腔和下空腔，所述爐體下部的進氣口位于所述隔板的上方，所述隔板上設置有清灰口，所述清灰口連通所述上空腔和所述下空腔，所述清灰口上設置有格柵，所述下空腔的底部設置有排灰口，所述排灰口連接有第三閥門；還包括第二真空泵和第二濾塵器，所述第二濾塵器的入口通過管道與所述第三閥門連接，所述第二濾塵器的出口與所述第二真空泵連接。

進一步地，所述隔板的中部凹陷設置，所述清灰口設置在所述隔板的中部。

進一步地，所述爐體的上端可拆地設置有上蓋，所述爐體與所述上蓋的連接處設置有密封條，所述給料管設置在所述上蓋上，所述上蓋上設置有第一冷卻套。

進一步地，所述頂蓋與所述罐體的連接處設置有密封條，所述頂蓋上設置有第二冷卻套。

一種使用上述的通過還原白砷來生產單質砷的設備來生產單質砷的方法，包括：

(1)將白砷輸送至螺旋給料器的料倉備用；

(2)開啟冷凝器的冷凝管上的冷卻水進、出口閥門，并向還原爐中加入 50～100kg木炭；

(3)通過真空泵抽升華爐、還原爐和冷凝器的真空，使真空度到達10～100Pa；

(4)整體系統真空度抽到10～100Pa后關閉真空泵，向系統中充入保護氣，使系統整體壓力在0.05MPa以下；