Сырье для производства мышьяка и методы его переработки   

   Содержание мышьяка в земной коре сравнительно невелико и составляет 1,7*10-4% по массе. Относится  к рассеянным элементам, однако, образует свыше 160 собственных минералов. Редко встречается в самородном виде. В богатых месторождениях содержание As в руде достигает 25-35%. Значительные количества мышьяка концентрируются в большинстве полиметаллических руд цветных металлов. Прежде всего, он генетически  ассоциируется с рудами W, Sn, Pb, Zn, Cu,Ni и Co. Почти со всеми этими металлами мышьяк образует минералы – простые и сложные арсениды, например сперрилит PbAs₂, штальмит CoAs₂, теннатит 3Cu₂S*As₂S₃. Минералы мышьяка также встречаются в месторождениях благородных металлов Au и Ag. Основную массу мышьяка и его соединений (более 90%) получают при переработке полиметаллических руд. Промышленные месторождения мышьяка в мире многочисленны, а запасы практически ограничены.

   Среди промышленных типов мировых месторождений наиболее важное значение имеют медно-мышьяковые месторождения США (штат Монтана), Швеции, Норвегии и  Японии.

   Из мышьяково-кобальтовых месторождений следует отметить месторождение кобальта в Онтарио (Канада).

   Мышьяково-оловянные месторождения распространены в Боливии и Англии.

   Золото-мышьяковые месторождения известны в США (штат Монтана) и во Франции.

   Реальгар-аурипигментовые месторождения (обычно с незначительными запасами мышьяка) известны в Иране,  Корее, Китае, Греции, Македонии и в США (штат Невада).

   На территории бывшего СНГ месторождения мышьяка находятся в следующих типах руд:

1. Реальгар-уарипигментовый (на Кавказе, в Якутии и Средней Азии)
2. Арсенопиритовый (на Кавказе)
3. Золото-мышьяковый, по общему характеру близкий к арсенопиритным рудам, отличается от них значительным содержанием пирита, преимущественно золотоносного. Богатые месторождения имеются на Урале, Западной и Восточной Сибири, на Чукотке.
4. Полиметаллическо-мышьяеовые (в Казахстане, Забайкалье, Средней Азии).

Среднее содержание мышьяка в промышленных рудах, %

   Следует отметить, что в некоторых мышьяковых рудах содержание As достигает 25-35%.

   Наиболее известными природными соединениями мышьяка являются сульфиды: реальгар As₄S₄, аурипигмент As₂S₂,; далее идут соединения с металлами: мышьяковистый колчедан FeAsS представляющий собой изоморфную смесь арсенида железа FeAs₂ и железного колчедана FeS₂, леллингит FeAs₂, никелевый колчедан NiAs₂; затем кислородные соединения: мышьяковый цвет As₂O₃.

   Следует отметить, что соединения мышьяка часто являются спутниками других природных сульфидов и металлы, добытые из таких руд, почти всегда загрязнены мышьяком, от которого бывает очень трудно избавиться.

   Из мышьяковых руд наиболее важную роль в промышленности играют арсенопиритовые руды (часто содержат золото). Арсенопиритовые руды – основное сырье для получения металлического и белого мышьяка, а также всевозможных соединений.

   Немаловажную роль для получения мышьяка играют также сульфидные руды и концентраты цветных металлов (кобальтовые, медные, полиметаллические и др.), содержащие почти постоянно мышьяк в пределах 0,05-1,5%. При переработке этих руд и концентратов мышьяк концентрируется в полупродуктах. Например, в Америке основными источниками мышьяка являются полупродукты производства цветных металлов. Содержание мышьяка в разных полупродуктах производства цветных металлов колеблется в широких пределах (5¸35%).

   Мышьяковые руды могут быть переработаны на металлический мышьяк двумя способами:

1. окислением мышьяковых сернистых руд и восстановлением оксида мышьяка (III) (продукт окисления) углем;
2. термическим разложением арсенопиритовых (FeAsS) или леллингитовых (FeAs₂) руд с отгонкой и последующей конденсацией паров мышьяка.

   Первый способ переработки мышьяковых руд заключается в окислительном обжиге (при 700-900^оС) сернистых соединений с получением  оксида мышьяка (III) — белого мышьяка As₂O₃. As₂O₃ при обжиге получается в виде пара, возгоняясь,  конденсируется в улавливательных системах. Второй стадией этого процесса является восстановление As₂O₃ до металлического мышьяка с помощью С и СО.

   Второй способ является новым вариантом в производстве металлического мышьяка. Это способ получения металлического мышьяка диссоциирующим обжигом арсенопиритовых руд. Однако следует отметить, что диссоциирующему обжигу подвергают лишь арсенопиритовые и леллингитовые руды, т.к. другие сульфидные руды мышьяка не разлагаются, как, например, реальгар (AsS) и аурипигмент (As₂S₂).

   Извлечение мышьяка и полупродуктов производства осуществляется главным образом окислительным обжигом полупродуктов, в результате чего получается белый мышьяк. Для получения относительно чистого продукта белый мышьяк, полученный при обжиге, подвергают многократной перегонке в окислительной атмосфере. Далее As₂O₂ восстанавливают для получения металлического мышьяка.