高纯砷制取(production of high purity arsenic)

以粗砷或白砷为原料，经过提纯和还原产出纯度在99.999％以上高纯砷的过程。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以粗砷为原料和以白砷为原料两种。

由粗砷制取高纯砷一般以含砷95％～99％的粗砷为原料，工艺流程如图1。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。升华在特制的升华炉中进行，控制温度888K以上，使粗砷中的砷升华与铁、锌等杂质分离。氯气氯化和精馏提纯主要是除杂质硫、硒和碲。氯气氯化是将粗砷置放在氯化柱中，于473～523K温度下与干燥氯气作用生成三氯化砷和硒分离。其反应为：

2As+3Cl₂=2AsCl₃

然后将三氯化砷放在以砷作填料的精馏柱中，利用三氯化砷和硫、碲氯化物挥发性的差异，控制一合适精馏条件，使三氯化砷与硫和碲的氯化物分离。将精馏制得的精三氯化砷放在管式还原炉中，于1123K温度下用氢还原为元素砷：

12AsCl₃+3H₂=1/2As₄+6HCl

还原砷产品的纯度可达到99.999％。

由白砷制取高纯砷的工艺流程如图2，原料为含As₂O₃99％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。这种方法亦能生产出纯度99.9999％的高纯砷。