Основной процесс в производстве триоксида сурьмы (Sb₂O₃) — это процесс окисления в окислительной печи. В ходе этого процесса высокочистая металлическая сурьма сначала плавится в расплавленном состоянии, которое затем подается в систему окислительной печи.

Процесс окисления: Внутри окислительной печи расплавленная сурьма нагревается до высокой температуры и испаряется, образуя серебристо-белый пар сурьмы (Sb). Этот пар бурно реагирует с предварительно поданным и дозированным обогащенным кислородом воздухом или чистым кислородом, образуя пар триоксида сурьмы. Образовавшийся пар триоксида сурьмы покидает зону высокотемпературной реакции с потоком воздуха и поступает в систему охлаждения и сбора.

Ключевые параметры контроля:

1. Контроль температуры: Это ключевой параметр. Если температура слишком низкая, сурьма медленно испаряется, окисление происходит не полностью, легко образуются промежуточные продукты, или продукт может стать серым. При слишком высокой температуре часть триоксида сурьмы будет дополнительно окисляться, влияя на чистоту и белизну продукта, а также увеличивая износ футеровки печи. Температура в зоне окисления обычно стабилизируется на уровне около 1000 °C для достижения быстрого и полного окисления сурьмы.

2. Контроль подачи кислорода: скорость потока и соотношение: Скорость потока кислорода (или воздуха) должна быть точно рассчитана и отрегулирована для поддержания оптимального стехиометрического соотношения (с небольшим избытком) с образованием паров сурьмы. Недостаток кислорода приводит к неполному окислению и снижению чистоты продукта; избыток кислорода неэкономичен, а использование воздуха приводит к поступлению слишком большого количества азота, разбавляя реакционные газы, влияя на эффективность сбора и увеличивая энергопотребление системы.

Смешивание и турбулентность: Хорошо спроектированная конструкция печи и метод подачи воздуха обеспечивают тщательное и равномерное смешивание кислорода и паров сурьмы, создавая турбулентность для быстрого и полного окисления, избегая локального дефицита кислорода.

3. Атмосфера и чистота: В системе окислительной реакции поддерживается небольшое избыточное давление для предотвращения обратного потока наружного воздуха и попадания примесей. Весь поступающий воздух тщательно фильтруется для обеспечения отсутствия пыли и других загрязнений, гарантируя получение высокочистого продукта «белого цвета сурьмы».

Благодаря точному контролю этих условий пары сурьмы могут быть полностью и эффективно окислены в чистые пары триоксида сурьмы, что создает прочную основу для последующего быстрого охлаждения и пылеулавливания в рукавном фильтре для получения высокочистого продукта триоксида сурьмы высокой белизны.