Didelio grynumo seleno (≥99,999 %) valymas apima fizikinių ir cheminių metodų derinį, siekiant pašalinti tokias priemaišas kaip Te, Pb, Fe ir As. Toliau pateikiami pagrindiniai procesai ir parametrai:
1. Vakuuminis distiliavimas
Proceso srautas:
1. Į kvarcinį tiglį vakuuminėje distiliavimo krosnyje įdėkite neapdoroto seleno (≥99,9 %).
2. Kaitinkite iki 300–500 °C vakuume (1–100 Pa) 60–180 minučių.
3. Seleno garai kondensuojasi dviejų pakopų kondensatoriuje (apatinė pakopa su Pb/Cu dalelėmis, viršutinė pakopa skirta seleno surinkimui).
4. Surinkite seleną iš viršutinio kondensatoriaus;碲(Te) ir kitos aukštos virimo temperatūros priemaišos lieka apatinėje pakopoje.
Parametrai:
- Temperatūra: 300–500 °C
- Slėgis: 1–100 Pa
- Kondensatoriaus medžiaga: kvarcas arba nerūdijantis plienas.
2. Cheminis valymas + vakuuminis distiliavimas
Proceso srautas:
1. Oksidacijos degimas: Neapdorotas selenas (99,9 %) reaguoja su O₂ 500 °C temperatūroje, kad susidarytų SeO₂ ir TeO₂ dujos.
2. Tirpiklio ekstrakcija: SeO₂ ištirpinkite etanolio ir vandens tirpale, nufiltruokite TeO₂ nuosėdas.
3. Redukavimas: SeO₂ redukuoti iki elementinio seleno naudojant hidraziną (N₂H₄).
4. Gilusis De-Te: selenas vėl oksiduojamas iki SeO₄²⁻, tada Te ekstrahuojamas tirpiklio ekstrakcijos būdu.
5. Galutinė vakuuminė distiliacija: selenas išgryninamas 300–500 °C temperatūroje ir 1–100 Pa slėgyje, kad būtų pasiektas 6N (99,9999 %) grynumas.
Parametrai:
- Oksidacijos temperatūra: 500 °C
- Hidrazino dozė: per didelė dozė, siekiant visiškai sumažinti dozę.
3. Elektrolitinis valymas
Proceso srautas:
1. Naudokite elektrolitą (pvz., seleno rūgštį), kurio srovės tankis yra 5–10 A/dm².
2. Selenas nusėda ant katodo, o seleno oksidai išgaruoja ant anodo.
Parametrai:
- Srovės tankis: 5–10 A/dm²
- Elektrolitas: seleno rūgštis arba selenato tirpalas.
4. Tirpiklio ekstrakcija
Proceso srautas:
1. Iš tirpalo ekstrahuokite Se⁴⁺, naudodami TBP (tributilo fosfatą) arba TOA (trioktilaminą) druskos arba sieros rūgšties terpėje.
2. Nusodinkite seleną, jį pašalinkite ir perkristalinkite.
Parametrai:
- Ekstraktantas: TBP (HCl terpė) arba TOA (H₂SO₄ terpė)
- Etapų skaičius: 2–3.
5. Zoninis lydymas
Proceso srautas:
1. Seleno luitus pakartotinai išlydykite zoniniu būdu, kad pašalintumėte priemaišų pėdsakus.
2. Tinka pasiekti >5N grynumą iš labai grynų pradinių medžiagų.
Pastaba: Reikalinga speciali įranga ir daug energijos.
Paveikslėlio pasiūlymas
Vizualiai nuorodai žr. šiuos literatūros pavyzdžius:
- Vakuuminio distiliavimo įrengimas: dviejų pakopų kondensatoriaus sistemos schema.
- Se-Te fazių diagrama: iliustruoja atskyrimo iššūkius dėl artimos virimo temperatūros.
Nuorodos
- Vakuuminis distiliavimas ir cheminiai metodai:
- Elektrolizė ir tirpiklio ekstrakcija:
- Pažangūs metodai ir iššūkiai:
Įrašo laikas: 2025 m. kovo 21 d.