A nagy tisztaságú szelén (≥99,999%) tisztítása fizikai és kémiai módszerek kombinációját foglalja magában a szennyeződések, például a Te, Pb, Fe és As eltávolítására. A következők a fő folyamatok és paraméterek:
1. Vákuumdesztilláció
Folyamatfolyamat:
1. Helyezzen nyers szelént (≥99,9%) egy kvarctégelybe egy vákuumdesztillációs kemencében.
2. Melegítse 300-500°C-ra vákuum alatt (1-100 Pa) 60-180 percig.
3. A szeléngőz egy kétlépcsős kondenzátorban kondenzálódik (alsó fokozat Pb/Cu részecskékkel, felső fokozat a szelén összegyűjtésére).
4. Gyűjtse össze a szelént a felső kondenzátorból; a 碲(Te) és más magas forráspontú szennyeződések az alsó fokozatban maradnak.
Paraméterek:
- Hőmérséklet: 300-500°C
- Nyomás: 1-100 Pa
- Kondenzátor anyaga: kvarc vagy rozsdamentes acél.
2. Kémiai tisztítás + Vákuumdesztilláció
Folyamatfolyamat:
1. Oxidációs égés: A nyers szelén (99,9%) reakciója O₂-vel 500°C-on SeO₂ és TeO₂ gázokat képez.
2. Oldószeres extrakció: Oldjuk fel a SeO₂-t etanol-víz oldatban, majd szűrjük ki a TeO₂ csapadékot.
3. Redukció: Hidrazinnal (N₂H₄) redukáljuk a SeO₂-t elemi szelénné.
4. Mély De-Te: A szelént ismét SeO₄²⁻-vá oxidáljuk, majd oldószeres extrakcióval kivonjuk a Te-t.
5. Végső vákuumdesztilláció: A szelént 300-500°C-on és 1-100 Pa nyomáson tisztítjuk, hogy elérjük a 6N (99,9999%) tisztaságot.
Paraméterek:
- Oxidációs hőmérséklet: 500°C
- Hidrazin adagolása: A teljes csökkenés biztosítása érdekében túladagolás.
3. Elektrolitikus tisztítás
Folyamatfolyamat:
1. Használjon 5-10 A/dm² áramsűrűségű elektrolitot (pl. szelénesavat).
2. A szelén lerakódik a katódon, míg a szelén-oxidok elpárolognak az anódon.
Paraméterek:
- Áramsűrűség: 5-10 A/dm²
- Elektrolit: Szelénsav vagy szelenátoldat.
4. Oldószeres extrakció
Folyamatfolyamat:
1. Kivonjuk a Se⁴⁺-t az oldatból TBP-vel (tributil-foszfát) vagy TOA-val (trioktil-amin) sósavas vagy kénsavas közegben.
2. A szelént lecsöpögtetjük és kicsapjuk, majd átkristályosítjuk.
Paraméterek:
- Extrahálószer: TBP (HCl közeg) vagy TOA (H₂SO₄ közeg)
- Szakaszok száma: 2-3.
5. Zónaolvadás
Folyamatfolyamat:
1. A szelénöntvények ismételt zónaolvasztása a nyomokban előforduló szennyeződések eltávolítása érdekében.
2. Alkalmas >5N tisztaság elérésére nagy tisztaságú kiindulási anyagokból.
Megjegyzés: Speciális felszerelést igényel és energiaigényes.
Ábrajavaslat
Vizuális referenciaként lásd az alábbi ábrákat az irodalomból:
- Vákuumdesztillációs beállítás: Kétlépcsős kondenzátorrendszer vázlata.
- Se-Te fázisdiagram: A közeli forráspontok miatti elválasztási kihívásokat szemlélteti.
Referenciák
- Vákuumdesztilláció és kémiai módszerek:
- Elektrolitikus és oldószeres extrakció:
- Haladó technikák és kihívások:
Közzététel ideje: 2025. márc. 21.