Čištění vysoce čistého selenu (≥99,999 %) zahrnuje kombinaci fyzikálních a chemických metod k odstranění nečistot, jako je Te, Pb, Fe a As. Zde jsou klíčové procesy a parametry:
1. Vakuová destilace
Průběh procesu:
1. Vložte surový selen (≥99,9 %) do křemenného kelímku ve vakuové destilační peci.
2. Zahřívejte na 300-500 °C ve vakuu (1-100 Pa) po dobu 60-180 minut.
3. Pára selenu kondenzuje ve dvoustupňovém kondenzátoru (spodní stupeň s částicemi Pb/Cu, horní stupeň pro sběr selenu).
4. Odeberte selen z horního kondenzátoru; 碲(Te) a další vysokovroucí nečistoty zůstávají ve spodním stupni.
Parametry:
- Teplota: 300-500°C
- Tlak: 1-100 Pa
- Materiál kondenzátoru: Křemen nebo nerezová ocel.
2. Chemické čištění + vakuová destilace
Průběh procesu:
1. Oxidační spalování: Reagujte surový selen (99,9 %) s O2 při 500 °C za vzniku plynů SeO2 a TeO2.
2. Extrakce rozpouštědlem: Rozpusťte SeO₂ v roztoku ethanol-voda, odfiltrujte sraženinu TeO₂.
3. Redukce: Použijte hydrazin (N₂H4) k redukci SeO₂ na elementární selen.
4. Deep De-Te: Selen znovu oxidujte na SeO₄2⁻, poté extrahujte Te pomocí extrakce rozpouštědlem.
5. Konečná vakuová destilace: Čistěte selen při 300-500 °C a 1-100 Pa pro dosažení 6N (99,9999 %) čistoty.
Parametry:
- Oxidační teplota: 500°C
- Dávkování hydrazinu: Přebytek pro zajištění úplné redukce .
3. Elektrolytické čištění
Průběh procesu:
1. Použijte elektrolyt (např. kyselinu selenitou) s proudovou hustotou 5-10 A/dm².
2. Selen se ukládá na katodě, zatímco oxidy selenu těkají na anodě.
Parametry:
- Proudová hustota: 5-10 A/dm²
- Elektrolyt: Kyselina selenitá nebo roztok selenanu.
4. Extrakce rozpouštědlem
Průběh procesu:
1. Extrahujte Se⁴⁺ z roztoku pomocí TBP (tributylfosfát) nebo TOA (trioktylamin) v médiu s kyselinou chlorovodíkovou nebo sírovou.
2. Odizolujte a vysrážejte selen, poté rekrystalizujte.
Parametry:
- Extrakční činidlo: TBP (střední HCl) nebo TOA (střední H₂SO₄)
- Počet stupňů: 2-3 .
5. Zónové tavení
Průběh procesu:
1. Opakovaně zónově tavte selenové ingoty, abyste odstranili stopové nečistoty.
2. Vhodné pro dosažení čistoty >5N z vysoce čistých výchozích materiálů.
Poznámka: Vyžaduje specializované vybavení a je energeticky náročný.
Návrh obrázku
Vizuální odkaz viz následující obrázky z literatury:
- Nastavení vakuové destilace: Schéma dvoustupňového kondenzátorového systému .
- Fázový diagram Se-Te: Ilustruje problémy se separací kvůli blízkým bodům varu.
Reference
- Vakuová destilace a chemické metody:
- Elektrolytická a rozpouštědlová extrakce:
- Pokročilé techniky a výzvy:
Čas odeslání: 21. března 2025