La purificación de selenio de alta pureza (≥99,999 %) implica una combinación de métodos físicos y químicos para eliminar impurezas como Te, Pb, Fe y As. Los siguientes son procesos y parámetros clave:
1. Destilación al vacío
Flujo del proceso:
1. Coloque selenio crudo (≥99,9%) en un crisol de cuarzo dentro de un horno de destilación al vacío.
2. Calentar a 300-500°C al vacío (1-100 Pa) durante 60-180 minutos.
3. El vapor de selenio se condensa en un condensador de dos etapas (etapa inferior con partículas de Pb/Cu, etapa superior para la recolección de selenio).
4. Recoger el selenio del condensador superior; el Te y otras impurezas de alto punto de ebullición permanecen en la etapa inferior.
Parámetros:
- Temperatura: 300-500°C
- Presión: 1-100 Pa
- Material del condensador: Cuarzo o acero inoxidable.
2. Purificación química + destilación al vacío
Flujo del proceso:
1. Combustión por oxidación: Reaccionar selenio crudo (99,9%) con O₂ a 500 °C para formar gases SeO₂ y TeO₂.
2. Extracción con disolvente: disuelva SeO₂ en una solución de etanol y agua, filtre el precipitado de TeO₂.
3. Reducción: utilice hidrazina (N₂H₄) para reducir SeO₂ a selenio elemental.
4. De-Te profundo: Oxide nuevamente el selenio a SeO₄²⁻, luego extraiga el Te usando extracción con solvente.
5. Destilación final al vacío: Purificar el selenio a 300-500 °C y 1-100 Pa para lograr una pureza de 6 N (99,9999 %).
Parámetros:
- Temperatura de oxidación: 500°C
- Dosis de hidrazina: Exceso para asegurar reducción completa.
3. Purificación electrolítica
Flujo del proceso:
1. Utilice un electrolito (por ejemplo, ácido selenoso) con una densidad de corriente de 5 a 10 A/dm².
2. El selenio se deposita en el cátodo, mientras que los óxidos de selenio se volatilizan en el ánodo.
Parámetros:
- Densidad de corriente: 5-10 A/dm²
- Electrolito: Solución de ácido selenoso o selenato.
4. Extracción con solventes
Flujo del proceso:
1. Extraiga Se⁴⁺ de la solución utilizando TBP (fosfato de tributilo) o TOA (trioctilamina) en medio de ácido clorhídrico o sulfúrico.
2. Despojar y precipitar el selenio, luego recristalizar.
Parámetros:
- Extractante: TBP (medio HCl) o TOA (medio H₂SO₄)
- Número de etapas: 2-3 .
5. Zona de fusión
Flujo del proceso:
1. Fundir repetidamente por zonas los lingotes de selenio para eliminar las impurezas traza.
2. Adecuado para lograr una pureza >5N a partir de materiales de partida de alta pureza.
Nota: Requiere equipo especializado y consume mucha energía.
Sugerencia de figura
Para referencia visual, consulte las siguientes figuras de la literatura:
- Configuración de destilación al vacío: Esquema de un sistema de condensador de dos etapas.
- Diagrama de fases Se-Te: ilustra los desafíos de separación debido a los puntos de ebullición cercanos.
Referencias
- Destilación al vacío y métodos químicos:
- Extracción electrolítica y por disolventes:
- Técnicas avanzadas y desafíos:
Hora de publicación: 21 de marzo de 2025