תהליכי טיהור סלניום בטוהר גבוה

הטיהור של סלניום בטוהר גבוה (≥99.999%) כולל שילוב של שיטות פיזיקליות וכימיות להסרת זיהומים כגון Te, Pb, Fe ו-As. להלן תהליכים ופרמטרים מרכזיים:

1. זיקוק ואקום

זרימת תהליך:

1. מניחים סלניום גולמי (≥99.9%) בכור היתוך קוורץ בתוך תנור זיקוק בוואקום.

2. מחממים ל-300-500 מעלות צלזיוס בוואקום (1-100 פא) למשך 60-180 דקות.

3. אדי סלניום מתעבים במעבה דו-שלבי (שלב תחתון עם חלקיקי Pb/Cu, שלב עליון לאיסוף סלניום).

4. אסוף סלניום מהמעבה העליון; 碲(Te) וזיהומים אחרים בעלי רתיחה גבוהה נשארים בשלב התחתון.

פרמטרים:

- טמפרטורה: 300-500 מעלות צלזיוס

- לחץ: 1-100 Pa

-חומר מעבה: קוורץ או נירוסטה.

2. טיהור כימי + זיקוק ואקום

זרימת תהליך:

1. בעירת חמצון: הגיבו סלניום גולמי (99.9%) עם O₂ ב-500°C ליצירת גזי SeO₂ ו- TeO₂.

2. מיצוי ממס: ממיסים את SeO₂ בתמיסת אתנול-מים, מסננים משקע TeO₂.

3. הפחתה: השתמש בהידרזין (N₂H₄) כדי להפחית את SeO₂ לסלניום יסודי.

4. Deep De-Te: חמצו שוב את הסלניום ל-SeO₄²⁻, ולאחר מכן חילצו Te באמצעות מיצוי ממס.

5. זיקוק ואקום סופי: טהר סלניום ב-300-500 מעלות צלזיוס ו-1-100 Pa כדי להשיג טוהר של 6N (99.9999%).

פרמטרים:

- טמפרטורת חמצון: 500°C

- מינון הידרזין: עודף כדי להבטיח הפחתה מלאה.

3. טיהור אלקטרוליטי

זרימת תהליך:

1. השתמש באלקטרוליט (למשל, חומצה סלנית) עם צפיפות זרם של 5-10 A/dm².

2. משקעים סלניום על הקתודה, בעוד תחמוצות סלניום מתנדפות באנודה.

פרמטרים:

- צפיפות זרם: 5-10 A/dm²

- אלקטרוליט: חומצה סלנית או תמיסת סלנאט.

4. מיצוי ממס

זרימת תהליך:

1. חלץ Se⁴⁺ מהתמיסה באמצעות TBP (tributyl phosphate) או TOA (trioctylamine) במדיה הידרוכלורית או גופרתית.

2. מפשיטים ומזרעים סלניום, ואז מתגבשים מחדש.

פרמטרים:

- חומר מיצוי: TBP (מדיום HCl) או TOA (מדיום H₂SO₄)

- מספר שלבים: 2-3 .

5. התכת אזור

זרימת תהליך:

1. להמיס שוב ושוב מטילי סלניום להסרת עקבות זיהומים.

2. מתאים להשגת טוהר >5N מחומרי מוצא בעלי טוהר גבוה.

הערה: דורש ציוד מיוחד והוא עתיר אנרגיה.

הצעה לדמות

להתייחסות חזותית, עיין בדמויות הבאות מהספרות:

- הגדרת זיקוק ואקום: סכמטי של מערכת מעבה דו-שלבית.

- דיאגרמת שלב Se-Te: ממחישה אתגרי הפרדה עקב נקודות רתיחה קרובות.

הפניות

- זיקוק ואקום ושיטות כימיות:

- מיצוי אלקטרוליטי וממסים:

- טכניקות ואתגרים מתקדמות: