A purificação de selênio de alta pureza (≥99,999%) envolve uma combinação de métodos físicos e químicos para remover impurezas como Te, Pb, Fe e As. Os principais processos e parâmetros são os seguintes:
1. Destilação a vácuo
Fluxo do processo:
1. Coloque selênio bruto (≥99,9%) em um cadinho de quartzo dentro de um forno de destilação a vácuo.
2. Aquecer a 300-500°C sob vácuo (1-100 Pa) por 60-180 minutos.
3. O vapor de selênio condensa em um condensador de dois estágios (estágio inferior com partículas de Pb/Cu, estágio superior para coleta de selênio).
4. Colete o selênio do condensador superior; o óxido de etileno (Te) e outras impurezas de alto ponto de ebulição permanecem no estágio inferior.
Parâmetros:
- Temperatura: 300-500°C
- Pressão: 1-100 Pa
- Material do condensador: Quartzo ou aço inoxidável.
2. Purificação Química + Destilação a Vácuo
Fluxo do processo:
1. Oxidação Combustão: Reage selênio bruto (99,9%) com O₂ a 500°C para formar gases SeO₂ e TeO₂.
2. Extração por solvente: Dissolva SeO₂ em uma solução de etanol e água, filtre o precipitado de TeO₂.
3. Redução: Use hidrazina (N₂H₄) para reduzir SeO₂ a selênio elementar.
4. De-Te profundo: oxidar o selênio novamente para SeO₄²⁻ e, em seguida, extrair o Te usando extração por solvente.
5. Destilação final a vácuo: Purifique o selênio a 300-500°C e 1-100 Pa para atingir pureza de 6N (99,9999%).
Parâmetros:
- Temperatura de oxidação: 500°C
- Dosagem de hidrazina: Excesso para garantir redução completa.
3. Purificação eletrolítica
Fluxo do processo:
1. Use um eletrólito (por exemplo, ácido selenoso) com uma densidade de corrente de 5-10 A/dm².
2. O selênio se deposita no cátodo, enquanto os óxidos de selênio volatilizam no ânodo.
Parâmetros:
- Densidade de corrente: 5-10 A/dm²
- Eletrólito: Solução de ácido selenoso ou selenato.
4. Extração por solvente
Fluxo do processo:
1. Extraia Se⁴⁺ da solução usando TBP (fosfato de tributila) ou TOA (trioctilamina) em meio de ácido clorídrico ou sulfúrico.
2. Retire e precipite o selênio e depois recristalize.
Parâmetros:
- Extratante: TBP (meio HCl) ou TOA (meio H₂SO₄)
- Número de estágios: 2-3 .
5. Fusão de Zona
Fluxo do processo:
1. Derreta repetidamente os lingotes de selênio em zona para remover vestígios de impurezas.
2. Adequado para atingir pureza >5N a partir de materiais iniciais de alta pureza.
Observação: requer equipamento especializado e consome muita energia.
Sugestão de Figura
Para referência visual, consulte as seguintes figuras da literatura:
- Configuração de destilação a vácuo: Esquema de um sistema condensador de dois estágios.
- Diagrama de fases Se-Te: ilustra os desafios de separação devido aos pontos de ebulição próximos.
Referências
- Destilação a vácuo e métodos químicos:
- Extração eletrolítica e por solvente:
- Técnicas e desafios avançados:
Horário da publicação: 21/03/2025