Čistenie selénu vysokej čistoty (≥99,999 %) zahŕňa kombináciu fyzikálnych a chemických metód na odstránenie nečistôt, ako sú Te, Pb, Fe a As. Toto sú kľúčové procesy a parametre:
1. Vákuová destilácia
Priebeh procesu:
1. Vložte surový selén (≥99,9 %) do kremenného téglika vo vákuovej destilačnej peci.
2. Zahrievajte na 300-500 °C vo vákuu (1-100 Pa) počas 60-180 minút.
3. Para selénu kondenzuje v dvojstupňovom kondenzátore (spodný stupeň s časticami Pb/Cu, horný stupeň na zber selénu).
4. Zoberte selén z horného kondenzátora; 碲(Te) a iné vysokovriace nečistoty zostávajú v dolnom stupni.
Parametre:
- Teplota: 300-500°C
- Tlak: 1-100 Pa
- Materiál kondenzátora: Kremeň alebo nehrdzavejúca oceľ.
2. Chemické čistenie + vákuová destilácia
Priebeh procesu:
1. Oxidačné spaľovanie: Reagujte surový selén (99,9 %) s O2 pri 500 °C za vzniku SeO2 a TeO2 plynov.
2. Extrakcia rozpúšťadlom: Rozpustite SeO₂ v roztoku etanol-voda, odfiltrujte zrazeninu TeO₂.
3. Redukcia: Použite hydrazín (N₂H4) na redukciu SeO₂ na elementárny selén.
4. Deep De-Te: Oxidujte selén znova na SeO₄2⁻, potom extrahujte Te pomocou extrakcie rozpúšťadlom.
5. Konečná vákuová destilácia: Selén sa čistí pri 300-500 °C a 1-100 Pa, aby sa dosiahla čistota 6N (99,9999 %).
Parametre:
- Teplota oxidácie: 500°C
- Dávkovanie hydrazínu: Prebytok na zabezpečenie úplného zníženia .
3. Elektrolytické čistenie
Priebeh procesu:
1. Použite elektrolyt (napr. kyselinu selénovú) s prúdovou hustotou 5-10 A/dm².
2. Selén sa usadzuje na katóde, zatiaľ čo oxidy selénu na anóde prchajú.
Parametre:
- Prúdová hustota: 5-10 A/dm²
- Elektrolyt: Kyselina selénová alebo roztok selénanu.
4. Extrakcia rozpúšťadlom
Priebeh procesu:
1. Extrahujte Se4⁺ z roztoku pomocou TBP (tributylfosfát) alebo TOA (trioktylamin) v prostredí kyseliny chlorovodíkovej alebo sírovej.
2. Odizolujte a vyzrážajte selén, potom rekryštalizujte.
Parametre:
- Extrakčné činidlo: TBP (médium HCl) alebo TOA (médium H₂SO₄)
- Počet etáp: 2-3 .
5. Zónové tavenie
Priebeh procesu:
1. Opakovane zónovo roztavte selénové ingoty, aby ste odstránili stopové nečistoty.
2. Vhodné na dosiahnutie čistoty >5N z vysoko čistých východiskových materiálov.
Poznámka: Vyžaduje špeciálne vybavenie a je energeticky náročný.
Návrh obrázku
Pre vizuálnu referenciu si pozrite nasledujúce obrázky z literatúry:
- Nastavenie vákuovej destilácie: Schéma dvojstupňového kondenzátorového systému .
- Fázový diagram Se-Te: Ilustruje problémy so separáciou kvôli blízkym bodom varu.
Referencie
- Vákuová destilácia a chemické metódy:
- Elektrolytická a rozpúšťadlová extrakcia:
- Pokročilé techniky a výzvy:
Čas odoslania: 21. marca 2025