Yüksek saflıkta selenyumun (≥%99,999) saflaştırılması, Te, Pb, Fe ve As gibi safsızlıkları gidermek için fiziksel ve kimyasal yöntemlerin bir kombinasyonunu içerir. Aşağıdakiler temel süreçler ve parametrelerdir:
1. Vakum Damıtma
Süreç Akışı:
1. Vakum damıtma fırını içindeki kuvars potaya ham selenyum (≥ %99,9) yerleştirin.
2. Vakum altında (1-100 Pa) 60-180 dakika boyunca 300-500°C'ye ısıtın.
3. Selenyum buharı iki aşamalı bir kondenserde (alt aşama Pb/Cu parçacıkları, üst aşama selenyum toplanması için) yoğunlaşır.
4. Üst kondansatörden selenyum toplayın;碲(Te) ve diğer yüksek kaynama noktalı safsızlıklar alt kademede kalır.
Parametreler:
- Sıcaklık: 300-500°C
- Basınç: 1-100 Pa
- Kondansatör malzemesi: Kuvars veya paslanmaz çelik.
2. Kimyasal Arıtma + Vakum Distilasyonu
Süreç Akışı:
1. Oksidasyon Yanması: Ham selenyumun (%99,9) 500°C'de O₂ ile reaksiyona girmesiyle SeO₂ ve TeO₂ gazları oluşur.
2. Çözücü Ekstraksiyonu: SeO₂'yi etanol-su çözeltisinde çözün, TeO₂ çökeltisini filtreleyin.
3. İndirgeme: SeO₂'yi elementel selenyuma indirgemek için hidrazin (N₂H₄) kullanın.
4. Derin De-Te: Selenyumu tekrar SeO₄²⁻'ya oksitleyin, ardından çözücü ekstraksiyonu kullanarak Te'yi çıkarın.
5. Son Vakum Distilasyonu: Selenyumu 300-500°C ve 1-100 Pa'da saflaştırarak %6N (99,9999) saflığa ulaşın.
Parametreler:
- Oksidasyon sıcaklığı: 500°C
- Hidrazin dozu: Tam azalmayı sağlamak için aşırı dozda kullanılmalıdır.
3. Elektrolitik Arıtma
Süreç Akışı:
1. Akım yoğunluğu 5-10 A/dm² olan bir elektrolit (örneğin selenyum asit) kullanın.
2. Selenyum katotta birikir, selenyum oksitler ise anotta uçar.
Parametreler:
- Akım yoğunluğu: 5-10 A/dm²
- Elektrolit: Selenöz asit veya selenat çözeltisi.
4. Çözücü Ekstraksiyonu
Süreç Akışı:
1. Se⁴⁺’yi hidroklorik veya sülfürik asit ortamında TBP (tributil fosfat) veya TOA (trioktilamin) kullanarak çözeltiden çıkarın.
2. Selenyumu sıyırıp çökeltin, ardından yeniden kristalleştirin.
Parametreler:
- Ekstraktant: TBP (HCl ortamı) veya TOA (H₂SO₄ ortamı)
- Aşama sayısı: 2-3.
5. Bölge Eritme
Süreç Akışı:
1. İz kirlilikleri gidermek için selenyum külçelerini tekrar tekrar bölgesel eritme işlemine tabi tutun.
2. Yüksek saflıktaki başlangıç malzemelerinden >5N saflık elde etmek için uygundur.
Not: Özel ekipman gerektirir ve enerji yoğundur.
Şekil Önerisi
Görsel referans için literatürden alınan aşağıdaki şekillere bakınız:
- Vakum Damıtma Kurulumu: İki kademeli kondenser sisteminin şeması.
- Se-Te Faz Diyagramı: Yakın kaynama noktalarından kaynaklanan ayırma zorluklarını gösterir.
Referanslar
- Vakum damıtma ve kimyasal yöntemler:
- Elektrolitik ve solvent ekstraksiyonu:
- İleri teknikler ve zorluklar:
Gönderi zamanı: Mar-21-2025