Čiščenje visoko čistega selena (≥99,999 %) vključuje kombinacijo fizikalnih in kemičnih metod za odstranjevanje nečistoč, kot so Te, Pb, Fe in As. Ključni postopki in parametri so naslednji:
1. Vakuumska destilacija
Potek procesa:
1. Surovi selen (≥99,9 %) dajte v kremenov lonček v vakuumski destilacijski peči.
2. Segrevajte na 300–500 °C v vakuumu (1–100 Pa) 60–180 minut.
3. Selenova para kondenzira v dvostopenjskem kondenzatorju (spodnja stopnja z delci Pb/Cu, zgornja stopnja za zbiranje selena).
4. Selen zberite iz zgornjega kondenzatorja; 碲(Te) in druge nečistoče z visokim vreliščem ostanejo v spodnji stopnji.
Parametri:
- Temperatura: 300–500 °C
- Tlak: 1–100 Pa
- Material kondenzatorja: kremen ali nerjaveče jeklo.
2. Kemično čiščenje + vakuumska destilacija
Potek procesa:
1. Oksidacijsko zgorevanje: Reakcija surovega selena (99,9 %) z O₂ pri 500 °C privede do nastanka plinov SeO₂ in TeO₂.
2. Ekstrakcija s topilom: SeO₂ raztopite v raztopini etanola in vode, oborino TeO₂ odfiltrirajte.
3. Redukcija: Za redukcijo SeO₂ v elementarni selen uporabite hidrazin (N₂H₄).
4. Globoko odstranjevanje Te: Selen ponovno oksidirajte v SeO₄²⁻, nato pa Te ekstrahirajte z ekstrakcijo s topilom.
5. Končna vakuumska destilacija: Selen očistite pri 300–500 °C in 1–100 Pa, da dosežete čistost 6N (99,9999 %).
Parametri:
- Oksidacijska temperatura: 500 °C
- Odmerjanje hidrazina: Presežek za zagotovitev popolne redukcije.
3. Elektrolitsko čiščenje
Potek procesa:
1. Uporabite elektrolit (npr. selenovo kislino) z gostoto toka 5–10 A/dm².
2. Selen se odlaga na katodi, medtem ko selenovi oksidi uparjajo na anodi.
Parametri:
- Gostota toka: 5–10 A/dm²
- Elektrolit: raztopina selenove kisline ali selenata.
4. Ekstrakcija s topilom
Potek procesa:
1. Iz raztopine ekstrahirajte Se⁴⁺ z uporabo TBP (tributil fosfata) ali TOA (trioktilamina) v klorovodikovi ali žveplovokislinski mediju.
2. Odstranite in oborite selen, nato ga rekristalizirajte.
Parametri:
- Ekstraktant: TBP (medij HCl) ali TOA (medij H₂SO₄)
- Število stopenj: 2-3.
5. Taljenje con
Potek procesa:
1. Selenove ingote večkrat consko stopite, da odstranite sledove nečistoč.
2. Primerno za doseganje čistosti > 5N iz visoko čistih vhodnih materialov.
Opomba: Zahteva specializirano opremo in je energetsko potratna.
Predlog slike
Za vizualno referenco glejte naslednje slike iz literature:
- Naprava za vakuumsko destilacijo: Shema dvostopenjskega kondenzatorskega sistema.
- Fazni diagram Se-Te: Prikazuje težave pri ločevanju zaradi bližnjih vrelišč.
Reference
- Vakuumska destilacija in kemijske metode:
- Elektrolitska in solventna ekstrakcija:
- Napredne tehnike in izzivi:
Čas objave: 21. marec 2025