La purificació del seleni d'alta puresa (≥99,999%) implica una combinació de mètodes físics i químics per eliminar impureses com ara Te, Pb, Fe i As. Els següents són els processos i paràmetres clau:
1. Destil·lació al buit
Flux del procés:
1. Col·loqueu seleni cru (≥99,9%) en un gresol de quars dins d'un forn de destil·lació al buit.
2. Escalfeu a 300-500 °C al buit (1-100 Pa) durant 60-180 minuts.
3. El vapor de seleni es condensa en un condensador de dues etapes (etapa inferior amb partícules de Pb/Cu, etapa superior per a la recollida de seleni).
4. Recollir el seleni del condensador superior; el 碲(Te) i altres impureses d'alt punt d'ebullició romanen a la fase inferior.
Paràmetres:
- Temperatura: 300-500 °C
- Pressió: 1-100 Pa
- Material del condensador: quars o acer inoxidable.
2. Purificació química + destil·lació al buit
Flux del procés:
1. Combustió per oxidació: Reaccionar seleni cru (99,9%) amb O₂ a 500 °C per formar gasos SeO₂ i TeO₂.
2. Extracció amb dissolvent: Dissoldre SeO₂ en una solució d'etanol i aigua i filtrar el precipitat de TeO₂.
3. Reducció: Utilitzeu hidrazina (N₂H₄) per reduir SeO₂ a seleni elemental.
4. De-Te profund: Oxidar el seleni de nou a SeO₄²⁻ i després extreure el Te mitjançant una extracció amb dissolvent.
5. Destil·lació final al buit: Purifiqueu el seleni a 300-500 °C i 1-100 Pa per aconseguir una puresa de 6 N (99,9999%).
Paràmetres:
- Temperatura d'oxidació: 500 °C
- Dosi d'hidrazina: Excés per assegurar una reducció completa.
3. Purificació electrolítica
Flux del procés:
1. Utilitzeu un electròlit (per exemple, àcid selenós) amb una densitat de corrent de 5-10 A/dm².
2. El seleni es diposita al càtode, mentre que els òxids de seleni es volatilitzen a l'ànode.
Paràmetres:
- Densitat de corrent: 5-10 A/dm²
- Electròlit: àcid selenós o solució de selenat.
4. Extracció amb dissolvents
Flux del procés:
1. Extraieu el Se⁴⁺ de la solució utilitzant TBP (tributil fosfat) o TOA (trioctilamina) en un medi d'àcid clorhídric o sulfúric.
2. Desprendre i precipitar el seleni, i després recristal·litzar.
Paràmetres:
- Extractor: TBP (medi HCl) o TOA (medi H₂SO₄)
- Nombre d'etapes: 2-3.
5. Fusió de zones
Flux del procés:
1. Lingots de seleni repetidament fosos per zones per eliminar impureses.
2. Apte per aconseguir una puresa >5N a partir de materials de partida d'alta puresa.
Nota: Requereix equipament especialitzat i consumeix molta energia.
Suggeriment de figura
Com a referència visual, consulteu les figures següents de la literatura:
- Configuració de la destil·lació al buit: Esquema d'un sistema condensador de dues etapes.
- Diagrama de fases Se-Te: il·lustra els reptes de separació a causa de punts d'ebullició propers.
Referències
- Destil·lació al buit i mètodes químics:
- Extracció electrolítica i amb dissolvents:
- Tècniques avançades i reptes:
Data de publicació: 21 de març de 2025