A purificación de selenio de alta pureza (≥99,999 %) implica unha combinación de métodos físicos e químicos para eliminar impurezas como Te, Pb, Fe e As. Os seguintes son os procesos e parámetros clave:
1. Destilación ao baleiro
Fluxo do proceso:
1. Colocar selenio bruto (≥99,9 %) nun crisol de cuarzo dentro dun forno de destilación ao baleiro.
2. Quentar a 300-500 °C ao baleiro (1-100 Pa) durante 60-180 minutos.
3. O vapor de selenio condénsase nun condensador de dúas etapas (etapa inferior con partículas de Pb/Cu, etapa superior para a recollida de selenio).
4. Recoller o selenio do condensador superior; o 碲(Te) e outras impurezas de alto punto de ebulición permanecen na fase inferior.
Parámetros:
- Temperatura: 300-500 °C
- Presión: 1-100 Pa
- Material do condensador: cuarzo ou aceiro inoxidable.
2. Purificación química + destilación ao baleiro
Fluxo do proceso:
1. Combustión por oxidación: facer reaccionar selenio bruto (99,9 %) con O₂ a 500 °C para formar gases SeO₂ e TeO₂.
2. Extracción con solventes: Disolver SeO₂ nunha solución de etanol e auga, filtrar o precipitado de TeO₂.
3. Redución: usar hidracina (N₂H₄) para reducir o SeO₂ a selenio elemental.
4. Destetilación profunda: oxidar o selenio de novo a SeO₄²⁻ e, a seguir, extraer o Te mediante extracción con solventes.
5. Destilación final ao baleiro: Purificar o selenio a 300-500 °C e 1-100 Pa para acadar unha pureza de 6 N (99,9999 %).
Parámetros:
- Temperatura de oxidación: 500 °C
- Dose de hidracina: exceso para asegurar unha redución completa.
3. Purificación electrolítica
Fluxo do proceso:
1. Empregar un electrolito (por exemplo, ácido selenoso) cunha densidade de corrente de 5-10 A/dm².
2. O selenio deposítase no cátodo, mentres que os óxidos de selenio se volatilizan no ánodo.
Parámetros:
- Densidade de corrente: 5-10 A/dm²
- Electrolito: ácido selenoso ou solución de selenato.
4. Extracción con solventes
Fluxo do proceso:
1. Extraer o Se⁴⁺ da solución empregando TBP (tributilfosfato) ou TOA (trioctilamina) en medio de ácido clorhídrico ou sulfúrico.
2. Eliminar e precipitar o selenio e logo recristalizalo.
Parámetros:
- Extractor: TBP (medio HCl) ou TOA (medio H₂SO₄)
- Número de etapas: 2-3.
5. Fusión por zonas
Fluxo do proceso:
1. Lingotes de selenio fundidos repetidamente por zonas para eliminar impurezas residuais.
2. Adecuado para acadar unha pureza >5N a partir de materiais de partida de alta pureza.
Nota: Require equipamento especializado e consome moita enerxía.
Suxestión de figura
Para referencia visual, consulte as seguintes figuras da literatura:
- Configuración de destilación ao baleiro: esquema dun sistema condensador de dúas etapas.
- Diagrama de fases Se-Te: ilustra os desafíos de separación debidos a puntos de ebulición próximos.
Referencias
- Destilación ao baleiro e métodos químicos:
- Extracción electrolítica e por solventes:
- Técnicas avanzadas e desafíos:
Data de publicación: 21 de marzo de 2025