Penulenan selenium berketulenan tinggi (≥99.999%) melibatkan gabungan kaedah fizikal dan kimia untuk menyingkirkan bendasing seperti Te, Pb, Fe dan As. Berikut adalah proses dan parameter utama:
1. Penyulingan Vakum
Aliran Proses:
1. Letakkan selenium mentah (≥99.9%) dalam mangkuk pijar kuarza di dalam relau penyulingan vakum.
2. Panaskan hingga 300-500°C di bawah vakum (1-100 Pa) selama 60-180 minit.
3. Wap selenium terkondensasi dalam kondenser dua peringkat (peringkat bawah dengan zarah Pb/Cu, peringkat atas untuk pengumpulan selenium).
4. Kumpulkan selenium daripada kondenser atas; 碲(Te) dan bendasing mendidih tinggi lain kekal di peringkat bawah.
Parameter:
- Suhu: 300-500°C
- Tekanan: 1-100 Pa
- Bahan kondenser: Kuarza atau keluli tahan karat.
2. Penulenan Kimia + Penyulingan Vakum
Aliran Proses:
1. Pengoksidaan Pembakaran: Tindak balas selenium mentah (99.9%) dengan O₂ pada suhu 500°C untuk membentuk gas SeO₂ dan TeO₂.
2. Pengekstrakan Pelarut: Larutkan SeO₂ dalam larutan etanol-air, tapis mendapan TeO₂.
3. Pengurangan: Gunakan hidrazina (N₂H₄) untuk mengurangkan SeO₂ kepada selenium unsur.
4. De-Te Mendalam: Oksidasi selenium sekali lagi kepada SeO₄²⁻, kemudian ekstrak Te menggunakan pengekstrakan pelarut.
5. Penyulingan Vakum Akhir: Tulenkan selenium pada suhu 300-500°C dan 1-100 Pa untuk mencapai ketulenan 6N (99.9999%).
Parameter:
- Suhu pengoksidaan: 500°C
- Dos hidrazina: Berlebihan untuk memastikan pengurangan sepenuhnya.
3. Penulenan Elektrolitik
Aliran Proses:
1. Gunakan elektrolit (contohnya, asid selenous) dengan ketumpatan arus 5-10 A/dm².
2. Selenium mendapan pada katod, manakala selenium oksida meruap di anod.
Parameter:
- Ketumpatan arus: 5-10 A/dm²
- Elektrolit: Asid selenium atau larutan selenat.
4. Pengekstrakan Pelarut
Aliran Proses:
1. Ekstrak Se⁴⁺ daripada larutan menggunakan TBP (tributil fosfat) atau TOA (trioktilamina) dalam media hidroklorik atau asid sulfurik.
2. Kupas dan mendakan selenium, kemudian kristalkan semula.
Parameter:
- Pengekstrak: TBP (medium HCl) atau TOA (medium H₂SO₄)
- Bilangan peringkat: 2-3.
5. Pencairan Zon
Aliran Proses:
1. Jongkong selenium cairkan zon berulang kali untuk menghilangkan sedikit bendasing.
2. Sesuai untuk mencapai ketulenan >5N daripada bahan permulaan berketulenan tinggi.
Nota: Memerlukan peralatan khusus dan intensif tenaga.
Cadangan Rajah
Untuk rujukan visual, rujuk rajah berikut daripada bahan bacaan:
- Persediaan Penyulingan Vakum: Skematik sistem kondenser dua peringkat.
- Gambarajah Fasa Se-Te: Menggambarkan cabaran pemisahan disebabkan oleh takat didih yang rapat.
Rujukan
- Penyulingan vakum dan kaedah kimia:
- Pengekstrakan elektrolitik dan pelarut:
- Teknik dan cabaran lanjutan:
Masa siaran: 21 Mac 2025