Quá trình tinh chế selen có độ tinh khiết cao (≥99,999%) bao gồm sự kết hợp các phương pháp vật lý và hóa học để loại bỏ các tạp chất như Te, Pb, Fe và As. Sau đây là các quy trình và thông số chính:
1. Chưng cất chân không
Quy trình hoạt động:
1. Cho selen thô (≥99,9%) vào chén nung thạch anh trong lò chưng cất chân không.
2. Gia nhiệt đến 300-500°C dưới chân không (1-100 Pa) trong 60-180 phút.
3. Hơi selen ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ hai tầng (tầng dưới chứa các hạt Pb/Cu, tầng trên để thu gom selen).
4. Thu gom selen từ bình ngưng phía trên; 碲(Te) và các tạp chất có điểm sôi cao khác sẽ ở lại tầng dưới.
Thông số:
- Nhiệt độ: 300-500°C
- Áp suất: 1-100 Pa
- Vật liệu dàn ngưng tụ: Thạch anh hoặc thép không gỉ.
2. Tinh chế hóa học + Chưng cất chân không
Quy trình hoạt động:
1. Phản ứng oxy hóa đốt cháy: Cho selen thô (99,9%) phản ứng với O₂ ở 500°C để tạo thành khí SeO₂ và TeO₂.
2. Phương pháp chiết dung môi: Hòa tan SeO₂ trong dung dịch etanol-nước, lọc bỏ kết tủa TeO₂.
3. Khử: Sử dụng hydrazine (N₂H₄) để khử SeO₂ thành selen nguyên tố.
4. Khử Te sâu: Oxy hóa selen một lần nữa thành SeO₄²⁻, sau đó chiết xuất Te bằng phương pháp chiết xuất dung môi.
5. Chưng cất chân không cuối cùng: Tinh chế selen ở nhiệt độ 300-500°C và áp suất 1-100 Pa để đạt độ tinh khiết 6N (99,9999%).
Thông số:
- Nhiệt độ oxy hóa: 500°C
- Liều lượng Hydrazine: Dùng liều cao hơn để đảm bảo giảm hoàn toàn triệu chứng.
3. Thanh lọc bằng điện phân
Quy trình hoạt động:
1. Sử dụng chất điện giải (ví dụ: axit selenous) với mật độ dòng điện từ 5-10 A/dm².
2. Selen lắng đọng trên cực âm, trong khi oxit selen bay hơi ở cực dương.
Thông số:
- Mật độ dòng điện: 5-10 A/dm²
- Chất điện giải: Dung dịch axit selen hoặc selenat.
4. Chiết xuất bằng dung môi
Quy trình hoạt động:
1. Chiết tách Se⁴⁺ từ dung dịch bằng TBP (tributyl phosphate) hoặc TOA (trioctylamine) trong môi trường axit clohydric hoặc axit sulfuric.
2. Tách và kết tủa selen, sau đó kết tinh lại.
Thông số:
- Chất chiết xuất: TBP (môi trường HCl) hoặc TOA (môi trường H₂SO₄)
- Số giai đoạn: 2-3.
5. Nung chảy theo vùng
Quy trình hoạt động:
1. Nấu chảy nhiều lần các thỏi selen để loại bỏ các tạp chất vết.
2. Thích hợp để đạt được độ tinh khiết >5N từ các nguyên liệu ban đầu có độ tinh khiết cao.
Lưu ý: Cần thiết bị chuyên dụng và tiêu tốn nhiều năng lượng.
Gợi ý hình ảnh
Để dễ hình dung hơn, vui lòng tham khảo các hình ảnh sau đây từ tài liệu:
- Sơ đồ hệ thống chưng cất chân không: Sơ đồ hệ thống ngưng tụ hai tầng.
- Giản đồ pha Se-Te: Minh họa những khó khăn trong việc tách chiết do điểm sôi gần nhau.
Tài liệu tham khảo
- Phương pháp chưng cất chân không và phương pháp hóa học:
- Chiết tách bằng điện phân và dung môi:
- Các kỹ thuật và thách thức nâng cao:
Thời gian đăng bài: 21/03/2025