A purificação de selênio de alta pureza (≥99,999%) envolve uma combinação de métodos físicos e químicos para remover impurezas como Te, Pb, Fe e As. Os principais processos e parâmetros são os seguintes:
1. Destilação a vácuo
Fluxograma do processo:
1. Coloque selênio bruto (≥99,9%) em um cadinho de quartzo dentro de um forno de destilação a vácuo.
2. Aquecer a 300-500°C sob vácuo (1-100 Pa) durante 60-180 minutos.
3. O vapor de selênio se condensa em um condensador de dois estágios (estágio inferior com partículas de Pb/Cu, estágio superior para coleta de selênio).
4. Recolher o selénio do condensador superior; o Te e outras impurezas de elevado ponto de ebulição permanecem no estágio inferior.
Parâmetros:
- Temperatura: 300-500°C
- Pressão: 1-100 Pa
- Material do condensador: Quartzo ou aço inoxidável.
2. Purificação Química + Destilação a Vácuo
Fluxograma do processo:
1. Combustão por Oxidação: Reagir selênio bruto (99,9%) com O₂ a 500°C para formar gases SeO₂ e TeO₂.
2. Extração por solvente: Dissolva o SeO₂ em uma solução de etanol e água e filtre o precipitado de TeO₂.
3. Redução: Utilize hidrazina (N₂H₄) para reduzir o SeO₂ a selênio elementar.
4. Extração profunda de Te: Oxida o selênio novamente a SeO₄²⁻ e, em seguida, extrai o Te usando extração por solvente.
5. Destilação final a vácuo: Purificar o selênio a 300-500°C e 1-100 Pa para atingir pureza de 6N (99,9999%).
Parâmetros:
- Temperatura de oxidação: 500°C
- Dosagem de hidrazina: Em excesso para garantir a redução completa.
3. Purificação Eletrolítica
Fluxograma do processo:
1. Utilize um eletrólito (por exemplo, ácido selenoso) com uma densidade de corrente de 5-10 A/dm².
2. O selênio se deposita no cátodo, enquanto os óxidos de selênio volatilizam no ânodo.
Parâmetros:
- Densidade de corrente: 5-10 A/dm²
- Eletrólito: Solução de ácido selenoso ou selenato.
4. Extração por solvente
Fluxograma do processo:
1. Extraia o Se⁴⁺ da solução usando TBP (fosfato de tributilo) ou TOA (trioctilamina) em meio de ácido clorídrico ou sulfúrico.
2. Extrair e precipitar o selênio, depois recristalizar.
Parâmetros:
- Extrator: TBP (meio HCl) ou TOA (meio H₂SO₄)
- Número de etapas: 2-3.
5. Fusão Zonal
Fluxograma do processo:
1. Fundir repetidamente os lingotes de selênio por meio de fusão zonal para remover traços de impurezas.
2. Adequado para atingir pureza >5N a partir de matérias-primas de alta pureza.
Nota: Requer equipamento especializado e consome muita energia.
Sugestão de figura
Para referência visual, consulte as seguintes figuras da literatura:
- Configuração de destilação a vácuo: Esquema de um sistema de condensação de dois estágios.
- Diagrama de fases Se-Te: Ilustra os desafios de separação devido aos pontos de ebulição próximos.
Referências
- Destilação a vácuo e métodos químicos:
- Extração eletrolítica e por solvente:
- Técnicas avançadas e desafios:
Data da publicação: 21/03/2025