Selenium mühüm yarımkeçirici material və sənaye xammalı kimi onun performansı onun təmizliyindən birbaşa təsirlənir. Vakuum distilləsinin təmizlənməsi prosesi zamanı oksigen çirkləri seleniumun saflığına təsir edən əsas amillərdən biridir. Bu məqalə vakuum distillə yolu ilə seleniumun təmizlənməsi zamanı oksigen miqdarını azaltmaq üçün müxtəlif üsul və üsulların ətraflı müzakirəsini təqdim edir.

I. Xammalın İlkin Təmizləmə Mərhələsində Oksigen Tərkibinin Azaldılması

1. Xammalın ilkin təmizlənməsi

Xam selenium adətən müxtəlif çirkləri, o cümlədən oksidləri ehtiva edir. Vakuum distillə sisteminə girməzdən əvvəl səth oksidlərini çıxarmaq üçün kimyəvi təmizləmə üsullarından istifadə edilməlidir. Tez-tez istifadə olunan təmizləyici məhlullara aşağıdakılar daxildir:

• Seyreltilmiş hidroklor turşusu məhlulu (5-10% konsentrasiya): SeO₂ kimi oksidləri effektiv şəkildə həll edir.
• Etanol və ya aseton: Üzvi çirkləndiriciləri çıxarmaq üçün istifadə olunur
• Deionlaşdırılmış su: Qalıq turşuları çıxarmaq üçün bir neçə dəfə durulama

Təmizlədikdən sonra yenidən oksidləşmənin qarşısını almaq üçün qurutma inert qaz (məsələn, Ar və ya N₂) atmosferi altında aparılmalıdır.

2. Xammalın reduksiyadan əvvəl müalicəsi

Vakuum distillədən əvvəl xammalın reduksiya emalı oksigen miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər:

• Hidrogenin azaldılması: SeO₂-ni elementar seleniuma endirmək üçün 200-300°C-də yüksək təmizlikli hidrogeni (təmizlik ≥99,999%) daxil edin.
• Karbotermik reduksiya: Selenium xammalını yüksək təmiz karbon tozu ilə qarışdırın və vakuum və ya inert atmosferdə 400-500°C-ə qədər qızdırın, C + SeO₂ → Se + CO₂ reaksiyasını induksiya edin.
• Sulfidlərin azaldılması: H₂S kimi qazlar nisbətən aşağı temperaturda selenium oksidlərini azalda bilər.

II. Vakuum Distillə Sisteminin Dizaynı və Əməliyyat Optimizasiyası

1. Vakuum Sisteminin Seçilməsi və Konfiqurasiyası

Yüksək vakuumlu mühit oksigen miqdarını azaltmaq üçün vacibdir:

• Ən azı 10⁻⁴ Pa-a çatan son vakuum ilə diffuziya nasosu + mexaniki nasos birləşməsindən istifadə edin
• Yağ buxarının geri diffuziyasının qarşısını almaq üçün sistem soyuq tutucu ilə təchiz edilməlidir
• Bütün birləşmələrdə rezin möhürlərdən qaz çıxmamaq üçün metal möhürlərdən istifadə edilməlidir
• Sistem kifayət qədər bişmiş deqazasiyadan keçməlidir (200-250°C, 12-24 saat)

2. Distillə temperaturu və təzyiqinə dəqiq nəzarət

Optimal proses parametrlərinin birləşmələri:

• Distillə temperaturu: 220-280°C aralığında nəzarət edilir (seleniumun qaynama temperaturu 685°C-dən aşağı)
• Sistem təzyiqi: 1-10 Pa arasında saxlanılır
• İstilik dərəcəsi: 5-10°C/dəq. Şiddətli buxarlanma və daxil olmanın qarşısını almaq üçün
• Kondensasiya zonasının temperaturu: Seleniumun tam kondensasiyasını təmin etmək üçün 50-80°C-də saxlanılır.

3. Çox Mərhələli Distillə Texnologiyası

Çox mərhələli distillə oksigen miqdarını tədricən azalda bilər:

• Birinci mərhələ: Ən çox uçucu çirkləri çıxarmaq üçün kobud distillə
• İkinci mərhələ: Əsas fraksiyanı toplamaq üçün dəqiq temperatur nəzarəti
• Üçüncü mərhələ: Yüksək təmizlikdə məhsul əldə etmək üçün aşağı temperaturda, yavaş distillə
  Fraksiyalı kondensasiya üçün mərhələlər arasında müxtəlif kondensasiya temperaturlarından istifadə edilə bilər

III. Köməkçi Proses Tədbirləri

1. İnert Qazdan Mühafizə Texnologiyası

Vakuum altında işləməsinə baxmayaraq, yüksək təmizlikli inert qazın müvafiq tətbiqi oksigen miqdarını azaltmağa kömək edir:

• Sistemi evakuasiya etdikdən sonra 1000 Pa-a qədər yüksək təmizlikli arqon (təmizlik ≥99,9995%) ilə doldurun.
• Davamlı olaraq az miqdarda arqon (10-20 sccm) daxil edərək dinamik qaz axınının qorunmasından istifadə edin.
• Qalıq oksigen və nəm çıxarmaq üçün qaz girişlərində yüksək effektiv qaz təmizləyiciləri quraşdırın

2. Oksigen Təmizləyicilərin Əlavəsi

Xammala uyğun oksigen tutucuların əlavə edilməsi oksigen miqdarını effektiv şəkildə azalda bilər:

• Maqnezium metalı: MgO əmələ gətirən oksigenə güclü yaxınlıq
• Alüminium tozu: Eyni zamanda oksigen və kükürd çıxara bilər
• Nadir torpaq metalları: Y, La və s. kimi, əla oksigen çıxarma effektləri
  Oksigen uducunun miqdarı adətən xammalın 0,1-0,5 wt%-ni təşkil edir; həddindən artıq miqdarlar seleniumun saflığına təsir göstərə bilər

3. Ərinmiş filtrasiya texnologiyası

Distillədən əvvəl ərimiş seleniumun süzülməsi:

• Məsamə ölçüləri 1-5 μm olan kvars və ya keramika filtrlərindən istifadə edin
• 220-250°C filtrasiya temperaturuna nəzarət edin
• Bərk oksid hissəciklərini çıxara bilər
• Filtrlər yüksək vakuum altında əvvəlcədən qazdan təmizlənməlidir

IV. Müalicədən Sonra və Saxlama

1. Məhsulun toplanması və idarə edilməsi

• Kondensator kollektoru inert mühitdə asan material əldə etmək üçün sökülə bilən struktur kimi dizayn edilməlidir.
• Toplanmış selen külçələri arqon əlcək qutusuna qablaşdırılmalıdır
• Potensial oksid təbəqələrini çıxarmaq üçün lazım olduqda səthin aşındırılması həyata keçirilə bilər

2. Saxlama Vəziyyətinə Nəzarət

• Saxlama mühiti quru saxlanılmalıdır (şeh nöqtəsi ≤-60°C)
• Yüksək təmizlikli inert qazla doldurulmuş ikiqat möhürlənmiş qablaşdırmadan istifadə edin
• Tövsiyə olunan saxlama temperaturu 20°C-dən aşağıdır
• Fotokatalitik oksidləşmə reaksiyalarının qarşısını almaq üçün işığa məruz qalmaqdan çəkinin

V. Keyfiyyətə Nəzarət və Sınaq

1. Onlayn Monitorinq Texnologiyası

• Real vaxt rejimində oksigenin qismən təzyiqinə nəzarət etmək üçün qalıq qaz analizatorlarını (RGA) quraşdırın
• Qoruyucu qazlarda oksigen miqdarına nəzarət etmək üçün oksigen sensorlarından istifadə edin
• Se-O bağlarının xarakterik udma zirvələrini müəyyən etmək üçün infraqırmızı spektroskopiyadan istifadə edin

2. Hazır məhsulun təhlili

• Oksigen tərkibini təyin etmək üçün inert qaz sintezi-infraqırmızı udma metodundan istifadə edin
• Oksigen paylanmasını təhlil etmək üçün ikincil ion kütlə spektrometriyası (SIMS).
• Səthin kimyəvi vəziyyətini aşkar etmək üçün rentgen fotoelektron spektroskopiyası (XPS).

Yuxarıda təsvir edilən kompleks tədbirlər vasitəsilə seleniumun vakuum distilləsi ilə təmizlənməsi zamanı oksigen miqdarı 1 ppm-dən aşağı səviyyədə idarə oluna bilər, bu da yüksək saflıqda selenium tətbiqləri üçün tələblərə cavab verir. Faktiki istehsalda texnoloji parametrlər avadanlıq şəraiti və məhsul tələbləri əsasında optimallaşdırılmalı və ciddi keyfiyyətə nəzarət sistemi qurulmalıdır.