Selen, vacib yarımkeçirici material və sənaye xammalı kimi, onun performansı birbaşa təmizliyindən asılıdır. Vakuum distillə təmizləmə prosesi zamanı oksigen çirkləri selen təmizliyinə təsir edən əsas amillərdən biridir. Bu məqalədə vakuum distillə yolu ilə selen təmizlənməsi zamanı oksigen tərkibinin azaldılması üçün müxtəlif üsullar və texnikalar ətraflı müzakirə olunur.

I. Xammalın əvvəlcədən emal mərhələsində oksigen tərkibinin azaldılması

1. Xammalın ilkin təmizlənməsi

Çiy selen adətən oksidlər də daxil olmaqla müxtəlif çirkləri ehtiva edir. Vakuum distillə sisteminə daxil edilməzdən əvvəl səth oksidlərini təmizləmək üçün kimyəvi təmizləmə üsullarından istifadə edilməlidir. Tez-tez istifadə olunan təmizləyici məhlullara aşağıdakılar daxildir:

• Suyulmuş xlorid turşusu məhlulu (5-10% konsentrasiya): SeO₂ kimi oksidləri effektiv şəkildə həll edir
• Etanol və ya aseton: Üzvi çirkləndiriciləri təmizləmək üçün istifadə olunur
• Deionlaşdırılmış su: Qalıq turşunu təmizləmək üçün bir neçə dəfə yaxalamaq

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

2. Xammalın əvvəlcədən reduksiya müalicəsi

Vakuum distilləsindən əvvəl xammalın reduksiya müalicəsi oksigen miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər:

• Hidrogen reduksiyası: SeO₂-u elementar seleniuma çevirmək üçün 200-300°C-də yüksək təmizlikli hidrogen (saflıq ≥99.999%) əlavə edin.
• Karbotermal reduksiya: Selenium xammalını yüksək təmizlikli karbon tozu ilə qarışdırın və vakuum və ya inert atmosfer altında 400-500°C-yə qədər qızdırın, C + SeO₂ → Se + CO₂ reaksiyasına səbəb olun.
• Sulfid reduksiyası: H₂S kimi qazlar nisbətən aşağı temperaturda selenium oksidlərini reduksiya edə bilər.

II. Vakuum Distillə Sisteminin Dizaynı və Əməliyyat Optimallaşdırılması

1. Vakuum Sisteminin Seçimi və Konfiqurasiyası

Oksigen miqdarını azaltmaq üçün yüksək vakuumlu mühit vacibdir:

• Ən azı 10⁻⁴ Pa-ya çatan maksimum vakuumla diffuziya nasosu + mexaniki nasos kombinasiyasından istifadə edin
• Sistem, yağ buxarının geri yayılmasının qarşısını almaq üçün soyuq tələ ilə təchiz olunmalıdır
• Bütün birləşmələrdə rezin möhürlərdən qaz çıxmasının qarşısını almaq üçün metal möhürlərdən istifadə edilməlidir
• Sistem kifayət qədər deqazasiyadan keçməlidir (200-250°C, 12-24 saat)

2. Distillə Temperaturu və Təzyiqinin Dəqiq Nəzarəti

Optimal proses parametrlərinin kombinasiyaları:

• Distillə temperaturu: 220-280°C aralığında idarə olunur (selenyumun qaynama nöqtəsi 685°C-dən aşağı)
• Sistem təzyiqi: 1-10 Pa arasında saxlanılır
• Qızdırma sürəti: şiddətli buxarlanma və udulmanın qarşısını almaq üçün 5-10°C/dəq
• Kondensasiya zonasının temperaturu: Tam selen kondensasiyasını təmin etmək üçün 50-80°C səviyyəsində saxlanılır

3. Çoxmərhələli distillə texnologiyası

Çoxmərhələli distillə oksigen miqdarını tədricən azalda bilər:

• Birinci mərhələ: Ən uçucu çirkləri təmizləmək üçün kobud distillə
• İkinci mərhələ: Əsas fraksiyanı toplamaq üçün dəqiq temperatur nəzarəti
• Üçüncü mərhələ: Yüksək təmizlik məhsulu əldə etmək üçün aşağı temperaturda, yavaş distillə
  Fraksiyalı kondensasiya üçün mərhələlər arasında fərqli kondensasiya temperaturlarından istifadə etmək olar

III. Köməkçi Proses Tədbirləri

1. İnert Qazdan Mühafizə Texnologiyası

Vakuum altında işləsə də, yüksək təmizlikli inert qazın müvafiq şəkildə tətbiqi oksigen miqdarını azaltmağa kömək edir:

• Sistemi boşaltdıqdan sonra, yüksək təmizlikli arqonla (saflıq ≥99.9995%) 1000 Pa-ya qədər doldurun.
• Dinamik qaz axınının qorunmasından istifadə edin, az miqdarda arqon (10-20 scm) davamlı olaraq daxil edin
• Qalıq oksigen və nəmi təmizləmək üçün qaz girişlərinə yüksək səmərəli qaz təmizləyiciləri quraşdırın

2. Oksigen Toplayıcılarının Əlavə Edilməsi

Xammal üçün müvafiq oksigen təmizləyicilərinin əlavə edilməsi oksigen miqdarını effektiv şəkildə azalda bilər:

• Maqnezium metal: Oksigenə güclü yaxınlıq, MgO əmələ gətirir
• Alüminium tozu: Eyni zamanda oksigen və kükürdü çıxara bilər
• Nadir torpaq metalları: Y, La və s. kimi əla oksigen təmizləyici təsirlərə malikdir
  Oksigen təmizləyicisinin miqdarı adətən xammalın 0,1-0,5 çəki%-ni təşkil edir; artıq miqdar seleniumun saflığına təsir göstərə bilər.

3. Əridilmiş Filtrləmə Texnologiyası

Əridilmiş seleniumun distillədən əvvəl süzülməsi:

• 1-5 μm məsamə ölçüləri olan kvars və ya keramika filtrlərindən istifadə edin
• 220-250°C-də filtrasiya temperaturunu idarə edin
• Bərk oksid hissəciklərini təmizləyə bilər
• Filtrlər yüksək vakuum altında əvvəlcədən qazsızlaşdırılmalıdır

IV. Müalicədən sonrakı dövr və saxlama

1. Məhsulun Toplanması və İdarə Edilməsi

• Kondensator kollektoru inert mühitdə materialın asanlıqla çıxarılması üçün ayrıla bilən bir quruluş kimi dizayn edilməlidir.
• Toplanmış selen külçələri argon əlcək qutusuna qablaşdırılmalıdır
• Potensial oksid təbəqələrini çıxarmaq üçün lazım gələrsə, səth aşındırma işləri aparıla bilər

2. Saxlama Vəziyyətinə Nəzarət

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

V. Keyfiyyətə Nəzarət və Test

1. Onlayn Monitorinq Texnologiyası

• Real vaxt rejimində oksigenin qismən təzyiqini izləmək üçün qalıq qaz analizatorlarını (RGA) quraşdırın
• Qoruyucu qazlardakı oksigen miqdarını idarə etmək üçün oksigen sensorlarından istifadə edin
• Se-O rabitələrinin xarakterik udma piklərini müəyyən etmək üçün infraqırmızı spektroskopiyadan istifadə edin

2. Hazır Məhsulun Təhlili

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

Yuxarıda təsvir edilən hərtərəfli tədbirlər vasitəsilə, seleniumun vakuum distillə təmizlənməsi zamanı oksigen miqdarı 1 ppm-dən aşağı səviyyədə idarə oluna bilər və bu da yüksək təmizlikli selen tətbiqləri üçün tələblərə cavab verir. Faktiki istehsalda proses parametrləri avadanlıq şəraitinə və məhsul tələblərinə əsasən optimallaşdırılmalı və ciddi keyfiyyətə nəzarət sistemi yaradılmalıdır.