Mbinu na Mbinu za Kupunguza Yaliyomo ya Oksijeni kwenye Usafishaji wa Utupu wa Selenium

Habari

Mbinu na Mbinu za Kupunguza Yaliyomo ya Oksijeni kwenye Usafishaji wa Utupu wa Selenium

Selenium, kama nyenzo muhimu ya semiconductor na malighafi ya viwandani, ina utendaji wake unaoathiriwa moja kwa moja na usafi wake. Wakati wa mchakato wa utakaso wa kunereka kwa utupu, uchafu wa oksijeni ni moja ya sababu kuu zinazoathiri usafi wa seleniamu. Makala haya yanatoa mjadala wa kina wa mbinu na mbinu mbalimbali za kupunguza maudhui ya oksijeni wakati wa utakaso wa selenium kupitia kunereka kwa utupu.

I. Kupunguza Maudhui ya Oksijeni katika Hatua ya Matayarisho ya Malighafi

1. Utakaso wa Awali wa Malighafi

Selenium mbichi kwa kawaida huwa na uchafu mbalimbali, ikiwa ni pamoja na oksidi. Kabla ya kuingia kwenye mfumo wa kunereka kwa utupu, mbinu za kusafisha kemikali zinapaswa kutumika ili kuondoa oksidi za uso. Suluhisho za kawaida za kusafisha ni pamoja na:

  • Punguza suluhisho la asidi hidrokloriki (mkusanyiko wa 5-10%): Inayeyusha kwa ufanisi oksidi kama vile SeO₂
  • Ethanoli au asetoni: Hutumika kuondoa uchafu wa kikaboni
  • Maji yaliyotengwa: Rinses nyingi ili kuondoa asidi iliyobaki

Baada ya kusafisha, kukausha kunapaswa kufanywa chini ya gesi isiyo na hewa (kwa mfano, Ar au N₂) ili kuzuia uoksidishaji upya.

2. Matibabu ya Kupunguza Kabla ya Malighafi

Kupunguza matibabu ya malighafi kabla ya kunereka kwa utupu kunaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa maudhui ya oksijeni:

  • Kupunguza hidrojeni: Tambulisha hidrojeni ya kiwango cha juu (usafi ≥99.999%) kwa 200-300 ° C ili kupunguza SeO₂ hadi selenium ya msingi.
  • Kupunguza jotoardhi: Changanya malighafi ya selenium na poda ya kaboni isiyosafishwa kwa kiwango cha juu na joto hadi 400-500°C chini ya utupu au angahewa ajizi, na kusababisha athari C + SeO₂ → Se + CO₂
  • Kupunguza sulfidi: Gesi kama H₂S zinaweza kupunguza oksidi za seleniamu kwa joto la chini.

II. Ubunifu na Uboreshaji wa Uendeshaji wa Mfumo wa Utupu wa kunereka

1. Uteuzi na Usanidi wa Mfumo wa Utupu

Mazingira ya utupu wa juu ni muhimu kwa kupunguza maudhui ya oksijeni:

  • Tumia pampu ya kusambaza + mchanganyiko wa pampu ya mitambo, na utupu wa mwisho unaofikia angalau 10⁻⁴ Pa
  • Mfumo unapaswa kuwa na mtego wa baridi ili kuzuia uenezaji wa nyuma wa mvuke wa mafuta
  • Viunganisho vyote vinapaswa kutumia mihuri ya chuma ili kuzuia gesi kutoka kwa mihuri ya mpira
  • Mfumo unapaswa kufanyiwa degassing ya kutosha ya kuoka (200-250°C, saa 12-24)

2. Udhibiti Sahihi wa Joto la kunereka na Shinikizo

Mchanganyiko bora wa vigezo vya mchakato:

  • Halijoto ya kunereka: Hudhibitiwa ndani ya kiwango cha 220-280°C (chini ya kiwango cha mchemko cha selenium cha 685°C)
  • Shinikizo la mfumo: Imedumishwa kati ya 1-10 Pa
  • Kiwango cha joto: 5-10°C/dak ili kuepuka uvukizi mkali na kujiingiza
  • Halijoto ya eneo la mgandamizo: Imedumishwa kwa 50-80°C ili kuhakikisha msongamano kamili wa seleniamu

3. Teknolojia ya kunereka yenye hatua nyingi

Kunereka kwa hatua nyingi kunaweza kupunguza kiwango cha oksijeni polepole:

  • Hatua ya kwanza: Kunereka kwa njia mbaya ili kuondoa uchafu mwingi tete
  • Hatua ya pili: Udhibiti sahihi wa halijoto ili kukusanya sehemu kuu
  • Hatua ya tatu: Joto la chini, kunereka polepole ili kupata bidhaa yenye usafi wa hali ya juu
    Viwango tofauti vya joto vya ufupishaji vinaweza kutumika kati ya hatua kwa ufupishaji wa sehemu

III. Hatua za Mchakato Msaidizi

1. Teknolojia ya Kulinda Gesi ya Inert

Ingawa inafanya kazi chini ya utupu, utangulizi unaofaa wa gesi ajizi yenye usafi wa hali ya juu husaidia kupunguza maudhui ya oksijeni:

  • Baada ya kuhamisha mfumo, jaza na argon ya usafi wa juu (usafi ≥99.9995%) hadi 1000 Pa.
  • Tumia ulinzi unaobadilika wa mtiririko wa gesi, ukianzisha kiasi kidogo cha argon (10-20 sccm)
  • Sakinisha visafishaji vya gesi vyenye ufanisi mkubwa kwenye viingilio vya gesi ili kuondoa mabaki ya oksijeni na unyevu

2. Ongezeko la Vichochezi vya Oksijeni

Kuongeza takataka zinazofaa za oksijeni kwenye malighafi kunaweza kupunguza kiwango cha oksijeni:

  • Metali ya magnesiamu: Mshikamano mkali wa oksijeni, kutengeneza MgO
  • Poda ya alumini: Inaweza kuondoa oksijeni na salfa kwa wakati mmoja
  • Metali za ardhini adimu: Kama vile Y, La, n.k., zenye athari bora za kuondoa oksijeni
    Kiasi cha scavenger ya oksijeni ni kawaida 0.1-0.5 wt% ya malighafi; Kiasi cha ziada kinaweza kuathiri usafi wa seleniamu

3. Teknolojia ya Uchujaji wa Kuyeyuka

Kuchuja selenium iliyoyeyuka kabla ya kunereka:

  • Tumia chujio cha quartz au kauri na ukubwa wa pore wa 1-5 μm
  • Dhibiti halijoto ya kuchuja ifikapo 220-250°C
  • Inaweza kuondoa chembe za oksidi dhabiti
  • Vichujio vinapaswa kusafishwa mapema chini ya utupu wa juu

IV. Baada ya Matibabu na Uhifadhi

1. Ukusanyaji na Utunzaji wa Bidhaa

  • Kikusanya condenser kinapaswa kuundwa kama muundo unaoweza kutenganishwa kwa urahisi wa kupata nyenzo katika mazingira ajizi
  • Ingots za seleniamu zilizokusanywa zinapaswa kufungwa kwenye sanduku la glove ya argon
  • Uchoraji wa uso unaweza kufanywa ikihitajika ili kuondoa safu zinazowezekana za oksidi

2. Udhibiti wa Hali ya Uhifadhi

  • Mazingira ya uhifadhi yanapaswa kuwa makavu (kiwango cha umande ≤-60°C)
  • Tumia kifungashio cha safu mbili kilichotiwa muhuri kilichojazwa na gesi ya ajizi ya usafi wa hali ya juu
  • Halijoto ya kuhifadhi iliyopendekezwa chini ya 20°C
  • Epuka mwangaza ili kuzuia athari za oksidi za fotocatalytic

V. Udhibiti wa Ubora na Upimaji

1. Teknolojia ya Ufuatiliaji Mtandaoni

  • Sakinisha vichanganuzi vya mabaki ya gesi (RGA) ili kufuatilia shinikizo la sehemu ya oksijeni katika muda halisi
  • Tumia vitambuzi vya oksijeni ili kudhibiti maudhui ya oksijeni katika gesi za kinga
  • Tumia mwonekano wa infrared ili kutambua kilele cha ufyonzaji wa bondi za Se-O

2. Uchambuzi wa Bidhaa uliokamilika

  • Tumia njia ya ufyonzwaji wa gesi ajizi ili kubaini maudhui ya oksijeni
  • Upeo wa pili wa molekuli ya ioni (SIMS) ili kuchanganua usambazaji wa oksijeni
  • Picha ya elektroni ya X-ray (XPS) ili kugundua hali ya kemikali ya uso

Kupitia hatua za kina zilizoelezwa hapo juu, maudhui ya oksijeni yanaweza kudhibitiwa chini ya 1 ppm wakati wa utakaso wa kunereka kwenye seleniamu, kukidhi mahitaji ya matumizi ya kiwango cha juu cha selenium. Katika uzalishaji halisi, vigezo vya mchakato vinapaswa kuboreshwa kulingana na hali ya vifaa na mahitaji ya bidhaa, na mfumo mkali wa kudhibiti ubora unapaswa kuanzishwa.


Muda wa kutuma: Juni-04-2025