一种6N硒的制备方法

本发明涉及高纯金属制备领域，尤其涉及一种6n硒的制备方法。

背景技术：

1、硒具有的半导体特性以及光敏性，开发制备了硒化镓和铜铟镓硒等先进的材料，使得硒在电子半导体和太阳能领域上对硒的需求日益增长，目前，硒已成为支撑高科技发展、高端材料开发的关键原料。

2、目前，提取硒的主要的原料是铜阳极泥，大约有90％的硒从铜阳极泥中回收提取，硒由于其正电性不溶于电解液，最终形成阳极泥沉降于电解槽底部。铜阳极泥经过硫酸化焙烧、水溶液氯化法等工艺进行综合回收处理即可得到粗硒。粗硒由于硒纯度较低，不能直接运用在工业中，需要通过提纯工艺将硒提纯，才能得到较好的运用，主要的提纯工艺有氧化挥发法、硒化氢分解法、真空蒸馏法和区域熔炼法等。

3、氧化挥发法利用二氧化硒易溶于水的性质实现硒的提纯，可以得到99.99％的硒，但是具有工艺流程长，硒的回收率低的缺点。硒化氢分解法利用杂质金属在一定的温度下不与氢气发生发应，而硒反应的特点实现硒提纯，可以得到99.9999％以上的硒，但是要注意的是硒化氢气体有毒，需要在密闭环境下进行，防止中毒。区域熔炼法利用杂质在硒中凝固态和熔融态的溶解度不同，从而使杂质分离，该工艺经过反复操作可以将硒从4n提纯至5n或者6n，但是存在生产效率低的缺点。在文献“高纯硒的纯化和制备”一文中，采用化学除杂得到方式，主要有硒的氧化、氧化硒的分离提纯和高纯硒的制备三个步骤，多次反复操作再真空蒸馏可以得到6n纯硒，但是该方法流程长且较为复杂。

4、专利cn113772634a公开了一种5n高纯硒粒的制备方法，控制石英蒸馏炉中石英管的温度进行真空蒸馏，蒸馏结束后将熔融硒液转移至制粒炉内进行加热搅拌捞渣冷却后即可得到5n的硒粒，该工艺提纯效果不理想，仅将4n硒提纯至5n，并且工艺生产流程较长。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种6n硒的制备方法，本发明制备方法效率高、工艺过程简单并且无废气废水的产生。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种6n硒的制备方法，包括以下步骤：

4、将结晶器浸入到4n硒的熔体中进行旋转结晶，得到6n硒。

5、优选的，所述4n硒还包括碲＜10ppm，砷＜5ppm，铅＜5ppm，锑＜5ppm，硫＜40ppm，余量为铝、铜、铁、镍和镁中的一种或多种。

6、优选的，所述熔体的制备方法包括以下步骤：

7、将4n硒置于旋转结晶炉的旋转坩埚中，去除旋转结晶炉中的空气后充入保护气体，然后加热熔化。

8、优选的，所述加热熔化的温度为290～350℃。

9、优选的，所述结晶器的材质为石英或石墨。

10、优选的，所述结晶器的温度220～250℃。

11、优选的，所述旋转结晶为熔体旋转，所述熔体的转速为90～150r/min。优选的，所述旋转结晶的时间为90～150min。

12、本发明提供了一种6n硒的制备方法，包括以下步骤：将结晶器浸入到4n硒的熔体中进行旋转结晶，得到6n硒。本发明利用冷却凝固过程中各元素物化性质的不同而表现出不同的分布行为，部分元素倾向于保持在液相中，部分元素则倾向于保持在固相中这一特性，并通过熔体旋转产生的界面剪切力实现了液固界面溶质边界层的减薄，促使杂质强制从边界层中排除，实现了晶体的稳定生长，从而结晶出高纯硒；通过熔体旋转促使液固界面附近液相区的温度梯度增大，温度梯度的增大使结晶更快，从而提高了制备效率。此外，本发明的制备过程不产生废气废水，是一种低污染，低能耗和高效率的制备工艺；本工艺流程较为简单并且生产成本较低，具有极大的经济效益。

技术特征：

1.一种6n硒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述4n硒还包括碲＜10ppm，砷＜5ppm，铅＜5ppm，锑＜5ppm，硫＜40ppm，余量为铝、铜、铁、镍、硅、锡和镁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔体的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加热熔化的温度为290～350℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结晶器的材质为石英或石墨。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述结晶器的温度220～250℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述旋转结晶为熔体旋转，所述熔体的转速为90～150r/min。

8.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述旋转结晶的时间为90～150min。

技术总结
本发明提供了一种6N硒的制备方法，属于高纯金属制备领域。本发明提供了一种6N硒的制备方法，包括以下步骤：将结晶器浸入到4N硒的熔体中进行旋转结晶，得到6N硒。本发明利用冷却凝固过程中各元素物化性质的不同而表现出不同的分布行为，部分元素倾向于保持在液相中，部分元素则倾向于保持在固相中这一特性，并通过熔体旋转产生的界面剪切力实现了液固界面溶质边界层的减薄，促使杂质强制从边界层中排除，实现了晶体的稳定生长，从而结晶出高纯硒；通过熔体旋转促使液固界面附近液相区的温度梯度增大，温度梯度的增大使结晶更快，从而提高了制备效率。本发明的制备过程不产生废气废水，是一种低污染、低能耗的制备工艺。

技术研发人员：蒋文龙,杨斌,余昕,刘大春,徐宝强,查国正,王飞,田阳,李一夫,孔令鑫,孔祥峰,熊恒,吴鉴,董朝望,罗欢
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8