[發明專利]一種氧化-蒸發-碳熱還原提純粗硒的裝置和方法

有效

• 申請號: 201910608321.2
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110482495B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 徐寶強;楊斌;戴衛平;陳巍;劉大春;羅歡;范茂雄;蔣文龍;李一夫;查國正;王飛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學;昆明鼎邦科技股份有限公司
• 主分類號: C01B19/02
• 分類號: C01B19/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 薛紅凡

本發明提供了一種氧化?蒸發?碳熱還原提純粗硒的裝置和方法，屬于粗硒提純技術領域。本發明提供的氧化?蒸發?碳熱還原提純粗硒的裝置，包括氧化裝置和蒸發?碳熱還原裝置；本發明使用氧化裝置先對粗硒進行氧化，使粗硒中的主元素硒揮發，實現硒與其他雜質元素的高效分離，得到硒氧化物；再使用蒸發?碳熱還原裝置對硒氧化物揮發并進行還原反應，最終得到精硒。本發明還提供了使用上述裝置提純粗硒的方法，此法操作簡單快速，不產生有毒物質H₂Se，所得精硒的純度高。實施例結果表明，使用本發明方法所得精硒的純度可達99.94％，硒的回收率可達95.45％，符合3N硒標準。

技術領域

本發明涉及粗硒提純技術領域，特別涉及一種氧化-蒸發-碳熱還原提純粗硒的裝置和方法。

背景技術

近年來，隨著宇航、原子能、太陽能、電子半導體、富硒食品以及硒農業健康領域的發展，硒的需求與日俱增，硒已成為支撐高科技發展、新產品開發的關鍵材料。然而，稀散金屬硒在地殼中的豐度僅為5×10^-6％，且粗硒中往往含有Te、Pb、Cu、S等雜質元素，因此硒的分離提純技術的改進一直是硒產業發展中亟待解決的關鍵問題。

目前提純硒的方法主要有化學提純法和物理提純法，化學提純法主要先對粗硒進行氧化，再通過合適的化學試劑對硒進行還原，得到精硒?；瘜W提純法常涉及有毒、有害物質，生產安全問題壓力大；且容易產生劇毒氣體H₂Se，此法只用于制取少量超高純硒或硒化物。物理提純法利用硒與粗硒中單質碲、銅、鉛、鐵、金、銀等雜質組元的蒸氣壓差異，硒蒸氣壓較高、易揮發，從而與雜質分離。CN105600758中提出了一種提純粗硒的濕法精煉工藝，即在合金吹煉塔吸收液中添加NaOH除去部分賤金屬，再依次用硫脲、HCl進行深度降雜，過濾得到較為純凈的亞硒酸溶液，再利用SO₂還原得到純度較高的粗硒粉；CN1636867提出了一種采用干燥-真空蒸發工藝對硒原料進行提純的方法，即先對硒原料進行洗滌，干燥至水分約0.1％，在加入真空爐中進行真空蒸發提純。然而，這些方法都存在工藝繁瑣，所得硒品質不高的缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種氧化-蒸發-碳熱還原提純粗硒的裝置和方法。本發明提供的提純粗硒的方法操作簡單快速，不產生有毒物質H₂Se，所得精硒的純度高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種氧化-蒸發-碳熱還原提純粗硒的裝置，包括氧化裝置和蒸發-碳熱還原裝置；

所述氧化裝置包括加熱氧化區和氣體收集區，所述加熱氧化區設置有吹氧口；所述氣體收集區的入口與所述加熱氧化區的出口連通，所述氣體收集區設置有尾氣出口；

所述蒸發-碳熱還原裝置自下而上包括依次連通的蒸發區、碳熱還原區和冷凝區；所述蒸發區與所述碳熱連通處設置有分隔網；所述冷凝區設置有尾氣出口。

本發明提供了一種使用上述裝置提純粗硒的方法，包括以下步驟：

(1)將粗硒原料置于所述氧化裝置的加熱氧化區中，通入氧化性氣體，進行氧化反應，從氣體收集區收集硒氧化物；

(2)將所述硒氧化物置于蒸發-碳熱還原裝置的蒸發區，將還原劑置于蒸發-碳熱還原裝置的碳熱還原區，依次加熱還原劑和硒氧化物，使蒸發區的硒氧化物揮發后進入碳熱還原區進行還原反應，從冷凝區收集精硒。

優選的，所述步驟(1)中氧化性氣體為氧氣和/或空氣。

優選的，所述氧化性氣體的通入速度為0.3～0.5m/min。

優選的，所述步驟(1)中氧化反應的溫度為280～500℃，時間為1.5～2.5h。

優選的，所述步驟(2)中還原劑為木炭、焦炭和無煙煤中的一種或幾種。