ഒരു പ്രധാന അർദ്ധചാലക വസ്തുവും വ്യാവസായിക അസംസ്കൃത വസ്തുവും എന്ന നിലയിൽ സെലിനിയത്തിന്റെ പ്രകടനത്തെ അതിന്റെ പരിശുദ്ധി നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ ശുദ്ധീകരണ പ്രക്രിയയിൽ, സെലിനിയം പരിശുദ്ധിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്നാണ് ഓക്സിജൻ മാലിന്യങ്ങൾ. വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ വഴി സെലിനിയം ശുദ്ധീകരണ സമയത്ത് ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള വിവിധ രീതികളെയും സാങ്കേതിക വിദ്യകളെയും കുറിച്ചുള്ള വിശദമായ ചർച്ച ഈ ലേഖനം നൽകുന്നു.

I. അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റ് ഘട്ടത്തിൽ ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കൽ

1. അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ പ്രാഥമിക ശുദ്ധീകരണം

അസംസ്കൃത സെലിനിയത്തിൽ സാധാരണയായി ഓക്സൈഡുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ മാലിന്യങ്ങൾ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഉപരിതല ഓക്സൈഡുകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിന് രാസ ക്ലീനിംഗ് രീതികൾ ഉപയോഗിക്കണം. സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്ലീനിംഗ് ലായനികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• നേർപ്പിച്ച ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് ലായനി (5-10% സാന്ദ്രത): SeO₂ പോലുള്ള ഓക്സൈഡുകളെ ഫലപ്രദമായി ലയിപ്പിക്കുന്നു.
• എത്തനോൾ അല്ലെങ്കിൽ അസെറ്റോൺ: ജൈവ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• അയോണൈസ് ചെയ്ത വെള്ളം: അവശിഷ്ടമായ ആസിഡ് നീക്കം ചെയ്യാൻ ഒന്നിലധികം തവണ കഴുകുക.

വൃത്തിയാക്കിയ ശേഷം, വീണ്ടും ഓക്സീകരണം തടയുന്നതിന് ഒരു നിഷ്ക്രിയ വാതക (ഉദാ: Ar അല്ലെങ്കിൽ N₂) അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉണക്കൽ നടത്തണം.

2. അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ പ്രീ-റിഡക്ഷൻ ട്രീറ്റ്മെന്റ്

വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷന് മുമ്പ് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ റിഡക്ഷൻ ട്രീറ്റ്മെന്റ് ഓക്സിജന്റെ അളവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കും:

• ഹൈഡ്രജൻ കുറയ്ക്കൽ: SeO₂ മൂലക സെലിനിയമാക്കി കുറയ്ക്കുന്നതിന് 200-300°C-ൽ ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള ഹൈഡ്രജൻ (ശുദ്ധത ≥99.999%) അവതരിപ്പിക്കുക.
• കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ: സെലിനിയം അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള കാർബൺ പൗഡറുമായി കലർത്തി വാക്വം അല്ലെങ്കിൽ നിഷ്ക്രിയ അന്തരീക്ഷത്തിൽ 400-500°C വരെ ചൂടാക്കുക, ഇത് C + SeO₂ → Se + CO₂ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് കാരണമാകുന്നു.
• സൾഫൈഡ് കുറയ്ക്കൽ: H₂S പോലുള്ള വാതകങ്ങൾക്ക് താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ സെലിനിയം ഓക്സൈഡുകൾ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

II. വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ രൂപകൽപ്പനയും പ്രവർത്തന ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും

1. വാക്വം സിസ്റ്റത്തിന്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പും കോൺഫിഗറേഷനും

ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന വാക്വം പരിസ്ഥിതി നിർണായകമാണ്:

• കുറഞ്ഞത് 10⁻⁴ Pa എങ്കിലും എത്തുന്ന ആത്യന്തിക വാക്വം ഉള്ള ഒരു ഡിഫ്യൂഷൻ പമ്പ് + മെക്കാനിക്കൽ പമ്പ് കോമ്പിനേഷൻ ഉപയോഗിക്കുക.
• എണ്ണ നീരാവി പിന്നിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നത് തടയാൻ സിസ്റ്റത്തിൽ ഒരു കോൾഡ് ട്രാപ്പ് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കണം.
• റബ്ബർ സീലുകളിൽ നിന്നുള്ള വാതക ചോർച്ച ഒഴിവാക്കാൻ എല്ലാ കണക്ഷനുകളിലും ലോഹ സീലുകൾ ഉപയോഗിക്കണം.
• സിസ്റ്റത്തിൽ ആവശ്യത്തിന് ബേക്ക്-ഔട്ട് ഡീഗ്യാസിംഗ് (200-250°C, 12-24 മണിക്കൂർ) നടത്തണം.

2. വാറ്റിയെടുക്കൽ താപനിലയുടെയും മർദ്ദത്തിന്റെയും കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം

ഒപ്റ്റിമൽ പ്രോസസ് പാരാമീറ്റർ കോമ്പിനേഷനുകൾ:

• വാറ്റിയെടുക്കൽ താപനില: 220-280°C പരിധിക്കുള്ളിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു (സെലിനിയത്തിന്റെ തിളനില 685°C യിൽ താഴെ)
• സിസ്റ്റത്തിലെ മർദ്ദം: 1-10 Pa വരെ നിലനിർത്തുന്നു
• ചൂടാക്കൽ നിരക്ക്: 5-10°C/മിനിറ്റ്, അക്രമാസക്തമായ ബാഷ്പീകരണവും പ്രവേശനവും ഒഴിവാക്കാൻ
• കണ്ടൻസേഷൻ സോൺ താപനില: പൂർണ്ണമായ സെലിനിയം കണ്ടൻസേഷൻ ഉറപ്പാക്കാൻ 50-80°C-ൽ നിലനിർത്തുന്നു.

3. മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ഡിസ്റ്റിലേഷൻ ടെക്നോളജി

മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ഡിസ്റ്റിലേഷൻ ഓക്സിജന്റെ അളവ് ക്രമേണ കുറയ്ക്കും:

• ആദ്യ ഘട്ടം: മിക്ക ബാഷ്പശീലമായ മാലിന്യങ്ങളും നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പരുക്കൻ വാറ്റിയെടുക്കൽ.
• രണ്ടാം ഘട്ടം: പ്രധാന ഭാഗം ശേഖരിക്കുന്നതിനുള്ള കൃത്യമായ താപനില നിയന്ത്രണം.
• മൂന്നാം ഘട്ടം: ഉയർന്ന ശുദ്ധമായ ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നതിന് കുറഞ്ഞ താപനില, മന്ദഗതിയിലുള്ള വാറ്റിയെടുക്കൽ.
  ഭിന്ന ഘനീഭവിക്കലിനായി ഘട്ടങ്ങൾക്കിടയിൽ വ്യത്യസ്ത ഘനീഭവിക്കൽ താപനിലകൾ ഉപയോഗിക്കാം.

III. സഹായ പ്രക്രിയ അളവുകൾ

1. നിഷ്ക്രിയ വാതക സംരക്ഷണ സാങ്കേതികവിദ്യ

ശൂന്യതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള നിഷ്ക്രിയ വാതകത്തിന്റെ ഉചിതമായ ആമുഖം ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു:

• സിസ്റ്റം ഒഴിപ്പിച്ച ശേഷം, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള ആർഗോൺ (പരിശുദ്ധി ≥99.9995%) ഉപയോഗിച്ച് 1000 Pa വരെ നിറയ്ക്കുക.
• ഡൈനാമിക് ഗ്യാസ് ഫ്ലോ പ്രൊട്ടക്ഷൻ ഉപയോഗിക്കുക, തുടർച്ചയായി ചെറിയ അളവിൽ ആർഗോൺ (10-20 sccm) ചേർക്കുക.
• ശേഷിക്കുന്ന ഓക്സിജനും ഈർപ്പവും നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ഗ്യാസ് ഇൻലെറ്റുകളിൽ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള ഗ്യാസ് പ്യൂരിഫയറുകൾ സ്ഥാപിക്കുക.

2. ഓക്സിജൻ സ്കാവഞ്ചറുകളുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ ഉചിതമായ ഓക്സിജൻ സ്കാവെഞ്ചറുകൾ ചേർക്കുന്നത് ഓക്സിജന്റെ അളവ് ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കും:

• മഗ്നീഷ്യം ലോഹം: ഓക്സിജനോടുള്ള ശക്തമായ അടുപ്പം, MgO രൂപപ്പെടുന്നു.
• അലൂമിനിയം പൊടി: ഒരേസമയം ഓക്സിജനും സൾഫറും നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും.
• അപൂർവ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ: മികച്ച ഓക്സിജൻ നീക്കം ചെയ്യൽ ഫലങ്ങളുള്ള Y, La, മുതലായവ.
  അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ 0.1-0.5 wt% ആണ് ഓക്സിജൻ സ്കാവെഞ്ചറിന്റെ അളവ്; അധിക അളവ് സെലിനിയത്തിന്റെ പരിശുദ്ധിയെ ബാധിച്ചേക്കാം.

3. മോൾട്ടൻ ഫിൽട്രേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ

വാറ്റിയെടുക്കുന്നതിനു മുമ്പ് ഉരുകിയ സെലിനിയം ഫിൽട്ടർ ചെയ്യുന്നു:

• 1-5 μm സുഷിര വലുപ്പമുള്ള ക്വാർട്സ് അല്ലെങ്കിൽ സെറാമിക് ഫിൽട്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
• 220-250°C-ൽ ഫിൽട്രേഷൻ താപനില നിയന്ത്രിക്കുക
• ഖര ഓക്സൈഡ് കണികകൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും
• ഉയർന്ന വാക്വം താപനിലയിൽ ഫിൽട്ടറുകൾ മുൻകൂട്ടി അഴുകണം.

IV. ചികിത്സയ്ക്കു ശേഷമുള്ളതും സംഭരണവും

1. ഉൽപ്പന്ന ശേഖരണവും കൈകാര്യം ചെയ്യലും

• നിഷ്ക്രിയമായ അന്തരീക്ഷത്തിൽ എളുപ്പത്തിൽ മെറ്റീരിയൽ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനായി വേർപെടുത്താവുന്ന ഒരു ഘടനയായി കണ്ടൻസർ കളക്ടർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യണം.
• ശേഖരിച്ച സെലിനിയം കട്ടകൾ ഒരു ആർഗോൺ ഗ്ലൗ ബോക്സിൽ പായ്ക്ക് ചെയ്യണം.
• ഓക്സൈഡ് പാളികൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ ആവശ്യമെങ്കിൽ ഉപരിതല എച്ചിംഗ് നടത്താം.

2. സംഭരണ ​​അവസ്ഥ നിയന്ത്രണം

• സംഭരണ ​​സ്ഥലം വരണ്ടതായി സൂക്ഷിക്കണം (മഞ്ഞു പോയിന്റ് ≤-60°C)
• ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള നിഷ്ക്രിയ വാതകം നിറച്ച ഇരട്ട-പാളി സീൽ ചെയ്ത പാക്കേജിംഗ് ഉപയോഗിക്കുക.
• ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന സംഭരണ ​​താപനില 20°C ൽ താഴെയാണ്.
• ഫോട്ടോകാറ്റലിറ്റിക് ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ തടയുന്നതിന് പ്രകാശ സമ്പർക്കം ഒഴിവാക്കുക.

V. ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണവും പരിശോധനയും

1. ഓൺലൈൻ മോണിറ്ററിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ

• ഓക്സിജന്റെ ഭാഗിക മർദ്ദം തത്സമയം നിരീക്ഷിക്കാൻ റെസിഡ്യൂവൽ ഗ്യാസ് അനലൈസറുകൾ (RGA) സ്ഥാപിക്കുക.
• സംരക്ഷണ വാതകങ്ങളിലെ ഓക്സിജന്റെ അളവ് നിയന്ത്രിക്കാൻ ഓക്സിജൻ സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
• Se-O ബോണ്ടുകളുടെ സ്വഭാവ ആഗിരണം കൊടുമുടികൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി ഉപയോഗിക്കുക.

2. പൂർത്തിയായ ഉൽപ്പന്ന വിശകലനം

• ഓക്സിജന്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഇനേർട്ട് ഗ്യാസ് ഫ്യൂഷൻ-ഇൻഫ്രാറെഡ് ആഗിരണം രീതി ഉപയോഗിക്കുക.
• ഓക്സിജൻ വിതരണം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള സെക്കൻഡറി അയോൺ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (SIMS)
• ഉപരിതല രാസാവസ്ഥകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള എക്സ്-റേ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (XPS)

മുകളിൽ വിവരിച്ച സമഗ്രമായ നടപടികളിലൂടെ, സെലിനിയത്തിന്റെ വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ ശുദ്ധീകരണ സമയത്ത് ഓക്സിജന്റെ അളവ് 1 ppm-ൽ താഴെയായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള സെലിനിയം പ്രയോഗങ്ങൾക്കുള്ള ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു. യഥാർത്ഥ ഉൽ‌പാദനത്തിൽ, ഉപകരണ സാഹചര്യങ്ങളെയും ഉൽപ്പന്ന ആവശ്യകതകളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും കർശനമായ ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ സംവിധാനം സ്ഥാപിക്കുകയും വേണം.