Selenioa, erdieroale material garrantzitsu eta industria lehengai gisa, bere errendimenduaren purutasunak zuzenean eragiten du. Hutsean destilazio bidezko arazketa prozesuan, oxigeno ezpurutasunak dira selenioaren purutasunean eragiten duten faktore nagusietako bat. Artikulu honek hutsean destilazio bidezko selenioaren arazketan oxigeno edukia murrizteko hainbat metodo eta teknikari buruzko azterketa zehatza eskaintzen du.

I. Oxigeno-edukia murriztea lehengaien aurretratamendu-fasean

1. Lehengaien aurretiazko arazketa

Selenio gordinak normalean hainbat ezpurutasun ditu, oxidoak barne. Hutsean destilazio sisteman sartu aurretik, garbiketa kimikoko metodoak erabili behar dira gainazaleko oxidoak kentzeko. Garbiketa-soluzio ohikoenen artean hauek daude:

• Azido klorhidriko diluitua (% 5-10eko kontzentrazioa): SeO₂ bezalako oxidoak eraginkortasunez disolbatzen ditu
• Etanola edo azetona: Kutsatzaile organikoak kentzeko erabiltzen dira.
• Ur desionizatua: Hainbat garbiketa azido hondarra kentzeko

Garbitu ondoren, lehortzea gas geldo baten atmosferan egin behar da (adibidez, Ar edo N₂) berriro oxidatzea saihesteko.

2. Lehengaien aurre-murrizketa tratamendua

Hutsean destilazioa egin aurretik lehengaiaren murrizketa-tratamenduak oxigeno-edukia nabarmen murriztu dezake:

• Hidrogenoaren murrizketa: Purutasun handiko hidrogenoa (purutasuna ≥99.999%) sartu 200-300 °C-tan SeO₂ selenio elementalera murrizteko.
• Karbotermikoaren murrizketa: Selenio lehengaia karbono hauts puruarekin nahastu eta 400-500 °C-ra berotu hutsean edo atmosfera geldoan, C + SeO₂ → Se + CO₂ erreakzioa eraginez.
• Sulfuroen murrizketa: H₂S bezalako gasek selenio oxidoak murriztu ditzakete tenperatura nahiko baxuetan

II. Hutsean Destilazio Sistemaren Diseinua eta Funtzionamendu Optimizazioa

1. Hutsune Sistemaren Hautaketa eta Konfigurazioa

Hutsune handiko ingurunea ezinbestekoa da oxigeno-edukia murrizteko:

• Erabili difusio-ponpa eta ponpa mekaniko konbinazio bat, gutxienez 10⁻⁴ Pa-ko hutsune gorenarekin.
• Sistemak tranpa hotz bat izan behar du olio-lurrunaren atzeranzko difusioa saihesteko.
• Konexio guztiek metalezko zigiluak erabili behar dituzte gomazko zigiluetatik gasa ateratzea saihesteko.
• Sistemak nahikoa gasifikazio-galera izan beharko luke labean ateratzeko (200-250 °C, 12-24 ordu)

2. Destilazio-tenperaturaren eta -presioaren kontrol zehatza

Prozesuaren parametroen konbinazio optimoak:

• Destilazio-tenperatura: 220-280 °C-ko tartean kontrolatua (selenioaren 685 °C-ko irakite-puntuaren azpitik)
• Sistemaren presioa: 1-10 Pa artean mantentzen da
• Berotze-tasa: 5-10 °C/min lurruntze bortitza eta arrastatzea saihesteko
• Kondentsazio-eremuaren tenperatura: 50-80 °C-tan mantentzen da selenioaren kondentsazio osoa bermatzeko

3. Etapa anitzeko destilazio teknologia

Etapa anitzeko destilazioari esker, oxigeno edukia pixkanaka murriztu daiteke:

• Lehen etapa: Destilazio zakarra ezpurutasun lurrunkorrenak kentzeko
• Bigarren etapa: Tenperatura-kontrol zehatza frakzio nagusia biltzeko
• Hirugarren etapa: Tenperatura baxuko destilazio motela produktu purua lortzeko
  Kondentsazio zatikaturako kondentsazio-tenperatura desberdinak erabil daitezke etaparen artean.

III. Prozesu Lagungarriko Neurrien

1. Gas geldoen babes-teknologia

Hutsean funtzionatzen duen arren, gas geldo purua behar bezala sartzeak oxigeno edukia murrizten laguntzen du:

• Sistema hustu ondoren, bete purutasun handiko argonarekin (purutasuna ≥% 99,9995) 1000 Pa-raino.
• Erabili gas-fluxu dinamikoaren babesa, etengabe argon kantitate txiki bat sartuz (10-20 sccm)
• Instalatu eraginkortasun handiko gas-arazgailuak gas-sarreran, oxigeno eta hezetasun hondarrak kentzeko.

2. Oxigeno-kentzaileen gehikuntza

Lehengaiari oxigeno-kentzaile egokiak gehitzeak oxigeno-edukia eraginkortasunez murriztu dezake:

• Magnesio metala: oxigenoarekiko afinitate handia, MgO sortuz
• Aluminio hautsa: oxigenoa eta sufrea aldi berean ken ditzake
• Lur arraroetako metalak: Y, La eta abar bezalakoak, oxigenoa kentzeko efektu bikainak dituztenak
  Oxigeno-kentzailearen kantitatea normalean lehengaiaren pisuaren % 0,1-0,5 da; gehiegizko kantitateek selenioaren purutasunari eragin diezaiokete.

3. Urtutako iragazketa teknologia

Selenio urtua destilazio aurretik iragaztea:

• Erabili kuartzozko edo zeramikazko iragazkiak, 1-5 μm-ko poro-tamainarekin.
• Kontrolatu iragazketa-tenperatura 220-250 °C-tan
• Oxido partikula solidoak kendu ditzake
• Iragazkiak aldez aurretik gasgabetu behar dira hutsean

IV. Tratamendu ostekoa eta biltegiratzea

1. Produktuen bilketa eta manipulazioa

• Kondentsadore-kolektorea egitura desmuntagarri gisa diseinatu behar da, ingurune geldo batean materiala erraz berreskuratzeko.
• Bildutako selenio lingoteak argon eskularru-kutxa batean ontziratu behar dira.
• Beharrezkoa bada, gainazaleko grabaketa egin daiteke oxido geruza potentzialak kentzeko.

2. Biltegiratze-baldintzen kontrola

• Biltegiratze-ingurunea lehor mantendu behar da (ihintz-puntua ≤-60 °C)
• Erabili geruza bikoitzeko ontzi itxiak, gas geldo puruz beteak.
• Gomendatutako biltegiratze tenperatura 20 °C-tik behera
• Saihestu argiaren eraginpean egotea erreakzio oxidatzaile fotokatalitikoak saihesteko

V. Kalitate Kontrola eta Probak

1. Lineako Jarraipen Teknologia

• Instalatu hondar-gasen analizatzaileak (RGA) oxigenoaren presio partziala denbora errealean kontrolatzeko.
• Erabili oxigeno sentsoreak babes-gasetan oxigeno edukia kontrolatzeko
• Erabili infragorri espektroskopia Se-O loturen xurgapen-piko bereizgarriak identifikatzeko.

2. Amaitutako Produktuaren Azterketa

• Erabili gas geldoen fusio-infragorrien xurgapen metodoa oxigeno edukia zehazteko
• Bigarren mailako ioien masa-espektrometria (SIMS) oxigenoaren banaketa aztertzeko
• X izpien fotoelektroi espektroskopia (XPS) gainazaleko egoera kimikoak detektatzeko

Goian deskribatutako neurri integralen bidez, oxigeno-edukia 1 ppm-tik behera kontrola daiteke selenioaren hutsean destilazio bidezko arazketan, selenio purutasun handiko aplikazioetarako baldintzak betez. Benetako ekoizpenean, prozesu-parametroak ekipamenduaren baldintzen eta produktuaren eskakizunen arabera optimizatu behar dira, eta kalitate-kontrol sistema zorrotza ezarri behar da.