JPH10324932A - 高純度セレンの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電解溶融法ではセレンとの完全分離が
困難であったアルミニウム、ケイ素、鉄等を分離できる
新規な精製手段を開発し、純度９９．９９％程度の市販
金属セレン等から純度９９．９９９９％以上の高純度セ
レンを製造できる方法と装置を提供する。 【解決手段】 純度９９．９９％の市販金属セレンを原
料るつぼ５に入れ、回収鋳型６中央部に設置した吸入台
９の上に固定して電気炉１内に装入する。原料るつぼ５
と回収鋳型６は石英製外筒３と内筒４で二重に封体され
ており、真空排気装置２によって内筒４内を真空度１×
１０^-2Ｔｏｒｒとする共に炉温を３００℃一定で、５時
間精製する。セレンは内筒４の面に接触して次第に凝縮
し、粒状になってるつぼ５の下に設けた回収鋳型に落下
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、純度９９．９９％
程度の市販金属セレン等から真空蒸留精製により、純度
９９．９９９９％以上の高純度セレンを製造する方法と
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に金属セレンは、セレンを含む粗銅
を陽極として銅の電解精製を行い、セレンは金、銀、鉛
等と共に沈澱物となって電解槽の底部に沈む。この沈澱
物を水洗・乾燥させた後、円筒横型回転炉に入れ、空気
を吹き込みながら加熱して７００〜７５０℃で焙焼し、
二酸化セレンのガスを得、そのガスを昇華室に入れて二
酸化セレンの白色針状晶を得ている。

【０００３】更に、硫化鉱より硫酸を製造する工程で生
ずるダストの中にも数十％のセレンを含むこともあるの
で、これらを原料として亜セレン酸溶液を作り、これに
精製した二酸化イオウガスを通じ、還元させてセレンを
作る方法もある。

【０００４】これらの方法によって得られた二酸化セレ
ンを再結晶法あるいはイオン交換樹脂法で精製して９
９．９９５％の純度を有する金属セレンが市販されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の再結晶法やイオ
ン交換樹脂法によって得られる金属セレンの純度は９
９．９〜９９．９９５％程度であり、不純物として含有
されるＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅがいずれも１ppm 以上含まれて
いた。

【０００６】上記の金属をさらにゾーン精製法によって
精製する手段もあるが、精製後の切断加工の必要性と汚
染の危険があることから、精製時の処理量の制約や精製
セレンをインゴットにする場合には鋳造時の不純物の混
入による汚染の問題があった。

【０００７】したがって本発明の目的は、従来の電解溶
融法ではセレンとの完全分離が困難であったＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｆｅ等を分離できる新規な精製手段を開発すること
によって純度９９．９９９９％以上の高純度セレンを直
接インゴット状で製造できる製造方法と製造装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究の結果、外筒と内筒からなる二重の
石英筒で封体した内部に原料セレンが装入される原料る
つぼとこれに連接して設けられる回収鋳型を配置して真
空蒸留を行い、蒸発したセレンを石英筒面に凝縮させ、
これを回収鋳型に回収するようにすれば、従来よりも簡
易な構造でしかも精製から鋳造までを一回の連続工程で
処理できる上、汚染が少ないので、含有する不純物が１
ppm 未満の純度９９．９９９９％以上の高純度セレンが
得られることを見いだし本発明に到達した。

【０００９】すなわち本発明の第１は、セレン原料を真
空溶解して高純度セレンを製造する方法において、原料
るつぼに装入された原料セレンを温度３００℃以上、真
空度１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下で真空蒸留することによ
り、蒸発させたセレンを原料るつぼに連接する回収鋳型
に回収してインゴットとし、不純物として金属の含有量
がそれぞれ０．１ppm 以下で、かつガス成分以外の不純
物量が１ppm 未満である純度９９．９９９９％以上の高
純度セレンを得ることを特徴とする高純度セレンの製造
方法；第２に、真空精製部と、これを加熱する電気炉を
備えた加熱部とを主要構成部とする高純度セレンの製造
装置であって、上記真空精製部がそれぞれ脱着可能に連
接する原料るつぼと回収鋳型、冷却トラップおよび水冷
フランジとからなり、かつ上記原料るつぼと回収鋳型が
耐熱材からなる二重の筒で封体されていることを特徴と
する高純度セレンの製造装置を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の高純度セレンの製造装置
は、一例として図１の概略図に示す構造とすることがで
きる。すなわち電気炉１内に配置された石英製外筒３内
を真空排気装置２により真空排気を行えるよう、上記外
筒３内に原料るつぼ５、回収鋳型６、鋳型中央部に設け
た吸入台９、吸入台下の冷却トラップ８、これを冷却す
る水冷フランジ７を脱着可能に連接し、さらに原料るつ
ぼ上面に石英製内筒４を設けて外筒３と共に二重構造と
なって封体されている。

【００１１】この場合、原料セレンとして市販金属セレ
ン（純度９９．９９％程度）を原料るつぼ５に適量入
れ、電気炉で３００℃以上、好ましくは３００〜５００
℃の温度範囲にすると共に、真空度を１×１０^-2Ｔｏｒ
ｒ以下、好ましくは１×１０^-2〜１×１０^-3Ｔｏｒｒの
範囲に制御すると原料るつぼ内の原料セレンが融解・蒸
発し、該るつぼ５と上部の内筒４との間に落下して、る
つぼ底部に連接する回収鋳型６の中に回収される。

【００１２】原料セレン中に含有される不純物のうち、
セレンより蒸気圧の低いナトリウム、アルミニウム、ケ
イ素、カルシウム、鉄、ニッケル、銅、カドミウム、ア
ンチモン、テルル、鉛、ビスマスは原料るつぼ５内に残
留し、逆に蒸気圧の高い硫黄、塩素、カリウムは凝縮す
ることなく気体状で真空排気装置２によってるつぼ底部
に設けられた吸入孔を通って冷却トラップ８内に吸収さ
れ、水冷フランジ７の働きにより冷却されて固化する。

【００１３】本発明においては、予め、回収用の鋳型の
形状を精製後の次工程で用いる鋳型の形状にしてあるた
め、従来法のように精製されたセレンを再度鋳造する必
要はなく、このため汚染の少ない高純度セレン製品を精
製・鋳造の工程を区別することなく一回の処理で製造で
きる。

【００１４】このようにして得られた高純度セレンをグ
ロー放電質量分析装置で分析したところ、ナトリウム、
アルミニウム、ケイ素、硫黄、塩素、カリウム、カルシ
ウム、鉄、ニッケル、銅、カドミウム、アンチモン、テ
ルル、鉛、ビスマスがそれぞれ０．１ppm 以下で、かつ
ガス成分以外の不純物が１ppm 未満の値を示していた。

【００１５】したがって、本発明においては測定対象元
素をＮａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｂｉとし、グロー
放電質量分析装置により定量分析を行い、得られた不純
物含有量の総和を１００％から差し引いて得られた数値
が９９．９９９９％以上の場合をもって純度９９．９９
９９％以上の高純度セレンと定義した。

【００１６】以下、実施例により本発明をさらに説明す
るが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではな
い。

【００１７】

【実施例１】図１の高純度セレン製造装置を参照して以
下説明する。先ず、純度９９．９９％の市販金属セレン
１００ｇを原料るつぼ５に入れ、回収鋳型６中央部に設
置した吸入台９上に固定した後、図１に示すように電気
炉１内に装入した。

【００１８】この場合、原料るつぼ５と回収鋳型６の上
面には、石英製の外筒３と内筒４とが設けられ、真空排
気装置２によって内筒４内部が真空状態となる構造であ
る。

【００１９】真空排気装置２で排気して内筒４の真空度
を１×１０^-2Ｔｏｒｒとすると共に炉温を３００℃一定
で５時間精製したところ、原料中のセレンはいったん蒸
発した後、原料るつぼ５上の内筒４の面に接触して次第
に凝縮し始め、粒状になって原料るつぼ５の底部に設け
た回収鋳型６の中に落下した。この粒状セレン９９ｇを
回収し、その品位を表１に示した。

【００２０】一方、セレンより蒸気圧の高いものはガス
状のまま排気装置で吸引され、吸入台９の上部に設けら
れた吸入孔を通過して冷却トラップ８上で固化した。こ
の固化物を分析したところ、その主成分は硫黄、塩素、
カリウムなどいずれも蒸気圧の高い物質であることがわ
かった。併せて原料るつぼ内に残っている金属を分析し
たところ、その主成分はナトリウム、アルミニウム、ケ
イ素、カルシウム、鉄、ニッケル、銅、カドミウム、ア
ンチモン、テルル、鉛、ビスマスなどの蒸気圧の低い物
質であることがわかった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【実施例２】純度９９．９９％の市販金属セレン１００
ｇを原料るつぼ５に入れて、真空度を１×１０^-3Ｔｏｒ
ｒ、加熱温度を４５０℃として実施例１と同様に精製を
行い、精製セレン９９ｇを得た。この品位を表１に併せ
て示した。

【００２３】

【比較例１】比較のため、純度９９．９９％の市販金属
セレンの品位を表１に併せて示した。

【００２４】

【発明の効果】上述のように、本発明の方法に基づく製
造装置によれば、原料るつぼに溶解したセレンは蒸発し
て内筒表面に凝縮し、鋳型に回収されてインゴットを形
成するので、従来必要とされていた鋳造や後処理等の複
雑な工程に代わって、本発明の簡易な構造の製造装置を
用いることにより、精製から鋳造までの一連の工程を汚
染の危険が少ない一回の工程で行なえるようになり、従
来よりも分離精度が高くしかもコスト低減可能な精製手
段を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高純度セレンの製造装置の概要を
示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 電気炉 ２ 真空排気装置 ３ 石英製外筒 ４ 石英製内筒 ５ 原料るつぼ ６ 回収鋳型 ７ 水冷フランジ ８ 冷却トラップ ９ 吸入台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セレン原料を真空溶解して高純度セレン
   を製造する方法において、原料るつぼに装入された原料
   セレンを温度３００℃以上、真空度１×１０^-2Ｔｏｒｒ
   以下で真空蒸留することにより、蒸発させたセレンを原
   料るつぼに連接する回収鋳型に回収してインゴットと
   し、不純物としての金属の含有量がそれぞれ０．１ppm
   以下で、かつガス成分以外の不純物量が１ppm 未満であ
   る純度９９．９９９９％以上の高純度セレンを得ること
   を特徴とする高純度セレンの製造方法。
2. 【請求項２】 真空精製部と、これを加熱する電気炉を
   備えた加熱部とを主要構成部とする高純度セレンの製造
   装置であって、上記真空精製部がそれぞれ脱着可能に連
   接する原料るつぼ、回収鋳型、冷却トラップおよび水冷
   フランジからなり、かつ上記原料るつぼと回収鋳型が耐
   熱材からなる二重の筒で封体されていることを特徴とす
   る高純度セレンの製造装置。