RU2376242C1 - Method of treating zinc selenide wastes - Google Patents
Method of treating zinc selenide wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376242C1 RU2376242C1 RU2008137422/15A RU2008137422A RU2376242C1 RU 2376242 C1 RU2376242 C1 RU 2376242C1 RU 2008137422/15 A RU2008137422/15 A RU 2008137422/15A RU 2008137422 A RU2008137422 A RU 2008137422A RU 2376242 C1 RU2376242 C1 RU 2376242C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc selenide
- selenium
- oxidation
- wastes
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неорганической химии и касается разработки способа переработки отходов селенида цинка, образующихся при изготовлении материалов в полупроводниковой технике.The invention relates to inorganic chemistry and relates to the development of a method for processing zinc selenide waste generated in the manufacture of materials in a semiconductor technique.
Уровень техникиState of the art
Известен способ переработки селенида цинка путем его окисления кислородом с последующей конденсацией образующихся паров диоксида селена (см. ЖНХ, т.5, вып.10, 1960; Неорганические материалы, т.11, № 6, 1975).A known method of processing zinc selenide by its oxidation with oxygen, followed by condensation of the formed vapor of selenium dioxide (see ZhNH, t.5, issue 10, 1960; Inorganic materials, t.11, No. 6, 1975).
Недостатком данного способа переработки является сложность технологического процесса и аппаратурного оформления.The disadvantage of this processing method is the complexity of the process and hardware design.
Известен способ получения диоксида селена, включающий окисление азотной кислотой, упаривание полученного раствора с выделением диоксида селена и очистку последнего путем растворения в серной кислоте с концентрацией 70-95% и последующим выделением целевого продукта из раствора повышением концентрации серной кислоты до 99-100% (см. А.С. SU №1142443, кл. С01В 19/04, опубл. 28.02.1985 г.).A known method of producing selenium dioxide, including oxidation with nitric acid, evaporation of the resulting solution with the release of selenium dioxide and purification of the latter by dissolving in sulfuric acid with a concentration of 70-95% and subsequent isolation of the target product from the solution by increasing the concentration of sulfuric acid to 99-100% (see A.S. SU No. 1142443, class СВВ 19/04, publ. 02.28.1985).
Недостатком данного способа является низкое качество получаемого продукта.The disadvantage of this method is the low quality of the resulting product.
Наиболее близким по технической сущности, достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ получения высокочистого диоксида селена окислением селенида цинка при атмосферном давлении с последующей конденсацией паров диоксида селена. Окисление селенида цинка ведут в две стадии одновременно двумя потоками кислорода, причем на первой стадии окисление селенида цинка ведут потоком кислорода при температуре не ниже 300°С, а на второй - доокисление летучих продуктов, образовавшихся на первой стадии, при температуре не ниже 600°С. Потоки кислорода на первой и второй стадиях подают в соотношении 1:(3-4), соответственно (см. пат. RU № 2270166, кл. С01В 19/00, опубл. 20.02.2006 г.). Окисление необходимо проводить в трубчатой печи при температуре 650-800°С с использованием кислорода. При этом реакция идет по схеме:The closest in technical essence, the achieved positive effect and adopted by the authors for the prototype is a method for producing high-purity selenium dioxide by oxidation of zinc selenide at atmospheric pressure, followed by condensation of vapor of selenium dioxide. The oxidation of zinc selenide is carried out in two stages simultaneously by two oxygen flows, and in the first stage, the oxidation of zinc selenide is carried out by an oxygen stream at a temperature of at least 300 ° C, and in the second stage, the oxidation of volatile products formed in the first stage at a temperature of at least 600 ° C . The oxygen flows in the first and second stages are supplied in a ratio of 1: (3-4), respectively (see US Pat. RU No. 2270166, class C01B 19/00, publ. 02.20.2006). The oxidation must be carried out in a tube furnace at a temperature of 650-800 ° C using oxygen. In this case, the reaction proceeds according to the scheme:
Для получения селена из диоксида селена и селенистой кислоты, образующихся на втором этапе окисления, необходимо проводить их восстановление, например, сернистым ангидридом, а затем очистку селена известными способами, например сульфитно-циклическим, что усложняет процесс. Получение селена этим методом в один этап невозможно.To obtain selenium from selenium dioxide and selenic acid formed in the second stage of oxidation, it is necessary to carry out their reduction, for example, with sulfur dioxide, and then purify selenium by known methods, for example, sulfite-cyclic, which complicates the process. Obtaining selenium by this method in one step is impossible.
Таким образом, недостатком прототипа является технологическая сложность аппаратурного оформления процесса, его многостадийность.Thus, the disadvantage of the prototype is the technological complexity of the hardware design process, its multi-stage.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа переработки отходов селенида цинка с получением селена в одну стадию и созданием замкнутого безотходного процесса по селениду цинка.The objective of the invention is to develop a method for processing waste zinc selenide with obtaining selenium in one stage and creating a closed waste-free process for zinc selenide.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению процесса переработки отходов селенида цинка с выделением селена в одну стадию и безотходности процесса использования селенида цинка.The technical result that can be achieved using the present invention is to simplify the processing of zinc selenide waste with the release of selenium in one stage and the waste-free process of using zinc selenide.
Технический результат достигается с помощью способа переработки отходов селенида цинка, включающего окисление селенида цинка при атмосферном давлении с последующей очисткой полученного чернового селена сульфитно-циклическим способом, при этом окисление проводят в растворе пероксодисульфата аммония при его концентрации 35-37% и температуре 70-90°С, что значительно упрощает технологический процесс, делает его одностадийным и циклически замкнутым по использованию селенида цинка.The technical result is achieved using a method of processing zinc selenide waste, including oxidation of zinc selenide at atmospheric pressure, followed by purification of the obtained crude selenium by the sulfite-cyclic method, while the oxidation is carried out in a solution of ammonium peroxodisulfate at a concentration of 35-37% and a temperature of 70-90 ° C, which greatly simplifies the process, makes it one-stage and cyclically closed using zinc selenide.
Таким образом, поставленная задача решается за счет того, что в способе переработки отходов селенида цинка согласно изобретению окисление селенида цинка ведут в растворе окислителя пероксодисульфата аммония при температуре 70-90°С. При этом реакция идет по схеме:Thus, the problem is solved due to the fact that in the method of processing waste zinc selenide according to the invention, the oxidation of zinc selenide is carried out in a solution of an oxidizing agent of ammonium peroxodisulfate at a temperature of 70-90 ° C. In this case, the reaction proceeds according to the scheme:
Как показали исследования, дальнейшее окисление в этих условиях почти не проходит, и в результате получается чистый селен.Studies have shown that further oxidation under these conditions almost does not pass, and the result is pure selenium.
Существенными признаками, совокупность которых направлена на решение связанной с целью изобретения задачи, являются:The essential features, the totality of which is aimed at solving the problem associated with the purpose of the invention, are:
- окисление селенида цинка в растворе пероксодисульфата аммония с концентрацией 35-37%;- oxidation of zinc selenide in a solution of ammonium peroxodisulfate with a concentration of 35-37%;
- окисление при температуре 70-90°С.- oxidation at a temperature of 70-90 ° C.
Только использование пероксодисульфата аммония в этих условиях позволяет получить чистый селен. Использование других окислителей, в частности перекиси водорода, перхлората и перманганата калия, не позволяет получить чистый селен, т.к. реакция окисления протекает до конца с образованием селенита и селената цинка по схеме:Only the use of ammonium peroxodisulfate under these conditions makes it possible to obtain pure selenium. The use of other oxidizing agents, in particular hydrogen peroxide, perchlorate and potassium permanganate, does not allow to obtain pure selenium, because the oxidation reaction proceeds to the end with the formation of selenite and zinc selenate according to the scheme:
Отличительным признаком по отношению к прототипу у заявляемого изобретения является использование в качестве окислителя пероксодисульфата аммония, применение которого позволяет проводить процесс получения селена в одну стадию. Температура и концентрация пероксодисульфата аммония подобраны опытным путем в соответствии с оптимальной продолжительностью процесса и максимальным выходом селена с единицы объема. При температуре ниже 70°С скорость реакции незначительна и продолжительность окисления составляет более 7 часов в объеме 1 л. С повышением температуры скорость реакции окисления увеличивается, и процесс окисления можно провести за 4 часа в том же объеме. Однако при температуре выше 90°С наблюдается интенсивный гидролиз пероксодисульфата аммония с выделением пероксида водорода, что приводит к увеличению расхода реагентов, загрязнению селена примесями селенита и селената и к потерям селена с маточными растворами. Наибольшая скорость реакции окисления наблюдается в концентрированном растворе пероксодисульфата аммония при его максимальной растворимости в воде (58 г в 100 г воды) (см. В.А.Рабинович, З.Я.Хавин «Краткий химический справочник», «Химия», Ленинградское отделение, 1977, с.54). Использование концентрированного раствора пероксодисульфата аммония позволяет получить максимальный выход селена с единицы объема реактора.A distinctive feature in relation to the prototype of the claimed invention is the use of ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent, the use of which allows the process of obtaining selenium in one stage. The temperature and concentration of ammonium peroxodisulfate were selected empirically in accordance with the optimal duration of the process and the maximum yield of selenium per unit volume. At temperatures below 70 ° C, the reaction rate is negligible and the duration of oxidation is more than 7 hours in a volume of 1 liter. With increasing temperature, the rate of the oxidation reaction increases, and the oxidation process can be carried out in 4 hours in the same volume. However, at temperatures above 90 ° C, intense hydrolysis of ammonium peroxodisulfate with the release of hydrogen peroxide is observed, which leads to an increase in the consumption of reagents, pollution of selenium with impurities of selenite and selenate, and loss of selenium with mother liquors. The highest oxidation reaction rate is observed in a concentrated solution of ammonium peroxodisulfate with its maximum solubility in water (58 g in 100 g of water) (see V.A. Rabinovich, Z.Ya. Khavin "Brief chemical reference book", "Chemistry", Leningrad branch 1977, p. 54). Using a concentrated solution of ammonium peroxodisulfate allows you to get the maximum yield of selenium per unit volume of the reactor.
Таким образом, только использование в качестве окислителя пероксодисульфата аммония при температуре реакции 70-90°С позволяет получить из отходов селенида цинка селен в одну стадию. Это является новизной предлагаемого способа.Thus, only the use of ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent at a reaction temperature of 70-90 ° C allows one to obtain selenium from zinc selenide waste in one stage. This is the novelty of the proposed method.
Сущность способа переработки отходов селенида цинка заключается в следующем.The essence of the method of processing waste zinc selenide is as follows.
В емкость заливают определенное количество воды, например 320 мл, и при перемешивании добавляют определенное количество пероксодисульфата аммония, например 180 г. В полученный раствор засыпают определенное количество, например 120 г, селенида цинка. Суспензию нагревают до 70-90°С и выдерживают реакционную массу при этой температуре и при атмосферном давлении в течение 4-7 часов в зависимости от количества загруженных компонентов и температуры процесса окисления. Выход селена 85-95%. Очистку чернового селена от примеси неокисленного селенида цинка проводят известным сульфитно-циклическим методом (см. Кудрявцев А.А. Химия и технология селена и теллура, М., 1968, с.233). Нерастворяющийся в сульфите натрия селенид цинка отделяют от раствора селеносульфата натрия и вновь направляют на переработку, тем самым обеспечивая безотходное использование отходов селенида цинка.A certain amount of water is poured into the container, for example 320 ml, and a certain amount of ammonium peroxodisulfate, for example 180 g, is added with stirring. A certain amount, for example 120 g, of zinc selenide is added to the resulting solution. The suspension is heated to 70-90 ° C and the reaction mass is maintained at this temperature and at atmospheric pressure for 4-7 hours, depending on the number of loaded components and the temperature of the oxidation process. The yield of selenium is 85-95%. Purification of draft selenium from impurities of unoxidized zinc selenide is carried out by the well-known sulfite-cyclic method (see Kudryavtsev A.A. Chemistry and technology of selenium and tellurium, M., 1968, p.233). Insoluble in sodium sulfite, zinc selenide is separated from the sodium selenosulfate solution and again sent for processing, thereby ensuring waste-free use of zinc selenide waste.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Примеры конкретного выполнения способа переработки отходов селенида цинка.Examples of specific performance of the method of processing waste zinc selenide.
Пример. 1. В стеклянную емкость, например стакан, заливают 320 мл воды и при перемешивании растворяют 180 г пероксодисульфата аммония (концентрация 36%). После его растворения загружают 120 г размолотого селенида цинка, суспензию нагревают и выдерживают реакционную массу при температуре 65°С. Через 16 часов в реакционной массе обнаруживается только 20% селена, а через 32 часа количество образовавшегося селена составляет не более 25%. Таким образом, при температуре 65°С реакция не проходит до конца и, следовательно, окисление селенида цинка при этой температуре экономически невыгодно из-за малого выхода селена и большой длительности процесса.Example. 1. In a glass container, such as a glass, pour 320 ml of water and dissolve 180 g of ammonium peroxodisulfate (concentration 36%) with stirring. After its dissolution, 120 g of ground zinc selenide are charged, the suspension is heated and the reaction mass is maintained at a temperature of 65 ° C. After 16 hours, only 20% of selenium is detected in the reaction mass, and after 32 hours, the amount of selenium formed is not more than 25%. Thus, at a temperature of 65 ° C, the reaction does not go through and, therefore, the oxidation of zinc selenide at this temperature is economically disadvantageous due to the low yield of selenium and the long duration of the process.
Указанная температура не является оптимальной.The indicated temperature is not optimal.
Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но реакцию проводят при температуре 70°С. Продолжительность окисления 7 часов. Выход селена 53 г (85%). Для очистки чернового селена от примеси непрореагировавшего селенида цинка черновой селен растворяют в кипящем растворе сульфита натрия. После фильтрации полученный раствор селеносульфата натрия охлаждают, а выпавший при охлаждении селен отделяют, промывают от сульфита натрия и сушат. Полученный селен соответствует по качеству марке СТ-1 по ГОСТ 10298-79.Example 2. The process is carried out analogously to example 1, but the reaction is carried out at a temperature of 70 ° C. The duration of oxidation is 7 hours. The yield of selenium is 53 g (85%). To purify rough selenium from impurities of unreacted zinc selenide, rough selenium is dissolved in a boiling solution of sodium sulfite. After filtration, the resulting sodium selenosulfate solution is cooled, and the selenium precipitated upon cooling is separated, washed from sodium sulfite and dried. The obtained selenium corresponds in quality to the grade ST-1 according to GOST 10298-79.
Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но реакцию проводят при температуре 90°С. Реакция проходит до конца в течение 4 часов. Выход селена 59 г (95%). По способу 2 и 3 переработка отходов селенида цинка позволяет получить селен с выходом 85% и 95%, соответственно, при этом продолжительность реакции при 70°С - 7 час, а при 90°С - 4 часа.Example 3. The process is carried out analogously to example 1, but the reaction is carried out at a temperature of 90 ° C. The reaction goes to the end within 4 hours. The yield of selenium is 59 g (95%). According to method 2 and 3, the processing of zinc selenide waste allows to obtain selenium with a yield of 85% and 95%, respectively, while the reaction time at 70 ° C is 7 hours, and at 90 ° C - 4 hours.
Пример 4. Процесс проводят аналогично примеру 1, но реакцию проводят при температуре 95°С. Продолжительность окисления 2 часа. Выход селена 40 г (64%). В маточнике содержатся селениты и селенаты в значительных количествах. При температуре реакции выше 90°С снижается выход селена в связи с гидролизом пероксодисульфата аммония и образованием пероксида водорода, что, в свою очередь, приводит к образованию селенитов и селенатов и загрязнению ими образующегося селена.Example 4. The process is carried out analogously to example 1, but the reaction is carried out at a temperature of 95 ° C. The duration of oxidation is 2 hours. The yield of selenium is 40 g (64%). The mother liquor contains selenites and selenates in significant quantities. At a reaction temperature above 90 ° C, the yield of selenium decreases due to the hydrolysis of ammonium peroxodisulfate and the formation of hydrogen peroxide, which, in turn, leads to the formation of selenites and selenates and their pollution of selenium formed.
Таким образом, наиболее оптимальными являются примеры 2 и 3, которые позволяют получить селен с выходом 85-95%.Thus, the most optimal are examples 2 and 3, which allow to obtain selenium with a yield of 85-95%.
Предлагаемое решение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed solution in comparison with the prototype and other well-known technical solutions has the following advantages:
- упрощение процесса переработки отходов селенида цинка с выделением селена в одну стадию;- simplification of the processing of zinc selenide waste with the release of selenium in one stage;
- использование в качестве окислителя пероксодисульфата аммония;- the use of ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent;
- безотходность процесса по селениду цинка.- non-waste process for zinc selenide.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137422/15A RU2376242C1 (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Method of treating zinc selenide wastes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137422/15A RU2376242C1 (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Method of treating zinc selenide wastes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2376242C1 true RU2376242C1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008137422/15A RU2376242C1 (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Method of treating zinc selenide wastes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376242C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114852970A (en) * | 2022-05-30 | 2022-08-05 | 铜陵有色金属集团股份有限公司 | Short-process preparation method of refined selenium |
-
2008
- 2008-09-18 RU RU2008137422/15A patent/RU2376242C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУДРЯВЦЕВ А.А. Химия и технология селена и теллура. - М.: Металлургия, 1968, с.233-236. КОРНЕЕВА И.В., НОВОСЕЛОВА А.В. Исследование процесса окисления селенидов цинка и кадмия кислородом. Журнал неорганической химии. - 1960, т.V, вып.10, с.2265-2268. СТЕПАНОВА Н.Д. и др. Окисление ZnSe на воздухе. Неорганические материалы. Т.11, №6, с.1030-1034. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114852970A (en) * | 2022-05-30 | 2022-08-05 | 铜陵有色金属集团股份有限公司 | Short-process preparation method of refined selenium |
CN114852970B (en) * | 2022-05-30 | 2024-03-29 | 铜陵有色金属集团股份有限公司 | Short-process preparation method of refined selenium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1213717A (en) | Continuous production of highly concentrated sodium hypochlorite solution | |
JP5676206B2 (en) | Method for recovering germanium tetrachloride | |
RU2376242C1 (en) | Method of treating zinc selenide wastes | |
CN102633292B (en) | Method for preparing copper sulphate by using copper sponge without roasting and evaporating | |
CN112299590B (en) | Method for treating cyanide-containing ammonium sulfite wastewater | |
EP3233724B1 (en) | Acid recovery from acid-rich solutions | |
CN101628730B (en) | Method for preparing photographic-grade silver nitrate through one-time crystallization | |
US4808393A (en) | Process for manufacture of ferric nitrate | |
CN111732133A (en) | Preparation method of tetraamminepalladium sulfate | |
RU2755989C1 (en) | Method for ash graphite purification | |
US4844879A (en) | Process for preparing rhodium nitrate solution | |
FR2490618A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING STABLE SOLUTION OF TITANYLE SULFATES | |
CN110724061A (en) | P-iodoaniline and preparation method thereof | |
JP5247986B2 (en) | Manufacturing method of high purity iron oxide | |
RU2537626C2 (en) | Method of obtaining potassium alum | |
JPS594369B2 (en) | Production method of high purity selenium | |
FR2585693A1 (en) | Vanadium recovery from spent catalyst in multistage process | |
CN101738341A (en) | Method for preparing titanium dioxide test solution | |
US2439404A (en) | Production of alkali metal and alkaline earth metal hydroxides | |
CN117985892A (en) | Cyanide-containing wastewater treatment method | |
RU2036138C1 (en) | Method for enriching mixtures of diamonds and graphite or amorphous carbon with diamonds | |
CN103232071A (en) | Method for preparing high-purity manganese sulfate | |
CN117585687A (en) | Method for synthesizing gold potassium cyanide from gold plating waste | |
CN114852970A (en) | Short-process preparation method of refined selenium | |
SU1142443A1 (en) | Method of obtaining selenium dioxide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100919 |