Выделение селена, оксидов селена и цинка из отходов, образующихся при получении и переработке CVD-ZnSe

• Автор: Тихонова, Елена Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЛЕНИДА ЦИНКА, СЕЛЕНА, ОКСИДОВ СЕЛЕНА И ЦИНКА.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Получение и свойства поликристаллического селенида цинка для силовой ИКоптики

1.1.1. Физикохимические и химические свойства селенида цинка.

1.1.2. СУЛметод получения селенида цинка для силовой ИКоптики

1.1.3. Изготовление оптических элементов из поликристаллического селенида цинка

1.2. Физикохимические и химические свойства селена.

1.3. Физикохимические и химические свойства оксидов селена и цинка.

1.4. Способы получения селена и диоксида селена из селенидов металлов

1.4.1. Содовый метод.
1.4.2. Сульфатный метод
1.4.3. Гидроксидный метод
1.4.4. Хлорный метод.
1.4.5. Другие способы переработки селенидов
1.4.6. Способы восстановления селена 4
1.5. Высокотемпературное окисление селенида цинка.
1.6. Задачи исследования по переработке отходов, образующихся при синтезе и переработке селенида цинка
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕЛЕНИДА ЦИНКА
2.1. Классификация отходов производства селенида цинка и способов
их переработки.
2.2. Термодинамический расчет процессов взаимодействия селенида цинка с кислородом и воздухом
2.3. Методика эксперимента.
2.3.1. Выбор материала для изготовления установок.
2.3.2. Установки для окисления селенида цинка.
2.3.3. Качественное и количественное определение продуктов окисления селенида цинка.
2.4. Исследование состава продуктов реакции взаимодействия селенида цинка с кислородом воздуха
2.4.1. Определение состава нелетучих продуктов
2.4.2. Определение состава летучих продуктов. Влияние условий проведения процесса на соотношение Эе БеОг в продуктах реакции.
2.5. Влияние температуры на скорость окисления селенида цинка
2.6. Зависимость скорости окисления селенида цинка от размеров частиц.
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИДКОФАЗНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ
ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ СЕЛЕНИД ЦИНКА
3.1. Методика эксперимента
3.2. Исследование взаимодействия селенида цинка с серной и соляной кислотами
3.3. Исследование взаимодействия селенида цинка с азотной кислотой
3.3.1. Взаимодействие селенида цинка с концентрированной азотной кислотой
3.3.2. Взаимодействие селенида цинка с разбавленной азотной кислотой
ГЛАВА 4. ИЗВЛЕЧЕНИЕ СЕЛЕНА, ОКСИДОВ СЕЛЕНА И ЦИНКА
ИЗ ОТХОДОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СИНТЕЗЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ
СЕЛЕНИДА ЦИНКА.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предложено уравнение реакции, описывающее процесс взаимодействия селенида цинка с кислородом и учитывающее изменение соотношения компонентов в летучих продуктах в зависимости от степени превращения селенида цинка. Изучено влияние температуры, размеров частиц селенида цинка, скорости потока воздуха, добавок паров азотной кислоты в поток воздуха на скорость процесса окисления и состав летучих продуктов. Установлен механизм процесса. Исследован процесс окисления селенида цинка азотной кислотой. Выявлена зависимость состава продуктов их взаимодействия от концентрации кислоты и установлен автокаталитический характер процесса. Выявлены условия для получения индивидуальных веществ селена и диоксида селена при окислении селенида цинка кислородом и азотной кислотой, разработаны методики их извлечения из отходов, содержащих селенид цинка, и установки для их осуществления. Практическая ценность работы. Созданы и функционируют установки для получения из отходов, содержащих селенид цинка, значительных килограммовых количеств высокочистых селена и диоксида селена. Селен при этом возвращается в производственный цикл СУОгпБе. Диоксид селена применяется для поглощения непрореагировавшего селеноводорода при синтезе селенида цинка. По сравнению с использовавшимся ранее методом поглощения селеноводорода раствором гидроксида калия, этот способ позволяет получать в одну стадию селен и также возвращать его в производственный цикл. Результаты, полученные при изучении жидкофазного окисления селенида цинка, используются при разработке основ химико механического полирования селенида цинка. Кинетические закономерности и механизм окисления селенида цинка кислородом воздуха в интервале температур 00С влияние условий процесса температуры, размеров частиц селенида цинка, скорости потока воздуха, наличия добавок в поток окислителя на скорость процесса и состав продуктов окисления. Результаты определения оптимальных режимов выделения селена диоксида селена при окислении селенида цинка. Кинетические закономерности окисления селенида цинка азотной кислотой влияние концентрации кислоты, размеров частиц селенида цинка на скорость процесса и состав продуктов окисления. Методики получения селена, оксидов селена и цинка и селенита цинка из отходов производства селенида цинка. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях молодых ученыххимиков г. Нижнего Новгорода Нижний Новгород, ННГУ, , , , городском семинаре по химии высокочистых веществ Нижний Новгород, ИХВВ РАН, , , , XI Конференции по химии высокочистых веществ Нижний Новгород, ИХВВ РАН, и XII Конференции Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение Нижний Новгород, ИХВВ РАН, . Публикации. По теме работы опубликовано 4 статьи в научных журналах и тезисы 5 докладов на научных конференциях. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 5 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованных литературных источников 3 наименований и содержит таблиц и рисунков. ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЛЕНИДА ЦИНКА, СЕЛЕНА, ОКСИДОВ СЕЛЕНА И ЦИНКА. Селенид цинка представляет собой твердое кристаллическое вещество плотностью 5. Он образует кристаллы преимущественно двух типов. При температурах ниже С термодинамически устойчивой является структура типа сфалерита кубическая сингония, выше нее структура типа вюртцита гексагональная сингония. Плавление селенида цинка происходит при С. Селенид цинка стехиометрического состава имеет лимонножелтый цвет, преобладание цинка в пределах области гомогеннности приводит к зеленому оттенку, а избыток селена к красному 68. Оптические, механические и химические свойства поли кристаллического селенида цинка позволяют широко использовать его в современой инфракрасной оптике 7 . Селенид цинка прозрачен в интервале длин волн 0. Собственное поглощение на длине волны С лазера . ИКоптике. В реальном материале значение коэффициента поглощения выше вследствие наличия примесей, дефектов структуры и отклонения от стехиометрии. На механические свойства поликристаллического селенида цинка существенное влияние оказывает размер зерна гпБе.