[发明专利]一种从碲锭中脱硒的方法

说明书

本发明公开了一种从碲锭中脱硒的方法，包括以下步骤：(1)在氢气气氛中，将碲锭加热熔化并对碲熔体控温脱硒；其中，控温过程包括以下三个阶段：ⅰ)第一阶段控制温度在500‑520℃；ⅱ)第二阶段控制温度在530‑550℃；ⅲ)第三阶段控制温度在560‑600℃；(2)降温过程：保持氢气气氛，降温，得到高纯碲料。本发明采用三段精确控温的处理方式对碲锭进行脱硒，脱硒过程得到有效的控制，脱硒效率高，周期短，脱硒彻底，且碲的损失小，使碲料中Pb、Bi、Na、Si等杂质可被降低至1ppm以下，Cu、Mg、As等杂质可被降至0.5ppm以下，难脱除杂质硒可降低至2ppm以下，制备得到的5N碲锭，可用于太阳能电池、LED、热电、红外等半导体材料领域。

技术领域

本发明属于碲锭提纯领域，尤其涉及一种从碲锭中脱硒的方法。

背景技术

碲属氧族元素，原子序数为52，位于第5周期第Ⅵ主族硒和钋之间，具有较为明显的金属性质。碲锭主要的杂质元素为Se、Pb、As、Na、Mg、Bi、Cu等，其中最难去除的元素为Se。硒、碲属同一主族，性质相似，且硒是碲的伴生元素，故4N碲料中往往含有较高的杂质元素硒，达到十几甚至几十ppm，由于二者物化性能具有很大的相似性，采用一般的化学或物理提纯方法很难直接将硒降到一个较低的水平，限制了碲纯化技术的发展。

常规的碲锭脱硒方法主要为真空蒸馏法、区域熔炼法、化学提纯法等，区域熔炼法在生产过程中熔炼温度高、耗能高、循环次数多、生产周期长、效率较低，且对硒分离困难，脱硒不彻底；真空蒸馏法虽然硒比碲更容易挥发进入气相，但采用真空蒸馏的方法无法有效地脱除碲中的硒，脱硒不稳定、不彻底，脱硒效率较低；单纯的化学法很难将碲提纯至5N，硒的含量更是很难降至10ppm以下，需结合其他物理法实现。

中国专利CN107585745A公开了一种5N碲的制备方法，该技术在生产前需将碲预处理达到国标4N标准，通过筛选或者预处理降低原料中部分杂质的含量，再进行真空蒸馏提纯，该技术对硒的处理效果不佳，处理周期长，脱硒效率低，脱硒不彻底。中国专利CN110894065A公开了一种制备高纯碲的设备及方法，该方法用以生产6N高纯碲，该技术包括真空蒸馏装置、抽真空装置、氢气净化循环装置、高频感应加热装置和产品收集装置等，该技术设备组合复杂，操作难度系数较高，不利于工业化生产。

“碲的真空蒸馏-区域熔炼提纯的研究，刘斯琦”中公开了一种真空管式碲区域熔炼提纯技术，可将4N碲提纯至6N，采用感应线圈加热，解释了感应线圈输出功率、熔区移动速度及熔区宽度之间的关系，该技术感应效率低耗能高，生产周期长，循环次数多，且在生产过程中存在蒸馏产物阻塞管道等问题。

中国专利CN107313063A公开了一种5N碲的生产方法，该发明先用低电流密度电积法处理得到符合YS/T222-2010标准的4N碲锭，再将4N碲锭进行低温真空蒸馏，得到蒸馏碲，最后将碲破碎成小颗粒，放入石英坩埚中在氢气流中加热，铸锭得到5N碲锭。该技术方案硒脱除周期长、脱除不彻底。中国专利CN106517106A公布了一种高纯碲的高效提纯方法，该发明先用化学法将碲提纯至3N～4N的精碲，然后在400～700℃下，氢气气氛中，熔解制得的精碲，采用直拉提纯法得到5N～6N的碲，由于碲具有一定的非金属性质，碲的结晶特性不佳，从而在提拉过程中的除杂效果一般，且硒、碲性质相似，此法脱硒效果较差，废液产生量较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种从碲锭中脱硒的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种从碲锭中脱硒的方法，包括以下步骤：

(1)在氢气气氛中，将碲锭加热熔化并对碲熔体控温脱硒；其中，控温过程包括以下三个阶段：

ⅰ)第一阶段控制温度在500-520℃；

ⅱ)第二阶段控制温度在530-550℃；