7N Tellurium Crystal Growth and Purification

7N Tellurium Crystal Growth and Purification

I. Ka mālama mua ʻana i nā mea maka a me ka hoʻomaʻemaʻe mua ʻana

1. ?Koho ʻana i nā mea maka a me ka wāwahi ʻana?

• ?Nā Pono Mea‌: E hoʻohana i ka tellurium ore a i ʻole ka anode slime (ʻo ka nui o Te ≥5%), ʻoi aku ka maikaʻi o ka anode slime hoʻoheheʻe keleawe (aia iā Cu₂Te, Cu₂Se) ma ke ʻano he mea maka.
• ?Kaʻina Hana Hoʻomākaukau‌:
• ʻO ka wāwahi ʻana i ka nui o nā ʻāpana ≤5mm, a ukali ʻia e ka wili ʻana i ka pōpō a i ka ≤200 mesh;
• Ka hoʻokaʻawale magnetic (ka ikaika o ke kahua magnetic ≥0.8T) e wehe iā Fe, Ni, a me nā mea haumia magnetic ʻē aʻe;
• ʻO ka lana ʻana o ka huʻa (pH=8-9, nā mea hōʻiliʻili xanthate) e hoʻokaʻawale i ka SiO₂, CuO, a me nā mea haumia ʻole magnetic ʻē aʻe.
• ?Nā Mālama‌: E hōʻalo i ka hoʻokomo ʻana i ka makū i ka wā o ka mālama mua ʻana (pono e hoʻomaloʻo ma mua o ka hoʻomoʻa ʻana); e kāohi i ka haʻahaʻa o ke kaiapuni ≤30%.

1. ?Ka hoʻomoʻa ʻana i ka Pyrometallurgical a me ka Oxidation?

• ?Nā Palena Hana‌:
• Mahana hoʻomoʻa ʻokikene: 350–600°C (mana hoʻonohonoho: mahana haʻahaʻa no ka desulfurization, mahana kiʻekiʻe no ka oxidation);
• Ka manawa hoʻomoʻa: 6–8 hola, me ka nui o ke kahe ʻana o O₂ he 5–10 L/min;
• Mea Hoʻohui: Waikawa sulfuric i hoʻopaʻa ʻia (98% H₂SO₄), lakio nuipa Te₂SO₄ = 1:1.5.
• ?Ka Hana Kemika‌:
  Cu2Te+2O2+2H2SO4→2CuSO4+TeO2+2H2OCu2​Te+2O2​+2H2​SO4​→2CuSO4​+TeO2​+2H2​O
• ?Nā Mālama‌: E kāohi i ka mahana ≤600°C e pale i ka volatilization TeO₂ (kiko paila 387°C); e mālama i ke kinoea hoʻopau me nā mea holoi NaOH.

II. Hoʻomaʻemaʻe uila a me ka hoʻoheheʻe ʻana i ka vacuum

1. ?Hoʻomaʻemaʻe uila?

• ?ʻŌnaehana Electrolyte‌:
• Ka haku mele ʻana o ka electrolyte: H₂SO₄ (80–120g/L), TeO₂ (40–60g/L), mea hoʻohui (gelatin 0.1–0.3g/L);
• Ka mana mahana: 30–40°C, ka nui o ke kahe ʻana o ke kaʻapuni 1.5–2 m³/h.
• ?Nā Palena Hana‌:
• Ka nui o ke au: 100–150 A/m², ka uila o ke kelepona 0.2–0.4V;
• Ka mamao o ke electrode: 80–120mm, ka mānoanoa o ka waiho ʻana o ka cathode 2–3mm/8h;
• Ka pono o ka wehe ʻana i ka haumia: Cu ≤5ppm, Pb ≤1ppm.
• ?Nā Mālama‌: E kānana pinepine i ka electrolyte (pololei ≤1μm); e hoʻomaʻemaʻe mīkini i nā ʻili anode e pale aku i ka passivation.

1. ?Hoʻoheheʻe Vacuum?

• ?Nā Palena Hana‌:
• Pae hoʻoheheʻe wai: ≤1×10⁻²Pa, mahana hoʻoheheʻe 600–650°C;
• Mahana o ka ʻāpana condenser: 200–250°C, Ka pono o ka condensation mahu Te ≥95%;
• Ka manawa hoʻoheheʻe: 8–12h, ka mana hoʻokahi-pūʻulu ≤50kg.
• ?Ka Hoʻokaʻawale ʻana i ka Haumia‌: Hōʻiliʻili nā mea haumia e paila haʻahaʻa ana (Se, S) ma ke alo o ka condenser; noho nā mea haumia e paila ana (Pb, Ag) i loko o nā koena.
• ?Nā Mālama‌: E hoʻomaʻemaʻe mua i ka ʻōnaehana vacuum i ≤5 × 10⁻³Pa ma mua o ka hoʻomehana ʻana e pale aku i ka oxidation Te.

‌III. Ka ulu ʻana o ke aniani (Ka hoʻomālamalama ʻana i ke kuhikuhi)‌

1. ?Hoʻonohonoho Lako?

• ?Nā Hoʻohālike Umu Ulu Crystal‌: TDR-70A/B (ka nui o 30kg) a i ʻole TRDL-800 (ka nui o 60kg);
• Mea hoʻoheheʻe: Graphite maʻemaʻe kiʻekiʻe (ʻike lehu ≤5ppm), ana Φ300 × 400mm;
• ʻAno hoʻomehana: Hoʻomehana kū'ē i ka graphite, mahana kiʻekiʻe loa 1200°C.

1. ?Nā Palena Hana?

• ?Ka Mana Hoʻoheheʻe‌:
• Mahana hoʻoheheʻe: 500–520°C, hohonu o ka loko hoʻoheheʻe 80–120mm;
• Kinoea pale: Ar (maʻemaʻe ≥99.999%), kahe kahe 10–15 L/min.
• ?Nā Palena Crystallization‌:
• Ka wikiwiki o ka huki ʻana: 1–3mm/h, ka wikiwiki o ka wili ʻana o ke aniani he 8–12rpm;
• Ka piʻi ʻana o ka mahana: Axial 30–50°C/cm, radial ≤10°C/cm;
• ʻAno hoʻomaʻalili: Kumu keleawe i hoʻomaʻalili ʻia me ka wai (mahana wai 20–25°C), hoʻomaʻalili radiative luna.

1. ?Ka Mana Hoʻohaumia?

• ?Hopena Hoʻokaʻawale‌: Hōʻiliʻili nā mea haumia e like me Fe, Ni (coefficient segregation <0.1) ma nā palena palaoa;
• ?Nā Pōʻaiapuni Hoʻoheheʻe Hou‌: 3–5 mau pōʻaiapuni, ʻo ka huina haumia hope loa ≤0.1ppm.

1. ?Nā Mālama‌:

• E uhi i ka ʻili heheʻe me nā papa graphite e kāohi i ka volatilization Te (ka nui o ka pohō ≤0.5%);
• E nānā i ke anawaena kristal i ka manawa maoli me ka hoʻohana ʻana i nā ana laser (pololei ±0.1mm);
• E pale i nā loli o ka mahana >±2°C e pale aku i ka piʻi ʻana o ka nui o ka dislocation (pahuhopu ≤10³/cm²).

IV. Nānā Kūlana a me nā Ana Koʻikoʻi

V. Nā Kūlana Kaiapuni a me ka Palekana

1. ?Ka Lapaʻau ʻana i ke Kinoea Hoʻopau‌:

• Ka hoʻopau ʻana i ka puhi ʻana: E hoʻopau i ka SO₂ a me SeO₂ me nā mea holoi NaOH (pH≥10);
• Hoʻopau distillation vacuum: Hoʻopili a hoʻōla i ka mahu Te; nā kinoea koena i hoʻopili ʻia ma o ke kalapona i hoʻāla ʻia.

1. ?Hoʻopōʻaiapuni Slag‌:

• ʻAnode slime (loaʻa iā Ag, Au): Hoʻōla ma o ka hydrometallurgy (ʻōnaehana H₂SO₄-HCl);
• Nā koena electrolysis (loaʻa iā Pb, Cu): Hoʻi i nā ʻōnaehana hoʻoheheʻe keleawe.

1. ?Nā Hana Palekana‌:

• Pono nā mea hoʻohana e ʻaʻahu i nā pale maka kinoea (he mea ʻawahia ka mahu); e mālama i ka ea ea maikaʻi ʻole (ka nui o ka hoʻololi ʻana o ka ea ≥10 mau pōʻaiapuni/h).

Nā Alakaʻi Hoʻonui Hana

1. ?Hoʻololi ʻana i nā mea maka‌: Hoʻoponopono i ka mahana kālua a me ka lakio waikawa ma ke ʻano ikaika e pili ana i nā kumu slime anode (e laʻa, ke keleawe vs. ke kēpau hoʻoheheʻe ʻana);
2. ?Hoʻohālikelike ʻana i ka helu huki kristal‌: E hoʻoponopono i ka wikiwiki huki e like me ka convection heheʻe (helu Reynolds Re≥2000) e kāohi i ka supercooling constitutional;
3. ?Ka Pono o ka Ikehu‌: E hoʻohana i ka hoʻomehana ʻāpana mahana pālua (ʻāpana nui 500°C, ʻāpana liʻiliʻi 400°C) e hōʻemi i ka hoʻohana ʻana i ka mana kū'ē graphite ma 30%.