چگونه می توان ZnS را تصفیه کرد؟

سلام! من تأمین کننده ZNS هستم ، و امروز می خواهم نحوه تصفیه ZNS را با شما به اشتراک بگذارم. سولفید روی (ZNS) یک ترکیب بسیار مهم است که در یک دسته از صنایع مختلف مانند رنگدانه ها ، فسفر ها و حتی در برخی از پلاستیک های مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ،مهندسی سولفید روی پلاستیکینمونه ای عالی از کاربرد آن است. اما برای به دست آوردن محصولات ZNS با کیفیت بالا ، تصفیه یک مرحله ضروری است.

چرا ZnS را تصفیه کنید؟

قبل از اینکه به روشهای تصفیه بپردازیم ، بیایید در مورد اینکه چرا در وهله اول باید ZNS را تصفیه کنیم صحبت کنیم. روی های طبیعی معمولاً حاوی دسته ای از ناخالصی هایی مانند آهن ، سرب ، مس و سایر یون های فلزی است. این ناخالصی ها می توانند خواص ZnS را به هم بزنند. به عنوان مثال ، در مورد استفاده از روی به عنوان فسفر ، ناخالصی ها می توانند راندمان لومینسانس آن را کاهش دهند. در رنگدانه ها ، ناخالصی ها می توانند رنگ و قدرت رنگ آمیزی را تغییر دهند. بنابراین ، تصفیه برای بدست آوردن روی با خواص مورد نظر بسیار مهم است.

روشهای مختلف تصفیه

بارش شیمیایی

یکی از متداول ترین روشها برای تصفیه روی ، بارش شیمیایی است. ایده اصلی این روش استفاده از واکنشهای شیمیایی برای تبدیل ناخالصی ها به رسوبات نامحلول و سپس جدا کردن آنها از محلول ZNS است.

ابتدا ، شما Zns ناخالص را در یک اسید مناسب ، معمولاً اسید هیدروکلریک (HCL) حل می کنید. واکنش به این صورت پیش می رود:
Zns + 2HCL → ZnCl₂ + H₂s ↑

ناخالصی ها همچنین در اسید حل می شوند. سپس ، یک عامل رسوب را اضافه می کنید. به عنوان مثال ، اگر می خواهید ناخالصی های آهن را از بین ببرید ، می توانید پایه ای مانند هیدروکسید سدیم (NaOH) یا هیدروکسید آمونیوم (NH₄OH) را برای تنظیم pH اضافه کنید. هنگامی که pH به مقدار مشخصی برسد ، یون های آهن هیدروکسیدهای آهن نامحلول مانند Fe (OH) ایجاد می کنند.
Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe (OH) ₃ ↓

سپس می توانید رسوب را از محلول با تصفیه جدا کنید. پس از آن ، شما باید دوباره ZnS را رسوب کنید. شما می توانید این کار را با اضافه کردن یک گوگرد - حاوی ترکیب مانند سولفید سدیم (NA₂S) به محلول انجام دهید.
zncl₂+ na₂s → Zns ↓+ 2NACL

رسوب ZNS تازه شکل گرفته بسیار خالص تر از نسخه اصلی است. با این حال ، این روش اشکالاتی دارد. این می تواند زمان باشد - مصرف ، و خطر از دست دادن برخی از ZNS در مراحل بارش و تصفیه متعدد وجود دارد.

کباب کردن و شستشو

کباب کردن و شستشوی یکی دیگر از روشهای تصفیه موثر است. در مرحله برشته ، Zns ناخالص را در حضور اکسیژن گرم می کنید. واکنش به شرح زیر است:
2zns + 3o₂ → 2zno + 2So₂

در حین بو داده ، برخی از ناخالصی ها نیز اکسیده می شوند. به عنوان مثال ، سولفید آهن (FES) در ZnS نجس به اکسید آهن (Fe₂o₃) اکسیده می شود.
4fes + 7o₂ → 2fe₂o₃ + 4SO₂

بعد از برشته شدن ، محصول بو داده را با اسید شستشو می دهید. اکسید روی (ZNO) در اسید حل می شود ، در حالی که برخی از ناخالصی هایی مانند اکسید آهن ممکن است به طور کامل حل نشود یا بعداً قابل برداشت باشد. به عنوان مثال ، اگر از اسید سولفوریک استفاده می کنید (H₂SO₄):
zno + h₂so₄ → Znsso₄ + h₂o

سپس می توانید با روش هایی مانند استخراج حلال یا تبادل یونی ، محلول سولفات روی را بیشتر پاک کنید. استخراج حلال شامل استفاده از یک حلال آلی برای استخراج انتخابی یونهای روی از محلول است و ناخالصی ها را پشت سر می گذارد. Ion Exchange از رزین یون - مبادله برای جاذب و یون های مختلف جدا شده بر اساس میل آنها به رزین استفاده می کند.

پس از تصفیه محلول حاوی روی ، می توانید دوباره با اضافه کردن یک منبع گوگرد ، دقیقاً مانند روش بارش شیمیایی ، روی ZnS را رسوب کنید. این روش برای تصفیه مقیاس بزرگ مناسب است ، اما به برشته درجه حرارت بالا نیاز دارد که انرژی زیادی را مصرف می کند.

تصفیه منطقه

پالایش منطقه یک روش تصفیه پیشرفته تر است ، به خصوص برای گرفتن ZNS بسیار خالص مفید است. اصل پالایش منطقه بر اساس این واقعیت است که ناخالصی ها در مراحل جامد و مایع یک ماده حلالیت های مختلفی دارند.

شما یک میله از Zns ناخالص می گیرید و یک منطقه مذاب باریک را در امتداد میله عبور می دهید. با حرکت منطقه مذاب ، ناخالصی ها تمایل به ماندن در فاز مایع و حرکت با منطقه دارند. با تکرار این فرآیند چندین بار ، ناخالصی ها به تدریج در یک انتهای میله متمرکز می شوند و قسمت دیگر میله ZNS بسیار خالص می شود.

این روش می تواند به سطح خلوص بسیار بالایی برسد ، اما بسیار گران است و به تجهیزات تخصصی نیاز دارد. این ماده اغلب در برنامه هایی که Zns Ultra - خالص مورد نیاز است ، مانند دستگاه های اپتوالکترونیک بالا ، استفاده می شود.

کنترل کیفیت در تصفیه

در طی فرآیند تصفیه ، کنترل کیفیت خوب بسیار مهم است. شما باید در مراحل مختلف خلوص ZNS را رصد کنید. چندین روش تحلیلی وجود دارد که می توانید از آنها استفاده کنید.

یک روش متداول طیف سنجی جذب اتمی (AAS) است. این روش می تواند غلظت ناخالصی های مختلف فلزی را در نمونه ZNS اندازه گیری کند. شما نمونه را تبخیر می کنید و از طریق آن از طول موج خاص می درخشید. اتم های فلزی موجود در نمونه نور را جذب می کنند و میزان جذب متناسب با غلظت فلز است.

تکنیک مفید دیگر پراش X - Ray (XRD) است. از XRD می توان برای تجزیه و تحلیل ساختار کریستالی ZnS استفاده کرد. هرگونه ناخالصی یا تغییر در ساختار کریستال را می توان با نگاه به الگوی پراش تشخیص داد. اگر ناخالصی وجود داشته باشد ، ممکن است باعث تغییر در پارامترهای شبکه یا معرفی قله های پراش جدید شود.

پایان

تصفیه روی یک فرآیند پیچیده اما لازم برای به دست آوردن محصولات با کیفیت بالا برای برنامه های مختلف است. این که آیا شما بارش شیمیایی ، کباب کردن و شستشوی یا پالایش منطقه را انتخاب می کنید ، هر روش مزایا و معایب خاص خود را دارد. و کنترل کیفیت برای اطمینان از اینکه محصول نهایی مطابق با استانداردهای مورد نیاز است ، مهم است.

اگر در بازار روی ZnS با کیفیت بالا با کیفیت هستید ، من برای کمک به اینجا هستم. خواه برای رنگدانه ها ، فسفر ها ، یا به آن نیاز داشته باشیدمهندسی سولفید روی پلاستیکی، من می توانم محصول مناسب را برای شما فراهم کنم. فقط برای شروع یک بحث تهیه تهیه کنید و ما می توانیم با هم کار کنیم تا بهترین راه حل برای نیازهای شما را پیدا کنیم.

منابع

• "شیمی معدنی" توسط گری ال میسللر ، پل جی. فیشر و دونالد A. تار
• "اصول مهندسی شیمی" توسط رابرت اچ. پری و دون دبلیو گرین