7782-49-2/硒粉的應(yīng)用

【背景及概況】^[1][2][3]

眾所周知，有色玻璃具有有悠久的歷史，考古發(fā)現(xiàn)最早的玻璃就是顏色玻璃。顏色玻璃在濾光、照明、防護(hù)、建筑、光控和光存儲等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。玻璃顏色的產(chǎn)生是著色物質(zhì)與光的作用，對可見光產(chǎn)生選擇吸收的結(jié)果。玻璃中的著色離子對光的吸收是由于原子中的電子在接受光能后由較低的能級軌道躍遷到較高的能級軌道，亦即從基態(tài)跳躍至激發(fā)態(tài)所致。因此，只要兩能級的能量差處于可見光波長380nm～780nm的能量范圍時，相應(yīng)波長的光被吸收，就呈現(xiàn)相應(yīng)的透過光譜顏色。硒粉就是重要的著色劑和脫色劑之一，它被廣泛應(yīng)用于茶色玻璃、灰色玻璃及粉紅色玻璃的生產(chǎn)。

硒屬第六主族，屬于典型的非金屬元素。根據(jù)玻璃成分和熔制條件不同。硒在玻璃中以不同的價態(tài)存在。其著色的狀態(tài)和程度也各有不同。在弱還原或還原熔制條件下形成無色多硒化物或硒化物，玻璃中含有鐵離子時容易形成FeSe，使玻璃著成棕色調(diào)。在氧化條件下形成無色硒酸鹽。玻璃不著色。在中性熔制條件下以單質(zhì)硒狀態(tài)存在。產(chǎn)生淡紫色，在氧化條件下其紫色顯得更純更美。但氧化又不能過分，否則將形成SeO₂或無色的硒酸鹽，使硒的著色減弱或失色。上述狀態(tài)在玻璃中存在著一定的平衡關(guān)系。

【特性】^[2]

硒元素符號Se，分子量為78.96。最外層電子結(jié)構(gòu)為4S~P4，硒有-2、0、+4、+6等四種價態(tài)。單質(zhì)硒分無定形和六方晶體兩種，灰黑色粉末，熔點217℃，沸點685℃，比重4.81。

【制備】^[3]

一種粗硒粉生產(chǎn)工藝，其特征在于粗硒粉生產(chǎn)工藝為：將硒錠破碎至粒徑＜30mm的硒塊料，隨后這些硒塊料進(jìn)入粗碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行一級粗碎，經(jīng)過一級粗碎的硒粒粒度＜10mm；一級粗碎的硒粒通過螺桿輸送機(jī)進(jìn)入粉碎機(jī)進(jìn)行二級粗碎，經(jīng)過二級粗碎的硒粒粒度＜3mm；二級粗碎的硒粒進(jìn)入微粉碎機(jī)進(jìn)行微粉碎，經(jīng)過微粉碎后的硒粉用200?400目的振動篩進(jìn)行篩分，篩下物即為合格產(chǎn)品并進(jìn)行包裝，篩上物返回微粉碎工序繼續(xù)粉碎。控制進(jìn)入 粗碎機(jī)和粉碎機(jī)的硒粒給料速度在150?300kg/h。

在一級和二級粗碎過程中，粗碎機(jī)和粉碎機(jī)的硒粒給料速度為 150?300kg/h；微粉碎機(jī)的處理量為30?60kg/h，經(jīng)過微粉碎后的硒粉用200 目的振動篩進(jìn)行篩分，硒粉產(chǎn)品100％過200目篩子（粒徑＜0.074mm），80％過400目篩子（粒徑＜0.037mm），達(dá)到了硒粉產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（硒粉粒徑 ＜0.25mm），且分散性好、無粘結(jié)。在整個粗碎和微粉碎過程中，均采用了布袋收塵和水吸收收塵的方式收集飛散的硒粉，硒粉的直收率在99.5％以上。

工藝流程圖如下：

本發(fā)明具有能有效避免硒粉在粉碎過程中發(fā)生粘結(jié)，提高粉碎和篩分效率，產(chǎn)品100％符合硒產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品直收率高，減少設(shè)備維護(hù)成本，能連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點。

【應(yīng)用】^[1][2][3]

20世紀(jì)以來，硒的用途正變得越來越廣泛，特別半導(dǎo)體器材、光電器材、硒太陽能電池、激光器件、激光和紅外光導(dǎo)材料等的制造。在光電應(yīng)用新技術(shù)的開發(fā)方面，硒是一種典型的光敏半導(dǎo)體材料，用于制作硒光電池、硒整流器等。在新材料的開發(fā)方面，添加少量硒可改善碳素鋼、不銹鋼和銅合金的機(jī)械加工性能。

1. 著色劑和脫色劑：硒粉是一種很好的著色劑和脫色劑，它使玻璃著成紫紅色或淺紅色。但是由于硒粉本身熔沸點低極易揮發(fā)。實際生產(chǎn)中硒粉大約85％引入量都在投料及熔化環(huán)節(jié)揮發(fā)散失。只有15％或更低的引入量有效參與玻璃的著色。因此，研究硒粉著色的影響因素對減低成本和穩(wěn)定生產(chǎn)都具有重大理論和實踐意義。硒粉著色玻璃對熔制的條件極為敏感，其著色的穩(wěn)定性和引入量受到自身性狀、玻璃組成與組成中引入的某些氧化物含量、配合料的配料參數(shù)和水分、熔制的溫度、液面狀況、玻璃熔制的氣氛及生產(chǎn)的穩(wěn)定性等因素影響極大。

2. 提高硅系延期藥燃燒精度：有研究表明硒粉提高硅系延期藥燃燒精度。硒粉在混合藥劑中，首先于熔點溫度開始吸熱熔化，緊接著氧化，具有脫氧作用。它的吸熱、脫氧、覆蓋、滲透、充填等復(fù)合作用的結(jié)果會改變原藥劑體系內(nèi)的作用條件。例如，固相反應(yīng)需要密切的接觸，而硒粉的熔體滲透、覆蓋、充填作用，

使組份問的接觸受到阻隔。加進(jìn)的硒粉首先抑制了原體系內(nèi)鉛丹和硫化銻的固相反應(yīng)的進(jìn)行。其次，硒粉熔體的滲透、覆蓋和充填的作用在一定程度上隔開了反應(yīng)物生成的游離氧與硫化銻的接觸，限制了氧與硫化銻的反應(yīng)，減少了S02的產(chǎn)生。減小了氣體對藥劑燃燒精度的影響。再次，加入硒粉后，由于阻止了硫化銻與鉛丹的反應(yīng)，保證了基藥鉛丹和硅的配比不變，保證了原藥劑的熱平衡和氧平衡，使燃燒及熱傳遞均勻有序按其內(nèi)在規(guī)律平穩(wěn)進(jìn)行，硒粉提高硅系延期藥的燃燒精度，是以上三方面綜合作用的結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 吳翠香. 硒粉提高硅系延期藥燃燒精度的作用[J]. 遼寧化工, 2003, 32(7): 294-295.

[2] 滿金倉. 淺談硒粉著色的影響因素[J]. 建筑玻璃與工業(yè)玻璃, 2008 (4): 23-25.

[3] 尚樹林;白松;王勤;王家貴;李軍;紀(jì)云騰.一種粗硒粉生產(chǎn)工藝. CN201110408421.4 ，申請日2011-12-09