(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を有する蒸留炉に密閉された蒸留容器が収納されており、該蒸留容器の上部にはセレン原料粉末を該蒸留容器内部に供給する開閉手段を備えた供給ダクトと、セレン蒸気を抜き出す排気管が設けられている蒸留装置を用い、蒸留容器の内部を高温に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を沸点以上に加熱してセレンを蒸留させ、発生したセレン蒸気を排気管を通じて炉外に導き、蒸留後、蒸留容器の温度を下げて蒸留を止め、蒸留容器内にセレン溶湯を残し、次いで、このセレン溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を沸点以上に加熱してセレンを蒸留させる工程を繰り返すことを特徴とするセレンの蒸留方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を６７０℃〜７５０℃に加熱してセレンを蒸留させ、蒸留後、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内にセレン溶湯を残すセレンの蒸留方法。
【請求項３】
加熱手段を有する蒸留炉に密閉された蒸留容器が収納されており、該蒸留容器の上部にはセレン原料粉末を該蒸留容器内部に供給する開閉手段を備えた供給ダクトと、セレン蒸気を抜き出す排気管が設けられており、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を６７０℃〜７５０℃に加熱してセレンを蒸留させ、蒸留後、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内にセレン溶湯を残し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させる工程を繰り返すことを特徴とする蒸留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレンの蒸留において、処理効率に優れた蒸留方法と蒸留装置に関し、より詳しくは、原料のセレン含有粉末の補給と蒸留を蒸留容器内で繰り返することによって、処理効率を高めた蒸留方法と蒸留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セレンの蒸留方法として、（イ）セレン粉末原料を蒸留容器に供給した後に容器内の温度をセレンの沸点以上に加熱して蒸留を行い、蒸留終了後に、再び容器にセレン原料を供給して沸点以上に加熱して蒸留を行うバッチ式の蒸留方法、（ロ）セレン原料をプリメルト炉で溶融し、この溶湯を蒸留容器に配管を通じて供給して蒸留を行う方法などが知られている。
【０００３】
例えば、上記(イ)の方法として、特許第３８３８７４４号公報（特許文献１）には、原料ルツボに装入した原料セレンを真空蒸留し、蒸留されたセレンを凝縮させ、これをルツボ下方の回収鋳型に回収してインゴットとする工程を繰り返す蒸留鋳造方法が記載されている。また、上記(ロ)の方法として、特開２００５−１９０６号公報（特許文献２）には、セレン含有原料を予めプレ溶解炉で４００〜５００℃に加熱溶解し、生じた残渣（Pt,Pd等）を除去した溶湯を溶解炉を通じて蒸留装置に導いて真空蒸留する方法が記載されている。
【特許文献１】特許第３８３８７４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記(イ)の方法は、原料を供給する度に炉内温度を下げるため、加熱エネルギーのロスが大きく、またセレン粉末原料を溶融する際に、粉末は嵩密度が小さく、嵩張るために容器内での処理量が少なく、生産性が低いと云う問題がある。また、上記(ロ)の方法は、セレンは毒性があり、高温下（４００℃以上）で腐食性が強いため、セレン溶湯の送液は取扱いが危険であり、設備の腐食も激しいと云う問題がある。
【０００５】
本発明は、従来のセレン蒸留における上記問題を解決したものであり、処理効率に優れた蒸留方法と蒸留装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下に示す構成によって上記課題を解決したセレンの蒸留方法および蒸留装置に関する。
〔１〕加熱手段を有する蒸留炉に密閉された蒸留容器が収納されており、該蒸留容器の上部にはセレン原料粉末を該蒸留容器内部に供給する開閉手段を備えた供給ダクトと、セレン蒸気を抜き出す排気管が設けられている蒸留装置を用い、蒸留容器の内部を高温に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を沸点以上に加熱してセレンを蒸留させ、発生したセレン蒸気を排気管を通じて炉外に導き、蒸留後、蒸留容器の温度を下げて蒸留を止め、蒸留容器内にセレン溶湯を残し、次いで、このセレン溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を沸点以上に加熱してセレンを蒸留させる工程を繰り返すことを特徴とするセレンの蒸留方法。
〔２〕上記[１]の方法において、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を６７０℃〜７５０℃に加熱してセレンを蒸留させ、蒸留後、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内にセレン溶湯を残すセレンの蒸留方法。
〔３〕加熱手段を有する蒸留炉に密閉された蒸留容器が収納されており、該蒸留容器の上部にはセレン原料粉末を該蒸留容器内部に供給する開閉手段を備えた供給ダクトと、セレン蒸気を抜き出す排気管が設けられており、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を６７０℃〜７５０℃に加熱してセレンを蒸留させ、蒸留後、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内にセレン溶湯を残し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させる工程を繰り返すことを特徴とする蒸留装置。
【０００７】
本発明の蒸留方法および蒸留装置は、蒸留容器内のセレン含有原料を溶湯の状態に維持し、この溶湯中に原料のセレン含有粉末を供給し、粉末の補給と蒸留を蒸留容器内で繰り返するので、粉末原料を加熱溶融するよりも容器内の処理量が多く、生産性が高い。また加熱コストを低減することができる。また、セレン含有原料として腐食性の低い粉末原料を取り扱うので、安全であり設備の腐食も少ない。
【０００８】
特許文献１のバッチ方式では、蒸留容器や回収鋳型を加熱炉から外して、原料の供給と蒸留残渣の取り出しを行うために、この操作に手間がかかるが、本発明の蒸留方法および蒸留装置では、半連続的に操業できるので、蒸留容器を加熱炉から取り外す着脱回数が大幅に減少し、生産性が格段に向上する。
【０００９】
本発明の蒸留方法および蒸留装置は、セレン含有粉末原料の溶融工程、および蒸留工程を同一容器内で実施することがでるので、設備が簡便であり、簡単に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のセレンの蒸留方法は、加熱手段を有する蒸留炉に密閉された蒸留容器が収納されており、該蒸留容器の上部にはセレン原料粉末を該蒸留容器内部に供給する開閉手段を備えた供給ダクトと、セレン蒸気を抜き出す排気管が設けられている蒸留装置を用い、蒸留容器の内部を高温に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を沸点以上に加熱してセレンを蒸留させ、発生したセレン蒸気を排気管を通じて炉外に導き、蒸留後、蒸留容器の温度を下げて蒸留を止め、蒸留容器内にセレン溶湯を残し、次いで、このセレン溶湯中にセレン原料粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を沸点以上に加熱してセレンを蒸留させる工程を繰り返すことを特徴とするセレンの蒸留方法である。
【００１１】
本発明のセレンの蒸留方法は、より具体的には、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内のセレン原料を溶湯状態に維持し、この溶湯中にセレン含有粉末を供給して溶融させ、該供給後、蒸留容器を密閉して蒸留容器内のセレン溶湯を６７０℃〜７５０℃に加熱してセレンを蒸留させ、蒸留後、蒸留容器の内部を５００℃〜６００℃に保持して蒸留容器内にセレン溶湯を残すセレンの蒸留方法である。
【００１２】
粉末のセレン含有原料としては、市販の金属セレン粉末、銅製錬の電解工程で発生する電解澱物から得られた粉末状のセレン含有物などを用いることができる。
【００１３】
本発明の蒸留方法では、５００℃〜６００℃の高温に保持した蒸留容器の内部に粉末のセレン含有原料を投入する。セレンの融点は約２２０℃であるので、投入されたセレン含有粉末原料は溶解してセレン溶湯となり、容量が減少する。
【００１４】
原料投入時の蒸留容器の温度を５００℃〜６００℃に設定するのは、セレンの融点が約２２０℃であり、沸点が約６７０℃であるので、沸点よりやや低い温度下でセレンの溶解を進めるためである。上記温度が５００℃より低いと十分な溶解速度が得られず、一方、上記温度が６００℃を上回るとセレンの蒸気圧が高くなってセレンガスが蒸留容器の投入口から噴出するようになるので、好ましくない。
【００１５】
次に、蒸留容器の投入口を閉じ、容器内を密閉にしてセレン溶湯を沸点以上、例えば約６７０℃〜７５０℃に加熱してセレンを蒸留する。排気管から実質的にセレンの出湯が停まったら蒸留容器の温度を５００℃〜６００℃に下げて蒸留を止め、この温度に保持して蒸留容器内にセレン溶湯を残す。
【００１６】
次いで、蒸留容器の温度を５００℃〜６００℃に保持した状態で、蒸留容器の投入口を開き、容器内のセレン溶湯中に粉末のセレン含有物原料を投入し、セレン含有原料を溶解させる。セレン含有粉末原料を投入後、投入口の蓋を閉じて蒸留容器の温度を上げ、セレンの沸点以上の温度に加熱してセレンを蒸留させる。
【００１７】
セレンの蒸留工程と、蒸留後の蒸留容器内のセレン溶湯にセレン含有粉末原料を投入して溶解させる工程を繰り返すことによって、半連続的にセレン蒸留を行うことができる。
【００１８】
図１に本発明の蒸留方法を実施する装置構成例を示す。図示するように、加熱手段を有する蒸留炉１の内部に蒸留容器２が収納されている。蒸留容器２の上部３は密閉されており、該容器上部３には供給ダクト４が接続している。供給ダクト４は該容器上部３を貫いて容器内部に通じている。一方、供給ダクト４には開閉手段（蓋）５が設けられており、その上方にはスクリューフィーダ８が設けられている。該スクリューフィーダ８および供給ダクト４を通じてセレン含有粉末原料が蒸留容器内部に供給される。
【００１９】
また、蒸留容器２の上部にはセレン蒸気を抜き出す排気管６が設けられており、該排気管６は水槽７に接続されている。
【００２０】
蒸留容器２は容器内部の温度が５００℃〜６００℃になるように加熱され、この温度に保持された状態で供給ダクト４を通じてセレン含有粉末原料が容器内部に投入される。投入されたセレン含有粉末原料は溶解し、セレン溶湯を形成する。
【００２１】
次いで、供給ダクト（投入口）を閉じ、蒸留容器２を６７０℃〜７５０℃、例えば７００℃前後に加熱してセレンを蒸留する。セレン蒸気は容器上部の排気管６を通じて炉外に導かれ、水槽７の水中に導入され、水中で冷却されて析出し、金属セレンの粒子が水槽７の底部に堆積する。
【００２２】
蒸留容器内にセレン溶湯を残して容器内の温度を下げ、セレンの蒸留を止める。次いで供給ダクト４の投入口を開き、該供給ダクト４を通じて蒸留容器内のセレン溶湯にセレン含有粉末原料を投入して溶解させる。この蒸留工程とセレン溶湯による溶解工程を繰り返すことによって、半連続的にセレン蒸留が行われる。
【００２３】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。
〔実施例〕
電気炉（蒸留炉）にルツボ（蒸留容器）をセットして、６００℃に加熱保持した。このルツボに白金、パラジウム等の白金族元素を含有するセレン含有物を１０ｇ／分の速度で投入した。投入量が１０kgとなったところで投入を停止し、セレン投入口の蓋を閉めた後に、電気炉の温度を上昇させ、セレンの沸点を超えた７００℃で２時間保持してセレンの蒸留を行った。排気管から実質的にセレンの出湯が停まったら蒸留を終了し、６００℃まで降温し、再びセレン投入口の蓋を開け、炉内温度を６００℃に保持して、１０ｇ／分の速度でセレン含有物をルツボに投入した。この工程を繰り返し、７６時間で３回、セレン３０kgの蒸留を行った。蒸留したセレンの分析結果は、Pt<10ppm、Pd<10ppm、Te<10ppm、Fe<10ppm、Pb<10ppmであった。
【００２４】
〔比較例〕
実施例と同じ容量のルツボに、実施例と同じセレン含有粉末原料を充填した。充填量は４kgであった。このルツボを電気炉にセットして炉の温度を上昇させ、セレンの沸点を超えた７００℃に２時間保持してセレンの蒸留を行った。セレン溶湯の全量を蒸留した後に１００℃まで降温し、蒸留炉の蓋を開けて、再度、４kgのセレン粉を充填して蓋をし、セレンの沸点以上に昇温して蒸留を行った。この工程を繰り返し、６８時間で４バッチを行い、セレン１６kgの蒸留を行った。蒸留したセレンの分析結果は、Pt<10ppm、Pd<10ppm、Te<10ppm、Fe<10ppm、Pb<10ppmであり、蒸留セレンの純度は実施例と同等であったが、蒸発量は約半分であり、蒸発時間を考慮しても、セレンの蒸発量は実施例より少なかった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るセレン蒸留装置の概略図
【符号の説明】
【００２６】
１−蒸留炉、２−蒸留容器、３−蒸留容器上部、４−供給ダクト、５−蓋、６−排気管、７−水槽、８−スクリューフィーダ。
【図１】
0004957909.tif 000002