[發明專利]一種光纖用四氯化鍺的制備提純方法

無效

• 申請號: 201110451640.0
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103183375A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 袁琴;武鑫萍;劉福財;莫杰;耿寶利
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研光電新材料有限責任公司
• 主分類號: C01G17/04
• 分類號: C01G17/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 郭佩蘭

技術領域

本發明屬化工技術領域，具體涉及一種光纖用四氯化鍺的制備提純方法。

背景技術

光纖通訊是當今世界上最先進的通訊技術。光纖通訊具有容量大、頻帶寬、抗干擾、保密性和可靠性強、穩定性好、損耗低以及體積小、質量輕、成本低、中繼距離長等優點。而四氯化鍺是制造通訊光纖的關鍵基礎材料之一，在光纖制造中，四氯化鍺是光纖預制棒生產中的重要摻雜劑，其作用是提高纖芯的折射指數，降低光損耗，進而提高光纖的傳輸距離。因此對四氯化鍺純度的要求也越來越高。從粗的GeCl4和含雜質的GeCl4中提純為精GeCl4的提純技術，主要是改進排除As和其他雜質的工藝。目前國內外采用液-液萃取或者氫氧化銨純化法的方法制備較純的GeCl4。

液-液萃取利用GeCl4種As及其它雜質在酸性溶液中有相對較高的溶解度的特點，使用含飽和Cl2的鹽酸作為溶劑，選擇性地提取和As其它雜質如銻、鎵、硅、硼及鋁。其工藝過程是讓氣態GeCl4進入裝有濃鹽酸水溶液的洗滌反應器，保持稍高于GeCl4沸點的溫度并保持Cl2飽和，在洗滌柱中，氣態GeCl4自下而上，飽和的鹽酸自上而下，使飽和鹽酸溶液吸收粗GeCl4中的雜質，從而獲得高純度的GeCl4。但由于溶劑的效果由其純度決定，因此要得到高純度的GeCl4就必須使用大量的新酸，并且在萃取期間要保持液相較低的溫度，這樣的制備技術處理費用較高，又很難精確控制液相的溫度，降低了生產效率，使GeCl4產量降低，成本增加，不適用于大規模的企業生產。

氫氧化銨純化法是將粗GeCl4用堿性氫氧化銨溶液處理，然后再進行蒸餾，得到純凈的產品。其工藝過程是使GeCl4中的雜質氯化物發生水解反應，生成相應的氧化物，而氫氧化銨水解后轉化成氯化按。再下一步的蒸餾過程中，氯化銨較易揮發，雜質氧化物留在蒸餾釜底。這種方法雖使用高濃度的堿液，但GeCl4仍會發生少量水解生成GeO2，使GeCl4的總量減少，生產效率較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光纖用四氯化鍺的制備提純方法，獲得的GeCl₄中金屬雜質含量小于3ppb，含氫雜質小于1ppm，完全滿足光纖用四氯化鍺的要求，本工藝條件穩定，工藝過程容易控制，生產效率較高，適合企業大規模生產應用。

為達到上述的發明目的，本發明采用以下技術方案：

這種光纖用四氯化鍺的制備和提純方法，其特征在于：它包括以下步驟：

1)、將鍺精礦、工業鹽酸、工業硫酸、三氯化鐵，按照比例加入氯化蒸餾釜中，經過加熱，發生反應，得到氣體四氯化鍺，氣體冷凝為液體粗四氯化鍺；

2)、將粗四氯化鍺、分析純鹽酸、二氧化錳按照比例加入，一次復蒸反應釜中混合進行簡單蒸餾，經一次復蒸的四氯化鍺進入二次復蒸釜中與分析純鹽酸、二氧化錳混合后，經過初步提純蒸餾，得到四氯化鍺，四氯化鍺中的金屬雜質含量小于10ppb；

3)、經過復蒸提純四氯化鍺在石英精餾塔中，在惰性氣氛下，通過控制釜溫75～95℃、柱溫30～95、回流比4∶1～14∶1、壓力9.0×10⁴Pa～9.9×10⁵Pa(絕對壓力)。進行精餾提純，得到四氯化鍺，四氯化鍺中金屬雜質含量小于3ppb，含氫雜質含量小于1ppm。

氯化蒸餾可選用500L搪瓷反應釜，鍺精礦、工業鹽酸、工業濃硫酸、三氯化鐵、的比例：鍺精礦加入量為60～100公斤，工業鹽酸400-450L，硫酸10-20L，三氯化鐵為15～35公斤。

復蒸蒸餾可選用50L耐酸搪瓷反應釜，回流塔選用石英篩板塔，四氯化鍺和濃鹽酸用量的體積比為1∶1～2升，二氧化錳為30克～100克/L四氯化鍺。

精餾提純主體設備選用石英塔，包括石英塔釜、石英塔柱、石英冷凝塔頭。

本發明光纖用四氯化鍺的工藝方法包括：氯化蒸餾、復蒸蒸餾、精餾提純三個具體工藝過程。