[發明專利]一種低氯高純二氧化鍺的制備方法

在審

• 申請號: 201811429666.3
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109205661A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 陳建國;聶玉
• 申請（專利權）人: 衡陽恒榮高純半導體材料有限公司
• 主分類號: C01G17/02
• 分類號: C01G17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種低氯高純二氧化鍺的制備方法，包括以下步驟：以普通二氧化鍺為原料，將其緩慢加入到水中與水反應，反應產物干燥后得到二氧化鍺粉體；將二氧化鍺粉體用碳酸鈉溶液在常溫下進行溶解，然后再滴加少量的氫氧化鈉溶液，得到含二氧化鍺的液體；往含二氧化鍺的液體中加入鹽酸中和至溶液的pH，蒸餾得到四氯化鍺；將四氯化鍺進行精餾提純得到高純四氯化鍺，將高純四氯化鍺加熱后用氮氣氣化，然后水解得到二氧化鍺，過濾，洗滌干燥，得到低氯高純二氧化鍺。本發明采用碳酸鈉和氫氧化鈉共同配合，使二氧化鍺粉體溶解，能夠快速的溶解二氧化鍺，去除二氧化鍺中的雜質，提高二氧化鍺的純度，達到了99.999％以上。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種低氯高純二氧化鍺的制備方法。

背景技術

二氧化鍺是一種重要的半導體光電子材料，可應用于光電通訊的納米連接，廣泛應用于集成光學系統的光波導等光學器件，在光學數據存儲系統等方面也有著廣闊的應用前景，因此關于GeO2材料制備的研究具有非常重要的科學意義和巨大的應用潛力。

鍺產品高純二氧化鍺現行的國家標準(GB/T 11069-2006)規定要求：純度不小于99.999％，含氯量不大于0.05％。二氧化鍺存在六方晶型、無定型和四方晶型三種晶體結構，六方晶型和無定型的二氧化鍺為鹽酸易溶物，而四方晶型的二氧化鍺為鹽酸不溶物。目前在由粗二氧化鍺來生產高純二氧化鍺的過程中，通常直接采用鹽酸氯化蒸餾來回收鍺的方法，由于一些原料生產出的粗二氧化鍺中會存在5-10％的鹽酸不溶鍺，即四方晶型的二氧化鍺，因此在采用傳統的直接鹽酸蒸餾法來從粗二氧化鍺生產高純二氧化鍺時，由于受四方晶型的二氧化鍺的影響，蒸餾回收率一般在90％左右，除此外，由于生產此類粗二氧化鍺的原料中的砷含量過高，常規的鹽酸蒸餾法生產出的四氯化鍺的砷含量會嚴重超標，從而使產出的高純二氧化鍺不合格。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種低氯高純二氧化鍺的制備方法。

本發明提供了一種低氯高純二氧化鍺的制備方法，包括以下步驟：

1)以普通二氧化鍺為原料，將其緩慢加入到水中與水反應，反應產物干燥后得到二氧化鍺粉體；

2)將二氧化鍺粉體用碳酸鈉溶液在常溫下進行溶解，然后再滴加少量的氫氧化鈉溶液，得到含二氧化鍺的液體，其中碳酸鈉溶液的摩爾濃度為2-3mol/L；

3)往含二氧化鍺的液體中加入摩爾濃度為4-6mol/L的鹽酸中和至溶液的pH為0.5-1，蒸餾得到四氯化鍺；

4)將四氯化鍺進行精餾提純得到高純四氯化鍺，將高純四氯化鍺加熱后用氮氣氣化，然后水解得到二氧化鍺，過濾，洗滌干燥，得到低氯高純二氧化鍺。

優選的，步驟1)中所述加入普通二氧化鍺的速度為1-5g/min。

優選的，步驟1)中所述普通二氧化鍺的質量與水的質量比1:2-6。

優選的，步驟2)所述碳酸鈉溶液與二氧化鍺粉體的質量比為6-10:1。

優選的，步驟2)所述氫氧化鈉溶液摩爾濃度為3-5mol/L。

優選的，步驟2)所述氫氧化鈉溶液與二氧化鍺粉體的質量比為2:1。

優選的，步驟3)所述蒸餾溫度為90-100℃。

優選的，步驟4)中所述精餾提純方法為將高純四氯化鍺轉移到精餾塔中加熱到60-75℃，排出高純四氯化鍺中的氯化氫氣體，再將精餾塔溫度升高到80-90℃進行精餾。

優選的，步驟4)所述加熱溫度為50-60℃。

優選的，步驟4)所述水的用量為四氯化鍺體積的5-8倍。