[發明專利]一種四氯化鍺的制備方法

有效

• 申請號: 202211088324.6
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115367786B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 彭偉校;陳應紅;彭永延;梁水強;胡新杰;宋開偉
• 申請（專利權）人: 廣東先導稀材股份有限公司
• 主分類號: C01G17/04
• 分類號: C01G17/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 許東輝

本發明公開了一種四氯化鍺的制備方法，屬于鍺提取冶金技術領域。本發明提供的四氯化鍺的制備方法包括以下步驟：將鍺金屬粉末與硫酸溶液混合漿化，得懸濁液；隨后往懸濁液中通入氯氣進行氯化，得氯化混合物；對氯化混合物進行固液分離，收集液體和固體；將液體靜置分層，得上層溶液和下層溶液，上層溶液為待回收硫酸溶液，下層溶液為四氯化鍺粗品；精餾提純四氯化鍺粗品，得四氯化鍺。本發明提供的四氯化鍺的制備方法操作簡單，制備得到的四氯化鍺的直收率和純度高，并且在制備的過程中實現了原料的重復利用，能夠有效的節約能源，降低能耗和成本，有利于實際生產。

技術領域

本發明屬于鍺提取冶金技術領域，尤其涉及一種四氯化鍺的制備方法。

背景技術

鍺金屬是一種灰白色的金屬，有著良好的半導體性質，高純鍺主要應用在紅外光學、半導體電子、航天、太陽能等領域。鍺幾乎沒有單獨的礦場，且價格昂貴，從含鍺原料加工到區熔鍺過程中，成品率只有50～60％，若再繼續加工到用于紅外光學用的鍺鏡片，成品率更低，因此鍺的高效回收利用具有非常重要的經濟價值和社會意義。回收鍺是典型的“循環經濟”，對經濟可持續發展，推進能源替代，減少環境污染，保護生態環境，控制污染具有重要的戰略意義，對我國稀散金屬安全也起到重要的貢獻。傳統經典的鍺深加工邊角料、廢料、鍺泥等含鍺物料通過預處理后球磨成粉體，在鹽酸體系中氯化蒸餾生產粗四氯化鍺，然后再進一步精餾提純、水解深加工成二氧化鍺。或者采用氧化的方式把鍺先氧化成二氧化鍺，然后在鹽酸體系中氯化蒸餾。但是在鹽酸體系氯化蒸餾，是把鍺金屬粉末用氯氣氯化得到的四氯化鍺通過加熱方式把四氯化鍺蒸餾出來。有蒸餾就會出現不能完全冷凝下來的四氯化鍺將會隨尾氣跑到噴淋塔需要再次回收。

根據現有的氯化蒸餾體系來說，絕大多數企業氯化蒸餾及復蒸餾體系中將有4％～8％的鍺跑到噴淋塔，導致氯化蒸餾直收率只有92～96％左右。因此，提升鍺回收利用的直收率、降低回收過程的成本具有顯著的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種直收率高、節能環保、低成本、純度高的四氯化鍺的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種四氯化鍺的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將鍺金屬粉末與硫酸溶液混合漿化，得懸濁液；

(2)往步驟(1)所述懸濁液中通入氯氣進行氯化，得氯化混合物；

(3)將步驟(2)所述氯化混合物進行固液分離，收集液體和固體；

(4)將步驟(3)所述液體靜置分層，得上層溶液和下層溶液，上層溶液為待回收硫酸溶液，下層溶液為四氯化鍺粗品；

(5)將步驟(4)所述四氯化鍺粗品精餾提純，得四氯化鍺。

本發明提供的一種四氯化鍺的制備方法中通過漿化、氯化、過濾、靜置分離的方式，由鍺金屬粉末制備得到四氯化鍺，能夠避免現有技術中采用的蒸餾方式導致的四氯化鍺的揮發，進而降低四氯化鍺的直收率；同時，本發明無需采用蒸餾的方式提純四氯化鍺，從而在減少四氯化鍺蒸餾導致的損失的同時，也能減少能源的消耗，達到節能減排的目的。

作為本發明所述四氯化鍺的制備方法的優選實施方式，所述步驟(1)中，硫酸溶液的質量濃度為60～80％。

發明人研究發現，四氯化鍺與質量濃度為60～80％的硫酸溶液幾乎互不相溶，因此，能夠在步驟(4)中取得優異的靜置分層的效果，即步驟(4)中的靜置分層利用的就是四氯化鍺與質量濃度為60～80％的硫酸溶液不互溶且具有一定的密度差；因此，在靜置分層的過程中會出現硫酸溶液層和四氯化鍺粗品層。另外，由于四氯化鍺的密度比硫酸溶液的密度大，其位于下層，也即四氯化鍺粗品被硫酸溶液完全覆蓋，從而在一定程度上還能進一步避免四氯化鍺的揮發，進一步保證四氯化鍺的直收率。

作為本發明所述四氯化鍺的制備方法的優選實施方式，所述步驟(2)中，氯化的溫度為40～50℃。