[发明专利]一种四氯化锗的制备方法

说明书

本发明公开了一种四氯化锗的制备方法，属于锗提取冶金技术领域。本发明提供的四氯化锗的制备方法包括以下步骤：将锗金属粉末与硫酸溶液混合浆化，得悬浊液；随后往悬浊液中通入氯气进行氯化，得氯化混合物；对氯化混合物进行固液分离，收集液体和固体；将液体静置分层，得上层溶液和下层溶液，上层溶液为待回收硫酸溶液，下层溶液为四氯化锗粗品；精馏提纯四氯化锗粗品，得四氯化锗。本发明提供的四氯化锗的制备方法操作简单，制备得到的四氯化锗的直收率和纯度高，并且在制备的过程中实现了原料的重复利用，能够有效的节约能源，降低能耗和成本，有利于实际生产。

技术领域

本发明属于锗提取冶金技术领域，尤其涉及一种四氯化锗的制备方法。

背景技术

锗金属是一种灰白色的金属，有着良好的半导体性质，高纯锗主要应用在红外光学、半导体电子、航天、太阳能等领域。锗几乎没有单独的矿场，且价格昂贵，从含锗原料加工到区熔锗过程中，成品率只有50～60％，若再继续加工到用于红外光学用的锗镜片，成品率更低，因此锗的高效回收利用具有非常重要的经济价值和社会意义。回收锗是典型的“循环经济”，对经济可持续发展，推进能源替代，减少环境污染，保护生态环境，控制污染具有重要的战略意义，对我国稀散金属安全也起到重要的贡献。传统经典的锗深加工边角料、废料、锗泥等含锗物料通过预处理后球磨成粉体，在盐酸体系中氯化蒸馏生产粗四氯化锗，然后再进一步精馏提纯、水解深加工成二氧化锗。或者采用氧化的方式把锗先氧化成二氧化锗，然后在盐酸体系中氯化蒸馏。但是在盐酸体系氯化蒸馏，是把锗金属粉末用氯气氯化得到的四氯化锗通过加热方式把四氯化锗蒸馏出来。有蒸馏就会出现不能完全冷凝下来的四氯化锗将会随尾气跑到喷淋塔需要再次回收。

根据现有的氯化蒸馏体系来说，绝大多数企业氯化蒸馏及复蒸馏体系中将有4％～8％的锗跑到喷淋塔，导致氯化蒸馏直收率只有92～96％左右。因此，提升锗回收利用的直收率、降低回收过程的成本具有显著的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种直收率高、节能环保、低成本、纯度高的四氯化锗的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种四氯化锗的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将锗金属粉末与硫酸溶液混合浆化，得悬浊液；

(2)往步骤(1)所述悬浊液中通入氯气进行氯化，得氯化混合物；

(3)将步骤(2)所述氯化混合物进行固液分离，收集液体和固体；

(4)将步骤(3)所述液体静置分层，得上层溶液和下层溶液，上层溶液为待回收硫酸溶液，下层溶液为四氯化锗粗品；

(5)将步骤(4)所述四氯化锗粗品精馏提纯，得四氯化锗。

本发明提供的一种四氯化锗的制备方法中通过浆化、氯化、过滤、静置分离的方式，由锗金属粉末制备得到四氯化锗，能够避免现有技术中采用的蒸馏方式导致的四氯化锗的挥发，进而降低四氯化锗的直收率；同时，本发明无需采用蒸馏的方式提纯四氯化锗，从而在减少四氯化锗蒸馏导致的损失的同时，也能减少能源的消耗，达到节能减排的目的。

作为本发明所述四氯化锗的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，硫酸溶液的质量浓度为60～80％。

发明人研究发现，四氯化锗与质量浓度为60～80％的硫酸溶液几乎互不相溶，因此，能够在步骤(4)中取得优异的静置分层的效果，即步骤(4)中的静置分层利用的就是四氯化锗与质量浓度为60～80％的硫酸溶液不互溶且具有一定的密度差；因此，在静置分层的过程中会出现硫酸溶液层和四氯化锗粗品层。另外，由于四氯化锗的密度比硫酸溶液的密度大，其位于下层，也即四氯化锗粗品被硫酸溶液完全覆盖，从而在一定程度上还能进一步避免四氯化锗的挥发，进一步保证四氯化锗的直收率。

作为本发明所述四氯化锗的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，氯化的温度为40～50℃。