[发明专利]一种光纤用四氯化锗的制备提纯方法

说明书

技术领域

本发明属化工技术领域，具体涉及一种光纤用四氯化锗的制备提纯方法。

背景技术

光纤通讯是当今世界上最先进的通讯技术。光纤通讯具有容量大、频带宽、抗干扰、保密性和可靠性强、稳定性好、损耗低以及体积小、质量轻、成本低、中继距离长等优点。而四氯化锗是制造通讯光纤的关键基础材料之一，在光纤制造中，四氯化锗是光纤预制棒生产中的重要掺杂剂，其作用是提高纤芯的折射指数，降低光损耗，进而提高光纤的传输距离。因此对四氯化锗纯度的要求也越来越高。从粗的GeCl4和含杂质的GeCl4中提纯为精GeCl4的提纯技术，主要是改进排除As和其他杂质的工艺。目前国内外采用液-液萃取或者氢氧化铵纯化法的方法制备较纯的GeCl4。

液-液萃取利用GeCl4种As及其它杂质在酸性溶液中有相对较高的溶解度的特点，使用含饱和Cl2的盐酸作为溶剂，选择性地提取和As其它杂质如锑、镓、硅、硼及铝。其工艺过程是让气态GeCl4进入装有浓盐酸水溶液的洗涤反应器，保持稍高于GeCl4沸点的温度并保持Cl2饱和，在洗涤柱中，气态GeCl4自下而上，饱和的盐酸自上而下，使饱和盐酸溶液吸收粗GeCl4中的杂质，从而获得高纯度的GeCl4。但由于溶剂的效果由其纯度决定，因此要得到高纯度的GeCl4就必须使用大量的新酸，并且在萃取期间要保持液相较低的温度，这样的制备技术处理费用较高，又很难精确控制液相的温度，降低了生产效率，使GeCl4产量降低，成本增加，不适用于大规模的企业生产。

氢氧化铵纯化法是将粗GeCl4用碱性氢氧化铵溶液处理，然后再进行蒸馏，得到纯净的产品。其工艺过程是使GeCl4中的杂质氯化物发生水解反应，生成相应的氧化物，而氢氧化铵水解后转化成氯化按。再下一步的蒸馏过程中，氯化铵较易挥发，杂质氧化物留在蒸馏釜底。这种方法虽使用高浓度的碱液，但GeCl4仍会发生少量水解生成GeO2，使GeCl4的总量减少，生产效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤用四氯化锗的制备提纯方法，获得的GeCl₄中金属杂质含量小于3ppb，含氢杂质小于1ppm，完全满足光纤用四氯化锗的要求，本工艺条件稳定，工艺过程容易控制，生产效率较高，适合企业大规模生产应用。

为达到上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：

这种光纤用四氯化锗的制备和提纯方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)、将锗精矿、工业盐酸、工业硫酸、三氯化铁，按照比例加入氯化蒸馏釜中，经过加热，发生反应，得到气体四氯化锗，气体冷凝为液体粗四氯化锗；

2)、将粗四氯化锗、分析纯盐酸、二氧化锰按照比例加入，一次复蒸反应釜中混合进行简单蒸馏，经一次复蒸的四氯化锗进入二次复蒸釜中与分析纯盐酸、二氧化锰混合后，经过初步提纯蒸馏，得到四氯化锗，四氯化锗中的金属杂质含量小于10ppb；

3)、经过复蒸提纯四氯化锗在石英精馏塔中，在惰性气氛下，通过控制釜温75～95℃、柱温30～95、回流比4∶1～14∶1、压力9.0×10⁴Pa～9.9×10⁵Pa(绝对压力)。进行精馏提纯，得到四氯化锗，四氯化锗中金属杂质含量小于3ppb，含氢杂质含量小于1ppm。

氯化蒸馏可选用500L搪瓷反应釜，锗精矿、工业盐酸、工业浓硫酸、三氯化铁、的比例：锗精矿加入量为60～100公斤，工业盐酸400-450L，硫酸10-20L，三氯化铁为15～35公斤。

复蒸蒸馏可选用50L耐酸搪瓷反应釜，回流塔选用石英筛板塔，四氯化锗和浓盐酸用量的体积比为1∶1～2升，二氧化锰为30克～100克/L四氯化锗。

精馏提纯主体设备选用石英塔，包括石英塔釜、石英塔柱、石英冷凝塔头。

本发明光纤用四氯化锗的工艺方法包括：氯化蒸馏、复蒸蒸馏、精馏提纯三个具体工艺过程。