[发明专利]一种低氯高纯二氧化锗的制备方法

说明书

本发明公开了一种低氯高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：以普通二氧化锗为原料，将其缓慢加入到水中与水反应，反应产物干燥后得到二氧化锗粉体；将二氧化锗粉体用碳酸钠溶液在常温下进行溶解，然后再滴加少量的氢氧化钠溶液，得到含二氧化锗的液体；往含二氧化锗的液体中加入盐酸中和至溶液的pH，蒸馏得到四氯化锗；将四氯化锗进行精馏提纯得到高纯四氯化锗，将高纯四氯化锗加热后用氮气气化，然后水解得到二氧化锗，过滤，洗涤干燥，得到低氯高纯二氧化锗。本发明采用碳酸钠和氢氧化钠共同配合，使二氧化锗粉体溶解，能够快速的溶解二氧化锗，去除二氧化锗中的杂质，提高二氧化锗的纯度，达到了99.999％以上。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低氯高纯二氧化锗的制备方法。

背景技术

二氧化锗是一种重要的半导体光电子材料，可应用于光电通讯的纳米连接，广泛应用于集成光学系统的光波导等光学器件，在光学数据存储系统等方面也有着广阔的应用前景，因此关于GeO2材料制备的研究具有非常重要的科学意义和巨大的应用潜力。

锗产品高纯二氧化锗现行的国家标准(GB/T 11069-2006)规定要求：纯度不小于99.999％，含氯量不大于0.05％。二氧化锗存在六方晶型、无定型和四方晶型三种晶体结构，六方晶型和无定型的二氧化锗为盐酸易溶物，而四方晶型的二氧化锗为盐酸不溶物。目前在由粗二氧化锗来生产高纯二氧化锗的过程中，通常直接采用盐酸氯化蒸馏来回收锗的方法，由于一些原料生产出的粗二氧化锗中会存在5-10％的盐酸不溶锗，即四方晶型的二氧化锗，因此在采用传统的直接盐酸蒸馏法来从粗二氧化锗生产高纯二氧化锗时，由于受四方晶型的二氧化锗的影响，蒸馏回收率一般在90％左右，除此外，由于生产此类粗二氧化锗的原料中的砷含量过高，常规的盐酸蒸馏法生产出的四氯化锗的砷含量会严重超标，从而使产出的高纯二氧化锗不合格。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种低氯高纯二氧化锗的制备方法。

本发明提供了一种低氯高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：

1)以普通二氧化锗为原料，将其缓慢加入到水中与水反应，反应产物干燥后得到二氧化锗粉体；

2)将二氧化锗粉体用碳酸钠溶液在常温下进行溶解，然后再滴加少量的氢氧化钠溶液，得到含二氧化锗的液体，其中碳酸钠溶液的摩尔浓度为2-3mol/L；

3)往含二氧化锗的液体中加入摩尔浓度为4-6mol/L的盐酸中和至溶液的pH为0.5-1，蒸馏得到四氯化锗；

4)将四氯化锗进行精馏提纯得到高纯四氯化锗，将高纯四氯化锗加热后用氮气气化，然后水解得到二氧化锗，过滤，洗涤干燥，得到低氯高纯二氧化锗。

优选的，步骤1)中所述加入普通二氧化锗的速度为1-5g/min。

优选的，步骤1)中所述普通二氧化锗的质量与水的质量比1:2-6。

优选的，步骤2)所述碳酸钠溶液与二氧化锗粉体的质量比为6-10:1。

优选的，步骤2)所述氢氧化钠溶液摩尔浓度为3-5mol/L。

优选的，步骤2)所述氢氧化钠溶液与二氧化锗粉体的质量比为2:1。

优选的，步骤3)所述蒸馏温度为90-100℃。

优选的，步骤4)中所述精馏提纯方法为将高纯四氯化锗转移到精馏塔中加热到60-75℃，排出高纯四氯化锗中的氯化氢气体，再将精馏塔温度升高到80-90℃进行精馏。

优选的，步骤4)所述加热温度为50-60℃。

优选的，步骤4)所述水的用量为四氯化锗体积的5-8倍。