[发明专利]一种高纯黄磷的生产方法

说明书

本发明公开了一种高纯黄磷的生产方法，包括如下步骤：将含硫杂质的黄磷在装有填料的高纯石英蒸馏柱中进行蒸馏，黄磷与填料重量比在（2‑5）:1，蒸馏柱底部通入惰性气体，蒸馏温度240‑320℃；在石英蒸馏柱顶端收集220‑280℃馏份，经循环水冷却到20‑25℃，得到高纯度低硫的黄磷。其中：步骤（1）中所述的填料为铬、钴、锰、铁、铜、镍的一种或多种金属填充剂与高纯石英θ环混合制成，金属填充剂与高纯石英θ环重量比在（5‑7）:1，金属填充剂的纯度＞99.999%。本发明纯度高、低硫、工艺流程短、安全性高。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种高纯黄磷的生产方法。

背景技术

高纯黄磷广泛应用在化合物半导体、发光二极管、太阳能电池等领域。在合成磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)化合物半导体中，对于磷源的纯度需大于99.9999％，特别对于杂质硫含量需小于0.1ppm以下。

受原料及生产工艺条件等因素影响，工业黄磷产品中常含硫、有机杂质、硅以及金属杂质等。现有的纯化方法主要有化学法和吸附法，化学法主要采用氧化剂对黄磷进行氧化，使其中的杂质从黄磷中脱出，吸附法主要采用具有较强吸附能力如活性炭作为吸附剂，使部分杂质从黄磷中分离、脱除。

中国专利公开号CN103588185A公开了一种黄磷纯化方法，采用一定浓度的水溶性有机胺水溶液作为脱硫剂于50-85℃温度、在搅拌条件下与液态工业黄磷充分接触，工业黄磷中的杂质硫进入水溶液，从而实现与黄磷的分离脱除。该方法得到的黄磷产品硫含量最低为35ppm，不能满足半导体行业需求。

德国专利DE76482公开了一种采用重量为黄磷重量15-18％的浓硫酸与黄磷在特质的反应器中混合反应后分离得到低硫浓度的黄磷的方法，该方法在使用浓硫酸的过程中激烈稀释放热容易发生爆炸危险，增加了操作危险性，该方法得到的黄磷产品硫含量仍大于100ppm，硫脱除效果有限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种纯度高、低硫、工艺流程短、安全性高的高纯黄磷的生产方法。

本发明的一种高纯黄磷的生产方法，包括如下步骤：

(1)将含硫杂质的黄磷在装有填料的高纯石英蒸馏柱中进行蒸馏，黄磷与填料重量比在(2-5):1，蒸馏柱底部通入惰性气体，蒸馏温度240-320℃；

(2)在石英蒸馏柱顶端收集220-280℃馏份，经循环水冷却到20-25℃，得到高纯度低硫的黄磷。

上述的一种高纯黄磷的生产方法，其中：步骤(1)中所述的填料为铬、钴、锰、铁、铜、镍的一种或多种金属填充剂与高纯石英θ环混合制成，金属填充剂与高纯石英θ环重量比在(5-7):1，金属填充剂的纯度＞99.999％。

上述的一种高纯黄磷的生产方法，其中：所述蒸馏温度优选270-310℃。

上述的一种高纯黄磷的生产方法，其中：所述黄磷与填料重量比优选(3-4):1。

上述的一种高纯黄磷的生产方法，其中：所述惰性气体为氩气或氮气。

上述的一种高纯黄磷的生产方法，其中：步骤(2)中馏份优选260－275℃。

本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本发明利用在惰性气体下，黄磷蒸汽通过蒸馏填料时，硫杂质在金属填充剂混合填料层表面发生化学吸附，有效去除黄磷中的硫杂质；另外通过蒸馏，控制收集馏份的温度，黄磷中的有机杂质、金属杂质得到去除。经本发明纯化后的黄磷特别是硫杂质去除效果好，得到的黄磷硫含量可低至100ppb，产品纯度大于99.9999％。产品质量能满足化合物半导体对磷源的质量要求。且本发明工艺简单、安全性高。

具体实施方式

实施例1－6