[发明专利]一种高纯二氧化锗的制备方法

说明书

本发明涉及一种高纯二氧化锗的制备方法,包括如下步骤，将含锗原料和含有双氧水的盐酸溶液混合，过滤，得到滤液，逐步提高滤液的温度进行蒸发，蒸发的同时向滤液中补充盐酸溶液，最终控制蒸发温度在85‑90℃条件下进行蒸发，收集蒸馏物，反应一段时间后，将滤液在密封环境下升温至200‑250℃条件加热蒸发，然后在85‑90℃条件下进行蒸发，合并蒸馏物；将上述蒸馏物溶于浓盐酸，静置，过滤，滤液浓缩，然后进行水解反应，水解过程中不断补充纯水，得到二氧化锗晶体，将二氧化锗晶体进行反复离心和洗涤，然后烘干，煅烧，得到高纯二氧化锗，制备方法简单，条件温和，成本较低，纯度高，收率高。

技术领域

本发明属于一种化工生产制备领域，具体是涉及到一种高纯二氧化锗的制备方法。

背景技术

锗是一种稀有分散金属，在地壳中含量仅为4×10-4％，主要赋存于有色金属矿、煤矿中，除了非常少的锗石矿外，几乎没有单独的锗矿。提取锗的原料主要有各种金属冶炼过程中的锗富集物、含锗煤燃烧产物和锗加工的废料。

二氧化锗是一种固体白色粉末，化学式GeO2，分子量104.59。在常温下水中溶解度4g/L，不跟水反应，可溶于浓盐酸生成四氯化锗，也可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。高纯GeO2主要由高纯GeCl4水解制得。

水解工序是保证锗产品质量、产量的关键工序。从上述反应方程式可以看出高纯GeCl4与纯水混合，会生成HCl和溶解度很低的GeO2，并放出大量的热，因此必须要对水解过程进行冷却，才可以使反应进行得完全彻底，获取较高的水解直收率。

传统的工艺采用石英材质或PVC作为水解容器，向水解容器中加入去离子水后，采用冰盐水作为冷却介质，搅拌，冷却到一定温度，缓慢加入GeCl4进行水解反应。加料完毕，搅拌一定时间后，静置，负压抽取上层水解母液后，向水解桶中加入纯水，搅拌，清洗，负压抽滤清洗后的混合物，同时进行固液分离，之后使用烘箱将含水量20％左右的湿GeO2烘干。

缺点：生产设备密封不严，水解产生的强腐蚀性气体HCl，长期腐蚀各种设备，尤其是搅拌桨电机皮带传动机械装置，导致转速不匀，振动很大，噪声较大，粉尘等杂质易进入产品中，影响质量。反应产物采用负压抽取，残留多，影响下一批次的产品水解程度。水解容器石英玻璃桶或PVC塑料容器容易裂纹和破损，导致GeO2跑、冒、渗造成损失。固液分离采用负压抽滤工艺，人员劳动强度大，工艺时间长，四氯化锗水解度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高纯二氧化锗的制备方法，制备方法简单，条件温和，成本较低，纯度高，收率高。

本发明的内容为高纯二氧化锗的制备方法，包括如下步骤，

将含锗原料和含有双氧水的盐酸溶液混合，过滤，得到滤液，逐步提高滤液的温度进行蒸发，蒸发的同时向滤液中补充盐酸溶液，最终控制蒸发温度在85-90℃条件下进行蒸发，收集蒸馏物，反应一段时间后，将滤液在密封环境下升温至200-250℃条件加热蒸发，然后在85-90℃条件下进行蒸发，合并蒸馏物；

将上述蒸馏物溶于浓盐酸，静置，过滤，滤液浓缩，然后进行水解反应，水解过程中不断补充纯水，得到二氧化锗晶体，将二氧化锗晶体进行反复离心和洗涤，然后烘干，煅烧，得到高纯二氧化锗。

含有双氧水的盐酸溶液中，双氧水的重量浓度为5-30％，盐酸的重量浓度为10-15％。

含有双氧水的盐酸溶液中，还含有硫酸。

含锗原料和含有双氧水的盐酸溶液的重量比为1:(3-4)。

逐步提高滤液的温度进行蒸发时，升温速度为0.1-1℃/min。

水解反应的温度为-10～-5℃。