[发明专利]一种光纤用四氯化锗的生产方法

说明书

技术领域

本发明属稀散金属冶金领域，涉及一种高纯度化合物的提纯方法，特别是用于光纤生产的光纤用四氯化锗的提纯方法。

背景技术

高纯四氯化锗是高品级石英系光纤不可缺少的关键原料，用作石英系光纤中的主要掺杂剂，其用途是提高光纤的折射指数，降低光损耗，进而提高光纤的传输距离。由于掺杂剂是进入到光纤纤芯中的，其含量和分布决定着光纤的重要性能指标，其质量如何直接影响着是否能获得高质量的光纤。因此，对四氯化锗中金属杂质(Fe、Co、Cr、Mn、Cu等)和含氢杂质(OH、CH、HCl)的含量要求极低。

目前广泛使用的精馏工艺可较好地去除金属杂质(Fe、Co、Cr、Mn、Cu等)，但无法有效地去除含氢杂质(OH、CH、HCl)；单独采用氯化氢气体或无水氯气来提纯四氯化锗，只能去除砷和其他类似的杂质，而不能去除含氢杂质；把PCl₃或PBr₃加到SiCl₄，GeCl₄和POCl₃中并在其中加入Cl₂或Br₂，使-OH基团的反应形成了HCl(或HBr)和POCl₃(或POBr₃)，然后去除HCl和HBr，从而实现去除四氯化锗中OH杂质和HCl杂质，此技术也无法去除CH杂质；虽然将四氯化锗在1000℃以上的高温下进行处理，使其中的氢原子被氯气氯化成氯化氢，最终实现对含氢杂质的去除，但该工艺对设备的要求非常高，且操作复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种能够有效去除四氯化锗中含氢杂质(OH、CH和HCl)的工艺，从而获得满足光纤生产的光纤用四氯化锗。

本发明的技术方案是：其步骤：

(1)将0.25～2.0∶1的盐酸和四氯化锗加入到蒸馏釜中进行蒸馏，或在单独蒸馏四氯化锗的同时通入HCl气体，直至蒸馏结束，蒸馏温度为76～80℃；

(2)蒸馏出来的溶液经盐酸分离器分离后的四氯化锗溶液存放于储罐中，需静置36h～72h；

(3)将储罐中的四氯化锗溶液排入空塔蒸馏釜中，将四氯化锗溶液温度升高至70～75℃，在不断通入氮气的同时，采用紫外灯进行光照，最后在76～80℃进行精馏操作并转移出产品。

其中：所述盐酸为分析纯盐酸，所述氮气为高纯氮气，通入氮气时间为12h～36h，所述紫外灯功率为40W，产生波长为253.7nm的紫外光。

四氯化锗在常温、常压下为液体，容易挥发，并且具有很强的腐蚀性，在空气中长期暴露，即可吸收空气中的水分而发生化学反应，根据水的摩尔数不同，发生如下反应：GeCl₄+H₂OGe(OH)Cl₃+HCl(C_(H2O)＜1×10^-2mol/L)；GeCl₄+nH₂OGe(OH)_nCl_4-n+nHCl(n＝2，3)(C_(H2O)＞1×10^-2mol/L)。要想得到OH杂质含量较少的四氯化锗，就应该尽可能地增加HCl的浓度，降低H₂O含量，采用的方法是将分析纯盐酸与四氯化锗共同蒸馏，由此蒸馏得到的四氯化锗静置36h～72h，可以很好地抑制OH杂质的产生，并使盐酸与四氯化锗很好的分离，减少盐酸在四氯化锗中的溶解度。采用紫外灯进行光照可以使四氯化锗中存在的少量水分解离为H₂和O₂，紫外灯产生波长为253.7nm紫外光。精馏温度为76～80℃，在室温收集馏出液。经过上述步骤处理可以得到满足光纤生产的光纤用四氯化锗。

本发明与现有技术比较具有：工艺过程简单，操作方便，在一套装置中即可完成所有步骤，可以很好地去除四氯化锗中的含氢杂质，具有较高的工业使用价值。

具体实施方式

实施例1：

(1)将7L盐酸和28L四氯化锗加入到蒸馏釜中进行蒸馏，蒸馏温度为76℃；

(2)蒸馏出来的溶液经盐酸分离器分离后的四氯化锗溶液存放于储罐中，需静置36h；

(3)将储罐中的四氯化锗溶液排入空塔蒸馏釜中，将四氯化锗溶液温度升高至70℃，在不断通入氮气12h的同时，采用紫外灯进行光照，紫外灯功率为40W，产生波长为253.7nm的紫外光。最后进行精馏操作并转移出产品，精馏温度为76℃。

实施例2：