[发明专利]一种以二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法，属有色金属冶炼中稀散金属化合物制备范畴。

背景技术

高纯材料是材料技术进步的基石，高纯碲广泛用于半导体材料，如CdTe、HgCdTe、CdZnTe、PbTe、BiTe是制备红外探测材料、太阳能电池、电光调制器、射线探测材料和致冷材料等的主要原材料；由于即使很微量的杂质也会导致材料电性能变差，碲的纯度是直接影响材料性能的重要因素；传统的金属碲生产工艺，是先将各种含碲原料提炼成纯度较高的二氧化碲，然后将它溶解在氢氧化钠溶液中，并经脱重金属杂质后配制成电解液，经电解产出电解碲，电解碲的纯度通常为99.99%，为了制备纯度更高的金属碲，常采用电解–真空蒸馏的工艺组合来获得99.999%纯度的碲，或电解碲经真空蒸馏–区域熔炼来得到纯度为99.9999%的碲；但是，在用真空蒸馏–区域熔炼来得到高纯度金属碲的过程中，硒的分离相当困难，同时还有钠、钙和铁等杂质的残留，使金属碲的纯度提高到99.9999%以上十分困难，同时使用的设备昂贵，成本高；通过四氯化碲的制备和精馏，以及高纯无水四氯化碲的水解，可以获得99.9999%的高纯二氧化碲，后者经氢还原，可制得品位超过99.99999%的高纯碲；因此，以低纯度的二氧化碲为原料，制备无水四氯化碲具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种以二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法，为相关行业提供一种以二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法。

本发明的技术方案是：一种以二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法，其特征在于：制备流程是以工业上极易获得的纯度为99.9%的二氧化碲为原料，用氢还原法首先将它还原成纯度高于99.9%的金属碲粉，然后将金属碲粉用干燥氯气进行氯化，得到无水四氯化碲；四氯化碲经蒸馏，先分离出约10%的初馏物，随后得到的约90%的馏出物为纯度大于99.99%的无水四氯化碲；

制备步骤是：将纯度为99.9%的二氧化碲放在石墨烧舟中，放在设有不锈钢炉管的管状电炉中；在管状电炉中以3L-30 L /min的流速通入氢气，在500-550℃下还原7-9h，反应结束得到纯度为99.9%的金属碲粉；将氢还原得到的金属碲粉装入容积为1-5L的耐热玻璃三口烧瓶中，从三口烧瓶一侧口将一耐热玻璃细管插到瓶子底部；先用经干燥的氮气将三口烧瓶中的空气赶掉，用电加热保温套将三口烧瓶加热到250℃，以2-200ml/min的流速通过耐热玻璃细管通入干燥氯气，金属碲粉开始氯化，逐渐转变为黑色的二氯化碲液体，继续通入氯气，二氯化碲渐渐转变为液态的四氯化碲，产品四氯化碲中仍含有若干二氯化碲；用电热套将盛装四氯化碲的三口瓶玻璃瓶加热到420℃，用氯气气流将三口瓶中的物料蒸馏出来，在另一收集瓶中得到纯度为99.99%的四氯化碲，将收集瓶中的四氯化碲移至蒸馏塔，蒸馏塔内部用氮气置换，用电热套加热到420℃，冷凝器加热到270℃，此时四氯化碲开始馏出；将约10%的初馏物分离，随后得到的约90%的馏出物为纯度大于99.99%的无水四氯化碲。

用二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法得到的纯度大于99.99%的无水四氯化碲进行水解，可以获得99.9999%的高纯二氧化碲，经氢还原后可制得品位超过99.99999%的高纯碲。

本发明的优点是提供了一种以二氧化碲为原料制备无水四氯化碲的方法，生产方法简易、产物纯度高、制备成本低。

附图说明

图1为本发明的制备流程图。

具体实施方式

参照图1对本发明实施方式用下面的实施例加以说明：本发明首先将纯度为99.9%的二氧化碲放在石墨烧舟中，将石墨烧舟放在直径110mm、长2.5m的不锈钢炉管的管状电炉中，在管状电炉中以3L/min的流速通入氢气，在500-550℃下还原7-9h，反应结束得到纯度为99.9%的金属碲粉350g。一般说来，氢还原可在一定程度上提高金属碲粉的品位，除去某些易挥发的杂质。

将350g金属碲粉装入容积为1L的耐热玻璃三口烧瓶中，从三口烧瓶一侧口将一耐热玻璃细管插到瓶子底部。先用经干燥的氮气将三口烧瓶中的空气赶掉，用电加热保温套将三口烧瓶加热到250℃，以20ml/min的流速通过耐热玻璃细管通入干燥氯气。金属碲粉开始氯化，逐渐转变为黑色的二氯化碲液体，继续通入氯气，二氯化碲渐渐转变为液态的四氯化碲。

产品四氯化碲中仍含有若干二氯化碲，用电热套将盛装四氯化碲的三口瓶玻璃瓶加热到420℃，用氯气气流将三口瓶中的物料蒸馏出来，在另一收集瓶中得到纯度为99.99%的四氯化碲。