赵纯权 ,汪 洋

(1.广西南丹南方金属有限公司,广西 河池 547000;2.南京金美镓业有限公司,江苏 南京 211111)

0 前言

锗是地球含量极稀少的高值稀散金属,重要的半导体材料,全球保有量约8 600 t[1]。20 世纪90年代,我国紧随欧美发达国家把锗列为战略金属。中国是锗生产最大的国家,占全球锗产量的72%。锗主要用于红外材料生产、光伏产业、光纤产业、PET 催化产业、食品及药品生产等领域。锗在新能源、红外光学、光导纤维、催化剂及电子和太阳能等高新技术领域应用广泛,是中国战略性新兴产业发展的重要资源[2]。

传统锗的生产工艺为蒸馏-加氯复蒸-精馏-水解等,其中复蒸目的是将蒸馏产出的粗四氯化锗进行氧化除砷预提纯,将砷降到100 μg/mL 以下后再进行精馏的深度提纯;复蒸工序存在工艺复杂、高能耗且涉氯不环保等缺点;并且,在粗四氯化锗高砷的情况下,复蒸后精馏工序通常需以提高回流比及高沸点截取率的方式,才能确保后续高纯二氧化锗产品达标合格[3-4],这样会牺牲效率和直收率。

本研究基于AsCl3在浓盐酸中溶解度很大,而GeCl4几乎不溶于浓盐酸的特性,以盐酸作为萃取剂,可选择性的去除粗GeCl4中的AsCl3,达到充分预提纯的目的[5]。同时开发了高速喷淋萃取工艺并设计了专用的萃取试验装置,研究了萃取剂酸度、萃取相比和萃取温度对萃取效果的影响规律,以期达到最佳工艺条件指导实际生产。

1 基于高速喷淋法的四氯化锗萃取提纯的试验原理

1.1 四氯化锗的盐酸萃取提纯原理

因锗原料复杂且蒸馏工序并不具备精细除杂的能力,蒸馏产出的粗四氯化锗一般都会含有一定量的砷,有时会高达3 000 μg/mL 以上;对后序的复蒸和精馏工序造成了很大的压力[6]。……