Таким образом, экстракционные способы очистки GeCl4 позволяют удалять почти все растворенные в тетрахлориде германия примеси. В очищенном продукте остаются только растворенные газы, механические взвеси и некоторые органические соединения. По этим причинам в технологических схемах металлургии германия экстракция применяется главным образом как одна из предварительных стадий очистки. На этой стадии полное удаление мышьяка экономически нецелесообразно, так как приводит к повышенным расходам реактивов и потерям германия. В зависимости от содержания AsCl3 в исходном продукте ведут двух или трехкратную экстракцию, в результате которой снижается концентрация мышьяка до 1×10-4%. При таком содержании мышьяка обеспечивается высокая эффективность последующих операций глубокой очистки четыреххлористого германия – дистилляции и ректификации[6,9].
Очистка ректификацией.
Ректификация тетрахлорида германия – окончательная его очистка от мышьяка и других примесей.
Ректификация осуществляется в установках периодического действия с отбором ниже- и выше - кипящих фракций двух типов: тарельчатых и насадочных. Тетрахлорид германия, содержащийся в кубе-испарителе нагревают до 120¸130°С. Пары GeCl4 поднимаются по колонне, попадают в холодильник, орошаемый водой, охлаждаются и конденсируются. Первая фракция обычно загрязнена примесями, имеющими более низкие температуры кипения, чем у тетрахлорида германия. Последние фракции AsCl3 и другие примеси. Поэтому наиболее чистой является средняя часть ректификата. Эту часть опробуют и передают на гидролиз.
Если содержание мышьяка загруженной в колонну партии менее
1×10-6%, то ректификат передается на гидролиз, не дожидаясь результатов анализа.[10]
Анализ по мышьяку не должен превышать 5×10-7%.[6]
При содержании мышьяка более 5×10-7% производится дальнейшая «разгонка» с дополнительным отбором тяжелой фракции до получения кондиционного анализа.
Перед каждой новой загрузкой экстрагированного хлорида выгружают хлорид, обогащенный примесями, и передают на передел разложения. На гидролиз ректификат должен подаваться только в виде обесцвеченной прозрачной жидкости[6].
Процесс осуществляется в установке непрерывного действия, состоящей из двух последовательно расположенных бачков - гидролизеров с мешалками и двух вакуумных фильтров. Гидролизеры охлаждаются пожарохозяйственной водой. Получение двуокиси германия осуществляется по реакции:
GeCl4 + 2H2O = GeO + 4HCl (1.17)
Соотношение хлорида германия и воды поддерживается в пределах
1: (6,5¸7). Процесс идет с выделением тепла. Температура пульпы в первом гидролизере 30¸45°С, во втором - 20¸35°С. Загрузка хлорида с массовой долей мышьяка не более 5∙10-7и деионизованной воды с удельным сопротивлением не менее 15 Ом∙см производится одновременно при непрерывном перемешивании и охлаждении пульпы. Скорость загрузки хлорида 5¸9 л/час, деионизованной воды 35¸63 л/час[6,11].
Пульпа непрерывно разгружается на один из вакуум - фильтров. Каждая полученная партия диоксида на фильтре соответствует 20¸25 л загруженного ректификата. Диоксид германия на фильтре промывается деионизованной водой и спиртом. Расход воды на одну партию составляет 50¸60 л (в два приема). Расход спирта зависит от назначения диокисда. Для диоксида германия на восстановление расход спирта составляет 1,3¸1,5 л на партию, при производстве товарного продукта расход увеличивается до 2,5 л. После промывки диоксид подсушивается на фильтре с помощью вакуума в течение 2¸2,5 часов. Воздух, просасываемый через слой диокисда, дополнительно очищается на фильтрующих элементах. Диоксид снимается с фильтра, опробуется и анализируется на массовую долю влаги, потерь при прокаливании , хлора. Пробы семи порядковых партий объединяются в общую пробу, которая анализируется на массовую долю влаги, хлора, микропримесей по ОСТ 48-22-72[12]; определяется насыпная масса.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.