專利名稱：二氧化鍺制備新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，更具體的，本發(fā)明涉及以四氯化鍺制備二氧化鍺的新方法和裝置。
背景技術(shù)：
在鍺提取技術(shù)中，以鍺精礦為原料，經(jīng)過氯化蒸餾、復(fù)蒸、精餾、水解、過濾、烘干、煅燒得到高純GeO2產(chǎn)品。其中以高純四氯化鍺與超純水進行水解反應(yīng)，產(chǎn)生固態(tài)GeO2和氯化氫的混合物，為獲取純度、粒徑合格的高純GeO2產(chǎn)品，必須嚴格控制水解反應(yīng)溫度，不致溫度過高或過低致使GeO2顆粒粒徑不均勻，并采用過濾手段分離二氧化鍺和濾液。然而，目前四氯化鍺水解制備二氧化鍺的手段仍有待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種具有能夠有效提高四氯化鍺制備二氧化鍺生產(chǎn)質(zhì)量和效率的方法和設(shè)備。本發(fā)明提出了一種制備二氧化鍺的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括四氯化鍺在全密閉水解釜中進行水解，以便得到四氯化鍺水解產(chǎn)物，所述四氯化鍺水解產(chǎn)物為二氧化鍺和氯化氫，氯化氫易溶于水而生成鹽酸；將所述四氯化鍺水解產(chǎn)物進行離心過濾，以便得到二氧化鍺和濾液；利用高純水對所述二氧化鍺進行洗滌，得到高純二氧化鍺和清洗液。根據(jù)本發(fā)明實施例的方法，自動化程度高、GeO2水解產(chǎn)出率高、質(zhì)量好；離心分離固液效果好、生產(chǎn)成本低、金屬損失少、環(huán)境友好的GeO2水解、過濾和洗漆方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法還可以具有下列附加技術(shù)特征在本發(fā)明的一個實施例中，四氯化鍺是以高純四氯化鍺的形式提供的，該高純四氯化鍺可以為鍺精礦與鹽酸氯化蒸餾、復(fù)蒸、精餾得到的產(chǎn)物。在本發(fā)明的一個實施例中，所述水解反應(yīng)是在零下5 15°C下進行。在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括將所述濾液用氫氧化鈉溶液，例如工業(yè)級氫氧化鈉溶液進行處理。在本發(fā)明的一個實施例中，利用超純水對所述二氧化鍺和濾液進行至少一次清洗，以便所得到的清洗液的pH值為7，并對所得到的二氧化鍺進行干燥。在本發(fā)明的一個實施例中，所述超純水與二氧化鍺的重量比為1:1. 2^1. 5。在本發(fā)明的一個實施例中，所述離心過濾是在二氧化鍺處理裝置中進行的，所述二氧化鍺處理裝置包括機殼，所述機殼內(nèi)部中空且頂部敞開，所述機殼的底部設(shè)有出料口和卸料口 ；機蓋，所述機蓋可開閉地設(shè)在所述機殼的頂部以與機殼共同限定出容納空間，所述機蓋上設(shè)有進料口和進水口 ；中心軸組件，所述中心軸組件可旋轉(zhuǎn)地沿豎向設(shè)在所述機殼內(nèi)部；轉(zhuǎn)動殼，所述轉(zhuǎn)動殼設(shè)在所述容納空間內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動殼同軸地套設(shè)在所述中心軸組件的外部以在轉(zhuǎn)動殼內(nèi)部限定出處理空間，所述轉(zhuǎn)動殼與所述中心軸組件同時旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)動殼的底部形成有出料口，其中所述卸料口與所述出料口對應(yīng)設(shè)置；進料組件，所述進料組件與所述進料口相連且穿過所述轉(zhuǎn)動殼以伸入到所述處理空間內(nèi)用于向所述處理空間內(nèi)供給待處理的含二氧化鍺的固液混合物；進水組件，所述進水組件與所述進水口相連且穿過所述轉(zhuǎn)動殼以伸入到所述處理空間內(nèi)用于向所述處理空間內(nèi)供水；和用于驅(qū)動所述中心軸組件的驅(qū)動裝置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述四氯化鍺全密閉水解釜包括釜體，所述釜體內(nèi)限定有水解反應(yīng)空間；上蓋，所述上蓋設(shè)置在所述釜體的頂部；第一進料口，所述第一進料口設(shè)置在所述上蓋上，用于向所述水解反應(yīng)空間中供給四氯化鍺精餾液；第二進料口，所述第二進料口設(shè)置在所述上蓋上，用于向所述水解反應(yīng)空間中供給超純水；排氣口，所述排氣口設(shè)置在所述上蓋上，用于將水解反應(yīng)生成的氯化氫氣體從所述水解反應(yīng)空間中排出；以及排料口，所述排料口設(shè)置在所述釜體的底部，用于排出水解產(chǎn)物。申請人:發(fā)現(xiàn)，通過離心過濾和用水進行清洗，能夠有效地提高純化二氧化鍺的效率，有效實現(xiàn)二氧化鍺分離。另外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，離心過濾與其他過濾方式相比具有突出的 意外效果。例如，真空抽濾方法是先將水解后混合物儲存在罐中自然沉淀至固液分層，虹吸上層清液即水解母液至儲槽循環(huán)利用，再開啟真空抽濾裝置，人工將沉降罐底層混合液攪勻舀至漏斗內(nèi)，通過濾紙進行固液分離，最后打開噴水管對濾紙上二氧化鍺進行噴淋清洗并同時濾掉洗水，得到高純二氧化鍺送烘干工序。此過濾方法的過程全是人工作業(yè)，勞動強度很大，濾紙易發(fā)生透料造成二氧化鍺損失，且消耗洗水量大，固液分離效果差，過濾后二氧化鍺含水高達209^26%，從而造成烘干工序能耗很大，此外，真空抽濾的物料處于開放環(huán)境下，一方面影響了二氧化鍺產(chǎn)品質(zhì)量容易受到污染，另一方面鹽酸揮發(fā)出腐蝕性酸氣，影響環(huán)境并危害職工職業(yè)健康，不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。由此，本發(fā)明提出了一種可以進行全自動制備二氧化鍺的方法。本發(fā)明的優(yōu)點至少在于根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用全密閉水解釜對四氯化鍺精餾液進行水解反應(yīng)，一方面將產(chǎn)生的氯化氫氣體完全封閉在釜內(nèi)，經(jīng)管道排至堿液吸收裝置處理后排空，減輕了環(huán)保壓力。根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于四氯化鍺水解生成GeO2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，通過在水解釜夾套內(nèi)連續(xù)通入冷凍鹽水，控制反應(yīng)釜內(nèi)水解溫度保持在零下5 15°C，既保證了水解反應(yīng)朝向有利于GeO2生成的方向進行，又保證了 GeO2顆粒粒徑均勻，符合產(chǎn)品質(zhì)量標準，大幅提聞了 GeO2C出率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過離心過濾和洗滌對水解后含水解母液的二氧化鍺進行離心過濾和洗滌脫水，大幅降低二氧化鍺含水量，由原來真空抽濾方法后二氧化鍺水份殘留為209^26%降低到59^8%，從而減少下一步烘干作業(yè)的能耗損失。根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用離心過濾，有效回收了水解母液循環(huán)回用，提高了金屬回收率，且洗水用量大為降低，僅為真空抽濾方法的三分之一，從而減少了洗水處理成本，同時對二氧化鍺的處理量增大，是原真空抽濾方法處理量的7倍，縮短了產(chǎn)品制造周期。根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用離心過濾和洗滌裝置能夠?qū)V料封閉在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，避免外界環(huán)境對二氧化鍺造成的污染，杜絕了鹽酸的揮發(fā)，改善作業(yè)環(huán)境，確保了職工職業(yè)健康。采用本發(fā)明方法，可大幅提高生產(chǎn)自動化水平，降低工人勞動強度，提高工作效率。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的從四 氯化鍺制備二氧化鍺的方法的流程示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的二氧化鍺處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的布料盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的噴水孔的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的四氯化鍺全密閉水解釜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在本文中所使用過的術(shù)語“高純”指純度為99. 9999%以上。例如，高純四氯化鍺為鍺精礦與鹽酸氯化蒸餾、復(fù)蒸、精餾得到的產(chǎn)物。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的目前，四氯化鍺水解生產(chǎn)過程通常在半開放攪拌槽內(nèi)進行，生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的氯化氫氣體未得到合理的處理，同時對環(huán)境進行一定腐蝕，且生產(chǎn)過程沒有有效的控溫措施，GeO2產(chǎn)出率不高、質(zhì)量不穩(wěn)定；過濾過程采用傳統(tǒng)真空抽濾方法，即先將水解后混合物儲存在罐中進行自然沉淀至固液分層，用真空抽濾裝置，將上層清液即水解母液至儲槽循環(huán)利用，再用人工將沉降罐底層混合液攪勻S至漏斗內(nèi)，漏斗底部設(shè)有濾紙，用真空抽濾裝置進行固液分離，抽濾作業(yè)完成后，用用蒸餾水對濾紙上GeO2進行噴淋清洗，經(jīng)反復(fù)清洗得到高純GeO2送烘干工序。此水解一過濾過程均在開放的操作環(huán)境下，水解反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫氣體，對環(huán)境帶來很大壓力，過濾過程全是人工作業(yè)，勞動強度很大，濾紙易發(fā)生透料造成GeO2損失，且消耗洗水量大，固液分離效果差,過濾后GeO2含水高達20% 26%，從而造成烘干工序能耗很大，此外，真空抽濾的物料處于開放環(huán)境下，一方面影響了 GeO2產(chǎn)品質(zhì)量容易受到污染，另一方面鹽酸揮發(fā)出腐蝕性酸氣，影響環(huán)境并危害職工職業(yè)健康，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。首先，參考圖1，本發(fā)明提出了一種從四氯化鍺制備二氧化鍺的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括下列步驟SlOO :四氯化鍺在全密閉水解釜中進行水解，以便得到四氯化鍺水解產(chǎn)物，所述四氯化鍺水解產(chǎn)物為二氧化鍺和氯化氫，氯化氫易溶于水而生成鹽酸；S200:將所述四氯化鍺水解產(chǎn)物進行離心過濾，以便得到二氧化鍺和濾液；
S300:利用高純水對所述二氧化鍺進行洗滌，得到高純二氧化鍺和清洗液；。根據(jù)本發(fā)明的實施例，申請人發(fā)現(xiàn)，可以通過離心過濾和用水進行清洗，能夠有效地提高純化二氧化鍺的效率，分離出合格的二氧化鍺產(chǎn)品。另外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，離心過濾與其他過濾方式相比具有突出的意外效果。例如，采用傳統(tǒng)真空抽濾方法，即先將水解后混合物儲存在罐中進行自然沉淀至固液分層，用真空抽濾裝置，將上層清液即水解母液至儲槽循環(huán)利用，再用人工將沉降罐底層混合液攪勻酉至漏斗內(nèi)，漏斗底部設(shè)有濾紙，用真空抽濾裝置進行固液分離，抽濾作業(yè)完成后，用用蒸餾水對濾紙上GeO2進行噴淋清洗，經(jīng)反復(fù)清洗得到高純GeO2送烘干工序。此水解-過濾過程均在開放的操作環(huán)境下，水解反應(yīng)產(chǎn)生大量的氯化氫氣體，對環(huán)境帶來很大壓力，過濾過程全是人工作業(yè)，勞動強度很大，濾紙易發(fā)生透料造成GeO2損失，且消耗洗水量大，固液分離效果差，過濾后GeO2含水高達20% 26%，從而造成烘干工序能耗很大，此外，真空抽濾的物料處于開放環(huán)境下，一方面影響了 GeO2產(chǎn)品質(zhì)量容易受到污染，另一方面鹽酸揮發(fā)出腐蝕性酸氣，影響環(huán)境并危害職工職業(yè)健康，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用全密閉水解釜對四氯化鍺精餾液進行水解反應(yīng)，一方面將產(chǎn)生的氯化氫氣體完全封閉在釜內(nèi)，經(jīng)管道排至堿液吸收裝置處理后排空，減輕了環(huán)保壓力。根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于四氯化鍺水解生成GeO2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，通過在水解釜夾套內(nèi)連續(xù)通入冷凍鹽水，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可有效控制反應(yīng)釜內(nèi)水解溫度在零下5 15°C，既保證了水解反應(yīng)朝向有利于GeO2生成的方向進行，又保證了 GeO2顆粒粒徑均勻，符合產(chǎn)品質(zhì)量標準，大幅提高了 GeO2產(chǎn)出率。另外，需要說明的是，通過離心洗滌、過濾的方法可以從四氯化鍺水解產(chǎn)物中純化二氧化鍺是本發(fā)明的發(fā)明人通過艱苦卓絕的勞動，經(jīng)過大量探索性試驗得出的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，四氯化鍺水解產(chǎn)物的內(nèi)含物成分復(fù)雜，其通常會包含固態(tài)二氧化鍺、稀鹽酸及二氧化鍺水溶物等。另外，由于GeO2產(chǎn)品微溶于水，用大量超純水進行洗滌不僅增大高純水的用量，同時還造成GeO2產(chǎn)品損失，GeO2產(chǎn)品直收率降低?？紤]GeO2產(chǎn)品屬高附加值產(chǎn)品，且粒度、具有腐蝕性、離心洗滌設(shè)備轉(zhuǎn)速、過濾介質(zhì)等多種因素。經(jīng)發(fā)明人多次論證和試驗確定了，本發(fā)明的GeO2產(chǎn)品的離心過濾技術(shù)方案。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以將過濾所產(chǎn)生的濾液和清洗處理所產(chǎn)生的清洗液至少之一返回至進行離心過濾。由此，可以進一步提高二氧化鍺的回收效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對過濾所產(chǎn)生二氧化鍺進行清洗處理的方式并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以利用超純水對所述濾渣進行至少一次清洗，以便所得到的清洗液的PH值為7，并對所得到的二氧化鍺進行干燥。由此，可以得到高純的二氧化鍺產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用超純水對濾渣進行清洗時，所采用的超純水的用量并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以采用的超純水與濾渣的重量比為1:1.21. 5。另外，優(yōu)選干燥的方式為烘干。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，當采用1:1.21. 5的超純水與濾渣的重量比時，可以有效地提高對二氧化鍺進行清洗的效率，提高所得到的二氧化鍺產(chǎn)品的純度。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在離心洗滌、過濾過程繼續(xù)將四氯化鍺水解產(chǎn)物溫度保持在零下5-15°C，可以減少了二氧化鍺固體的返溶率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在離心洗滌、過濾過程中，進料過程轉(zhuǎn)速控制為800r/min ;二氧化鍺和氯化氫液固分離過程轉(zhuǎn)速控制為1500r/min，二氧化鍺洗滌過程轉(zhuǎn)速控制為1200r/min，二氧化鍺出料過程轉(zhuǎn)速控制為500r/min。離心洗滌、過濾離心裝置濾布材質(zhì)可以采用的型號為滌綸濾布4028并經(jīng)熱處理定型。由此，本發(fā)明提出了一種四氯化鍺制備二氧化鍺的方法，其實施步驟如下①將四氯化鍺精餾液送入全密閉水解釜內(nèi)，按照四氯化鍺超純水=1:6 7的水解比例投入超純水 進行水解反應(yīng)，控制全密閉水解釜溫度為零下5 15°C，反應(yīng)時間30mirT60min ;過程所產(chǎn)出四氯化鍺水解產(chǎn)物為二氧化鍺和氯化氫，氯化氫易溶于水而生成鹽酸；②水解產(chǎn)出GeO2和氯化氫混合物，從水解釜底部出料閥直接將水解產(chǎn)出GeO2和氯化氫混合物下泄至離心洗滌過濾裝置中，開始離心過濾作業(yè)，分離出水解母液返回鍺回收系統(tǒng)處理循環(huán)回用；③將離心過濾分離出來的GeO2繼續(xù)保留在離心過濾和洗滌設(shè)備中，向離心洗滌過濾裝置中連續(xù)注入超純水，對GeO2進行反復(fù)洗滌和脫水，洗滌至洗水pH值等于7，洗滌時控制GeO2與超純水的質(zhì)量比為I :1. 2^1. 5，洗滌過程中將洗滌過濾出的洗水排至鍺回收系統(tǒng)處理，完成洗滌作業(yè)后，將GeO2從離心洗滌過濾裝置的出料口取出，送烘干工序，得到干燥的聞純GeO2廣品。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行離心過濾洗滌從而得到二氧化鍺的裝置，以及通過水解反應(yīng)從四氯化鍺生成二氧化鍺的裝置的類型并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，優(yōu)選采用下面描述的裝置?？梢杂行λ穆然N進行水解反應(yīng)，獲得二氧化鍺和氯化氫，氯化氫易溶于水而生成鹽酸的水解產(chǎn)物的全密閉水解釜，參考圖5，包括釜體52、第一進料口 55、第二進料口510、排氣口 59以及排料口 155。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該全密閉水解釜的釜體52內(nèi)限定有水解反應(yīng)空間，上蓋54設(shè)置在所述釜體52的頂部用于封閉該釜體52所限定的水解反應(yīng)空間，第一進料口 55設(shè)置在上蓋54上，用于向水解反應(yīng)空間中供給四氯化鍺精餾液，第二進料口 510設(shè)置在上蓋54上，用于向水解反應(yīng)空間中供給超純水，排氣口 59設(shè)置在上蓋54上，用于將水解反應(yīng)生成的氯化氫氣體從水解反應(yīng)空間中排出，排料口 155設(shè)置在釜體52的底部，用于排出水解產(chǎn)物。利用該四氯化鍺全密閉水解釜，能夠在密閉條件下進行四氯化鍺水解反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜可以進一步包括攪拌裝置511，攪拌裝置511可以設(shè)置在水解反應(yīng)空間中，用于攪拌水解反應(yīng)空間中的反應(yīng)物。由此，可以通過有效提高反應(yīng)物的接觸接觸，從而進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜還可以進一步包括電機57，電機57設(shè)置在所述上蓋54上，并且與攪拌裝置511相連，用于控制攪拌裝置511。由此，可以方便地低驅(qū)動攪拌裝置，從而進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。另外，本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜可以進一步包括反應(yīng)觀察口 56，反應(yīng)觀察口 56設(shè)置在上蓋54上。由此，可以方便觀察水解反應(yīng)的進程，從而進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜可以進一步包括溫控裝置12，溫控裝置12設(shè)置在釜體52的外部。由此，可以方便地將水解反應(yīng)空間內(nèi)的溫度控制在最佳反應(yīng)溫度，例如零下5-15攝氏度，由此可以進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜中，溫控裝置12為循環(huán)冷凍鹽水冷卻裝置。例如，可以通過設(shè)置冷凍鹽水進口 53和冷凍鹽水出口 513，實現(xiàn)冷凍鹽水在冷卻裝置例如夾套中的循環(huán)流動，由此，可以有效地控制反應(yīng)空間內(nèi)的溫度，從而進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜可以進一步包括測溫裝置58，例如測溫元件，根據(jù)本發(fā)明的實施例，測溫裝置58設(shè)置在上蓋54上。由此，可以實時監(jiān)控水解反應(yīng)空間中的反應(yīng)溫度，從而進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。 另外，本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜可以進一步包括四個支架51，所述支架與所述釜體相連，用于支撐釜體。由此，進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解反應(yīng)的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，制成釜體的支架被設(shè)置為，使得釜體底部設(shè)置在支架地平面之下，從而便于直接卸料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜中，所述排氣口與堿液吸收裝置相連。由此，可以講水解反應(yīng)所產(chǎn)生的氯化氫氣體通過管道排至堿液吸收裝置進行后續(xù)處理后排空，從而進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解，回收氯化氫氣體的效率，并且降低了污染。本發(fā)明的四氯化鍺全密閉水解釜中，排料口與離心洗滌過濾裝置相連。由此，可以進一步提高利用四氯化鍺全密閉水解釜進行四氯化鍺水解回收二氧化鍺的效率。從四氯化鍺水解產(chǎn)物中通過離心洗滌過濾回收二氧化鍺的裝置(在本文中，有時簡單地成為“二氧化鍺處理裝置”)。參考圖2，可以包括機殼2、機蓋3、中心軸組件6、轉(zhuǎn)動殼7、進料組件17、進水組件18和驅(qū)動裝置5。根據(jù)本發(fā)明的實施例，機殼2內(nèi)部中空且頂部敞開。根據(jù)本發(fā)明的實施例，機蓋3可開閉地設(shè)在機殼2的頂部以與機殼共同限定出容納空間，并且機蓋上設(shè)有進料口 11和進水口 12。根據(jù)本發(fā)明的實施例，中心軸組件6可旋轉(zhuǎn)地沿豎向設(shè)在機殼2內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的實施例，轉(zhuǎn)動殼7設(shè)在容納空間內(nèi)，并且轉(zhuǎn)動殼7同軸地套設(shè)在中心軸組件6的外部以在轉(zhuǎn)動殼7內(nèi)部限定出處理空間，其中，轉(zhuǎn)動殼7與中心軸組件6同時旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)動殼7的底部形成有出料口 15，并且卸料口 16與所述出料口 15對應(yīng)設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的實施例進料組件17與進料口 8相連且穿過轉(zhuǎn)動殼7以伸入到處理空間內(nèi)用于向處理空間內(nèi)供給待處理的含二氧化鍺的固液混合物(根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以為四氯化鍺的水解產(chǎn)物)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進水組件18與進水口 11相連且穿過轉(zhuǎn)動殼7以伸入到所述處理空間內(nèi)用于向處理空間內(nèi)供水。根據(jù)本發(fā)明的實施例，驅(qū)動裝置5用于驅(qū)動中心軸組件6。由此，利用該裝置，能夠有效地實施前面從四氯化鍺水解產(chǎn)物中通過離心洗滌過濾回收二氧化鍺的方法，由此,可以通過離心過濾和用水進行清洗，能夠有效地提高通過離心洗滌過濾回收二氧化鍺的效率，分離出合格的二氧化鍺產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進料組件17可以進一步包括進料管和布料盤9其中，進料管的上端與進料口 8相連，且下端伸入到處理空間內(nèi)，布料盤設(shè)9在所述進料管的下端，且布料盤9具有多個面向轉(zhuǎn)動殼7的內(nèi)壁的噴料孔10，根據(jù)本發(fā)明的實施例，多個噴料孔10可以均勻地形成在布料盤9上。由此，可以有效地向處理空間中供給用于處理的四氯化鍺水解產(chǎn)物(根據(jù)本發(fā)明的實施例，為二氧化鍺)。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，進水組件18可以進一步包括進水管，該進水管的上端與進水口 11相連，且下端伸入到處理空間內(nèi)，并且進水管位于處理空間內(nèi)的部分形成有多個噴水孔12，根據(jù)本發(fā)明的實施例，多個噴水孔12面向所述轉(zhuǎn)動殼的內(nèi)壁形成。根據(jù)本發(fā)明的實施例，優(yōu)選多個噴水孔12在進水管上均勻布置。由此，可以有效地向處理空間中供給用于洗滌的水例如超純水。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進料管與進水管在豎直方向上均與中心軸組件6偏離。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，二氧化鍺處理裝置還可以進一步包括開蓋機構(gòu)4，該開蓋機構(gòu)4設(shè)在機殼2上且與機蓋3連接用于開啟機蓋3。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該開蓋機構(gòu)4可以為液壓開蓋機構(gòu)。由此，可以有效地發(fā)揮其開蓋功能，并且利用使得在對四氯化鍺水解產(chǎn)物進行處理回收二氧化鍺時，提高工作效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，轉(zhuǎn)動殼7的出料口 15形成為圓形且與中心軸組件6同心。根據(jù)本發(fā)明的實施例，二氧化鍺處理裝置還可以包括卸料斗13，卸料斗13與卸料口 15相連。根據(jù)本發(fā)明的實施例，二氧化鍺處理裝置還可以包括排液管14，該排液管14與機殼2底部的出液口 15連通。根據(jù)本發(fā)明的實施例，驅(qū)動裝置5設(shè)在機殼2外。根據(jù)本發(fā)明的實施例，驅(qū)動裝置可以包括驅(qū)動電機。由此，可以有效地驅(qū)動離心過濾。根據(jù)本發(fā)明的實施例，二氧化鍺處理裝置可以進一步包括機座1，機殼2設(shè)在機座I上。為了方便理解，下面描述使用本發(fā)明實施例的二氧化鍺處理裝置進行從四氯化鍺水解產(chǎn)物通過離心洗滌過濾回收二氧化鍺的工作過程。首先，蓋上機蓋3，開啟驅(qū)動電機5，帶動中心軸組件6的中心軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)離心裝置的運轉(zhuǎn)，達到正常轉(zhuǎn)速后，從進料口 8加入四氯化鍺水解后得到的含有固體GeO2的混合物，濾料進入進料管道，通過管道末端布料盤9上面的噴料孔10均勻噴向轉(zhuǎn)動殼(可以稱為轉(zhuǎn)鼓)7，開始高速分離固液兩相作業(yè)，此時含水解母液的GeO2混合物在轉(zhuǎn)動殼(可以稱為轉(zhuǎn)鼓)7內(nèi)進行過濾，進料達到預(yù)定容積后停止進料。GeO2在離心力作用下，被截留在轉(zhuǎn)動殼(可以稱為轉(zhuǎn)鼓)7內(nèi)形成均勻的桶狀濾餅，濾液則透過轉(zhuǎn)動殼(可以稱為轉(zhuǎn)鼓)壁的通孔甩至轉(zhuǎn)鼓7與機殼2之間的空腔并在底部匯聚，通過排液孔14排出水解母液送鍺回收系統(tǒng)處理。完成水解母液離心脫出作業(yè)后，打開進水口11連續(xù)加入超純水進行洗滌作業(yè)，超純水通過進水管道壁上均勻布設(shè)的噴水孔12噴出，與轉(zhuǎn)動殼(可以稱為轉(zhuǎn)鼓)7內(nèi)濾餅充分接觸洗滌，洗水從底部排液孔14排出送鍺回收系統(tǒng)處理。用PH試紙檢測洗水為中性后停止加入超純水，待洗水完全排出后停機，打開機蓋3，脫離GeO2濾餅，GeO2下卸在出料斗13內(nèi)收集送至烘干工序。根據(jù)本發(fā)明實施例的二氧化鍺處理裝置的進料口及進水口分別采用了布料盤及噴水孔裝置，有效將濾料及超純水均勻地噴灑在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，大幅提高了洗滌、過濾分離效果，使GeO2含水量從209^26%降低到5% 8%，從而縮短了 GeO2烘干時間，節(jié)省了能源損耗。根據(jù)本發(fā)明實施例，通過采用本發(fā)明的二氧化鍺處理裝置，可以采用全自動化生產(chǎn)方式替代了傳統(tǒng)真空抽濾的作業(yè)模式，除去了人工沖洗GeO2的步驟，大幅降低工人勞動強度，且提高了生產(chǎn)產(chǎn)能，是傳統(tǒng)真空抽濾產(chǎn)能的7倍以上。根據(jù)本發(fā)明實施例的二氧化鍺處理裝置為封閉式作業(yè)，改善了生產(chǎn)環(huán)境，提高了高純GeO2產(chǎn)品合格率。采用本發(fā)明，四氯化鍺水解母液得到了循環(huán)回用，大幅提升了金屬回收率，洗滌作業(yè)用的洗水用量也只為傳統(tǒng)真空抽濾使用量的三分之一，可節(jié)約廢液凈化處理成本，減輕環(huán)保壓力。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
權(quán)利要求
1.一種制備二氧化鍺的方法，其特征在于，包括 四氯化鍺在全密閉水解釜中進行水解，以便得到四氯化鍺水解產(chǎn)物，所述四氯化鍺水解產(chǎn)物為二氧化鍺和氯化氫，氯化氫易溶于水而生成鹽酸； 將所述四氯化鍺水解產(chǎn)物進行離心過濾，以便得到二氧化鍺和濾液；利用高純水對所述二氧化鍺進行洗滌，得到高純二氧化鍺和清洗液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述四氯化鍺是以高純四氯化鍺的形式提供的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述水解反應(yīng)是在零下5 15攝氏度下進行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進一步包括將所述濾液用氫氧化鈉溶液進行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，利用超純水對所述二氧化鍺進行至少一次清洗，以便所得到的清洗液的PH值為7，并對所得到的二氧化鍺進行干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述超純水與二氧化鍺的重量比為1:1. 2 I. 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述離心過濾是在二氧化鍺處理裝置中進行的，所述二氧化鍺處理裝置包括 機殼，所述機殼內(nèi)部中空且頂部敞開，所述機殼的底部設(shè)有出料口和卸料口 ； 機蓋，所述機蓋可開閉地設(shè)在所述機殼的頂部以與機殼共同限定出容納空間，所述機蓋上設(shè)有進料口和進水口； 中心軸組件，所述中心軸組件可旋轉(zhuǎn)地沿豎向設(shè)在所述機殼內(nèi)部； 轉(zhuǎn)動殼，所述轉(zhuǎn)動殼設(shè)在所述容納空間內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動殼同軸地套設(shè)在所述中心軸組件的外部以在轉(zhuǎn)動殼內(nèi)部限定出處理空間，所述轉(zhuǎn)動殼與所述中心軸組件同時旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)動殼的底部形成有出料口，其中所述卸料口與所述出料口對應(yīng)設(shè)置； 進料組件，所述進料組件與所述進料口相連，且穿過所述轉(zhuǎn)動殼以伸入到所述處理空間內(nèi)，用于向所述處理空間內(nèi)供給待處理的含二氧化鍺的固液混合物； 進水組件，所述進水組件與所述進水口相連且穿過所述轉(zhuǎn)動殼以伸入到所述處理空間內(nèi)，用于向所述處理空間內(nèi)供水和驅(qū)動所述中心軸組件的驅(qū)動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述四氯化鍺全密閉水解釜包括 釜體，所述釜體內(nèi)限定有水解反應(yīng)空間； 上蓋，所述上蓋設(shè)置在所述釜體的頂部； 第一進料口，所述第一進料口設(shè)置在所述上蓋上，用于向所述水解反應(yīng)空間中供給高純四氯化鍺； 第二進料口，所述第二進料口設(shè)置在所述上蓋上，用于向所述水解反應(yīng)空間中供給超純水； 排氣口，所述排氣口設(shè)置在所述上蓋上，用于將水解反應(yīng)過程中揮發(fā)的氯化氫氣體從所述水解反應(yīng)空間中排出； 出料口，所述排料口設(shè)置在所述釜體的底部，用于排出水解產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種二氧化鍺制備新工藝。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括四氯化鍺在全密閉水解釜中，對四氯化鍺進行水解，以得到四氯化鍺水解產(chǎn)物;將所述四氯化鍺水解產(chǎn)物進行離心過濾，得到二氧化鍺和濾液；以及利用高純水對二氧化鍺進行清洗，以便得到高純二氧化鍺和清洗液。根據(jù)本發(fā)明實施例的方法，自動化程度高、GeO2水解產(chǎn)出率高、離心分離固液效果好、生產(chǎn)成本低、金屬損失少、環(huán)境友好的GeO2水解、過濾、洗滌的方法和裝置。
文檔編號C01G17/02GK102774877SQ20121027548
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者何斌, 孫成余, 彭明清, 楊汝雄, 楊金彩, 王少龍, 蔡文紅 申請人:云南馳宏鋅鍺股份有限公司