本發(fā)明涉及鹵化物提純工藝領(lǐng)域，具體涉及一種四氯化鉿的提純方法。

背景技術(shù)：

1、四氯化鉿是一種無色的白色粉末，主要用于醫(yī)藥行業(yè)、精細(xì)有機(jī)合成及電子半導(dǎo)體行業(yè)等。四氯化鉿是半導(dǎo)體行業(yè)中極其重要的電子級稀有金屬氯化物，電子工業(yè)要求的電子級稀有金屬氯化物純度通常不低于5n，主要限制各種堿性金屬（na、k、ca、al）和過渡金屬（fe、cu、zn）元素和p、s等非金屬元素的含量，這些雜質(zhì)元素會嚴(yán)重影響半導(dǎo)體制備，造成嚴(yán)重的不良率。在生產(chǎn)四氯化鉿過程中，常常伴有fecl3、alcl3、ticl4、sicl4等雜質(zhì)，fecl3的沸點(diǎn)與四氯化鉿接近，難以除去，這些雜質(zhì)對四氯化鉿的產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，必須采用提純方法以去除這些雜質(zhì)。傳統(tǒng)提純采用的是加氫升華、真空減壓升華、濕法洗滌過濾、熔鹽提純等，這些方法存在著操作不穩(wěn)定、脫離雜質(zhì)單一、效率低等缺點(diǎn)，其中升華除雜方法在除雜過程中氣體分子大量逸出時裹挾部分高沸物固體顆粒，無法做到氣體分子與固體顆粒的有效分離，該技術(shù)存在高沸物雜質(zhì)脫離困難的技術(shù)難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種涉及電子級四氯化鉿高產(chǎn)率和安全的提純方法，用以解決目前電子級四氯化鉿提純困難的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用了下述的技術(shù)方案：一種電子級四氯化鉿的提純方法，包括以下步驟：

3、s1：在惰性氣體保護(hù)下將粗品四氯化鉿裝入石英舟中后將石英舟提純系統(tǒng)中，所述的提純系統(tǒng)包括管式加熱反應(yīng)爐，管式加熱反應(yīng)爐后端連接在過濾器的進(jìn)氣口上，過濾器中填充有過濾材料，過濾器的出氣口連接冷凝收料器，在冷凝收料器上連接有真空泵，石英舟置于管式加熱反應(yīng)爐中，密封提純系統(tǒng)；

4、s2：開啟真空泵，將提純系統(tǒng)的真空度抽至10-3~10-1pa；

5、s3：以10℃/min的升溫速率將管式加熱反應(yīng)爐的溫度升溫至100~220℃；

6、s4：管式加熱反應(yīng)爐保溫8-15小時；并保持提純系統(tǒng)的真空度保持在10-3~10-1pa，進(jìn)行升華提純；

7、s5：將提純系統(tǒng)的溫度降到室溫，將提純系統(tǒng)對接在手套箱上，惰性氣體保護(hù)，拆下冷凝收料器，收集粉末并密封在壓力容器中，得到電子級四氯化鉿。

8、進(jìn)一步的；所述的粗品四氯化鉿的純度為大于99.99%，其粒度為20~60目。

9、進(jìn)一步的；所述的過濾材料為分子篩或活性炭或高純?yōu)V膜，過濾材料的孔徑均小于10微米。

10、進(jìn)一步的；分子篩過濾材料材質(zhì)為堿金屬硅酸鋁鹽，孔徑為10?；活性炭濾材孔徑為10?nm~?20?nm；高純?yōu)V膜孔徑為0.1?μm。

11、進(jìn)一步的；所述的過濾材料在使用前進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理步驟為：烘烤、氯氣凈化、氬氣置換。

12、進(jìn)一步的；過濾器與管式加熱反應(yīng)爐溫度一致。

13、進(jìn)一步的；真空泵為分子泵。

14、本發(fā)明的積極有益技術(shù)效果在于：在合成階段氧化鉿以及其他金屬氧化物基本上都被氯化為金屬氯化物，高沸物如cacl2、zncl2、kcl、mgcl2、nacl等，低沸物雜質(zhì)如alcl3、nbcl5、sicl4等，因此收集到的四氯化鉿中含有大量的氯化物雜質(zhì)，雜質(zhì)的多少取決于氧化鉿的純度，本發(fā)明提供了一種四氯化鉿過濾除雜技術(shù)，利用固體混合物蒸汽壓與揮發(fā)物的不同，通過調(diào)控真空度以改變蒸汽壓差異達(dá)到固體雜質(zhì)分離效果；根據(jù)固體混合物的蒸汽壓或揮發(fā)度不同，將不純凈的固體化合物加熱至升華溫度，利用蒸汽壓差別，使產(chǎn)物不經(jīng)液體過程而直接氣化，遇冷后固化，而雜質(zhì)則不發(fā)生或很少發(fā)生這個過程，達(dá)到分離固體混合物的目的，而改變真空度條件能增加或減小產(chǎn)物與雜質(zhì)之間的蒸汽壓差，從而達(dá)到深度提純的目的。針對四氯化鉿中高沸物雜質(zhì)的分離，首次提出根據(jù)氣體分子與固體顆粒大小差異分離攔截固體雜質(zhì)的分離技術(shù)，即氣體分子在幾個納米尺寸，而固體雜質(zhì)一般在微米級別，根據(jù)尺寸差異可以將高沸物金雜深度分離。選擇納米級孔徑的過濾材料使高沸物固體顆粒被吸附攔截，高效地達(dá)到脫離高沸物的目的。該發(fā)明操作便捷，綠色安全，能高效脫離多種高沸物雜質(zhì)，最終的四氯化鉿產(chǎn)品純度達(dá)到5n、6n。

技術(shù)特征：

1.一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于：所述的粗品四氯化鉿的純度大于99.99%，其粒度為20~60目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于：所述的過濾材料為分子篩或活性炭或高純?yōu)V膜，過濾材料的孔徑均小于10微米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于：分子篩過濾材料材質(zhì)為堿金屬硅酸鋁鹽，孔徑為10?；活性炭濾材孔徑為10?nm~?20?nm；高純?yōu)V膜孔徑為0.1?μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于：所述的過濾材料在使用前進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理步驟為：烘烤、氯氣凈化、氬氣置換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于：過濾器與管式加熱反應(yīng)爐溫度一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級四氯化鉿的提純方法，其特征在于：真空泵為分子泵。

技術(shù)總結(jié)
一種電子級四氯化鉿的提純方法，包括以下步驟：S1：在惰性氣體保護(hù)下將粗品四氯化鉿裝入石英舟中后將石英舟提純系統(tǒng)中，S2：開啟真空泵，將提純系統(tǒng)的真空度抽至10<supgt;?3</supgt;~10<supgt;?1?</supgt;Pa；S3：以10℃/min的升溫速率將管式加熱反應(yīng)爐的溫度升溫至100~220℃；S4：管式加熱反應(yīng)爐保溫8?15小時；并保持提純系統(tǒng)的真空度保持在10<supgt;?3</supgt;~10<supgt;?1</supgt;?Pa，進(jìn)行升華提純；S5：將提純系統(tǒng)的溫度降到室溫，將提純系統(tǒng)對接在手套箱上，惰性氣體保護(hù)，拆下冷凝收料器，收集粉末并密封在壓力容器中，得到電子級四氯化鉿。采用本方法四氯化鉿產(chǎn)品純度達(dá)到5N、6N。

技術(shù)研發(fā)人員：劉亦晨,雷芳怡,孫志方
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南省華京粉體材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6