一种高纯三氯化砷的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113830828A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202111200952.4(22)申请日2021.10.14(71)申请人广东先导稀材股份有限公司地址511517广东省清远市清新区禾云镇工业区(鱼坝公路旁)(72)发明人贾行伟殷亮沃尔特·德巴兹朱刘(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人颜希文郝传鑫(51)Int.Cl.C01G28/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高纯三氯化砷的制备方法(57)摘要本发明提供了一种高纯三氯化砷的制备方法，包括以下步骤：(1)将砷粉和硫酸在反应器中混合、搅拌；(2)然后向反应器中通入氯气，反应至无固体时停止通氯气，继续搅拌2～3h，然后得到粗三氯化砷液和含砷硫酸溶液；(3)将粗三氯化砷液蒸馏，收集130～140℃的馏分，得到高纯三氯化砷。本制备方法提出采用硫酸溶液与砷原料在反应器中进行预先混合，再向反应器中通入氯气与砷进行反应，硫酸溶液覆盖在砷的表面，可以较好的控制反应速率，且硫酸可以吸收生成的三氯化砷的杂质，起到除杂的效果。而且，本方法无需将砷粉先进行升华再与氯气反应，可降低能耗，得到的三氯化砷纯度好，收率高。CN113830828ACN113830828A权利要求书1/1页1.一种高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将砷粉和硫酸在反应器中混合、搅拌；(2)然后向反应器中通入氯气，反应至无固体时停止通氯气，继续搅拌2～3h，然后得到粗三氯化砷液和含砷硫酸溶液；(3)将粗三氯化砷液蒸馏，收集130～140℃的馏分，得到高纯三氯化砷。2.根据权利要求1所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硫酸的质量分数为98％，砷粉与硫酸按质量比为1:5～1:10进行投料。3.根据权利要求1所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氯气的通入量为40～100L/h。4.根据权利要求1～3任一项所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，还包括含砷硫酸溶液的回收处理，包括以下步骤：(a)用水将步骤(2)得到的含砷硫酸溶液稀释，含砷硫酸溶液与水按照体积比为1:1～1:3进行稀释；(b)用萃砷有机相对步骤(a)稀释后的含砷硫酸溶液进行萃取，萃砷有机相与步骤(a)稀释后的含砷硫酸溶液按照体积比为1:1～1:3进行萃取，得到富砷有机相；(c)采用60～100℃的水对富砷有机相进行水洗，水与富砷有机相的体积比为1:3～1:6，水洗后得到富砷水相；(d)富砷水相进行蒸发浓缩结晶得到砷氧化物副产品。5.根据权利要求4所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)，含砷硫酸溶液与水按照体积比为1:1进行稀释。6.根据权利要求4所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)，萃砷有机相由体积百分比为30％的TBP和70％的煤油组成；萃砷有机相与步骤(a)稀释后的含砷硫酸溶液按照体积比为1:1进行萃取。7.根据权利要求4所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)，采用70℃的水对富砷有机相进行水洗，水与富砷有机相的体积比为1:3。8.根据权利要求1～3任一项所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，还包括尾气处理，先将尾气通入硫酸溶液中，再将尾气通入到氢氧化钠碱液喷淋系统。9.根据权利要求8所述的高纯三氯化砷的制备方法，其特征在于，所述硫酸溶液为0～5℃的质量分数为98％的硫酸。2CN113830828A说明书1/4页一种高纯三氯化砷的制备方法技术领域[0001]本发明涉及无机化工技术领域，具体涉及一种高纯三氯化砷的制备方法。背景技术[0002]三氯化砷是一种无机化合物，呈无色或淡黄色发烟油状液体，主要用于陶瓷制备，砷氯衍生物的合成等，高纯三氯化砷主要应用于半导体制备过程中的外延、扩散工序，以及高纯砷的制备方面。[0003]目前，生产三氯化砷的方法主要有盐酸法和气相氯化法。盐酸法制备三氯化砷的主要步骤为：将三氧化二砷加入反应器中，再加入浓盐酸，在搅拌下缓慢滴加浓硫酸，由于浓硫酸的滴加，使反应所产生的水被除去，生成的三氯化砷发生两相分离而沉于反应器底部。浓硫酸滴完后，加热、蒸馏，收集90℃～107℃的馏分。将馏出液冷却，三氯化砷和酸层用分液漏斗分离，制得三氯化砷产品。此方法生成的三氯化砷在反应过程中容易水解形成亚砷酸，造成收率不高，废酸产生量比较大，处理成本较高。[0004]气相氯化法制备高纯三氯化砷的主要步骤为：将含砷95％～99％的粗砷作为原料，经过升华，除去铁锌等杂质，再将氯气通入到提纯后的砷，反应生成三氯化砷，再经过蒸馏得到高纯三氯化砷。此方法需先将粗砷进行升华，升华炉中剩余的残渣容