СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ GeCl4 И/ИЛИ SiCl4 ИЗ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН ИЛИ СТЕКЛЯННЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ SiCl4 ИЗ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ SiO2

В третьем конденсационном блоке 36, конденсируют газообразный BCl₃. Температуру внутри блока 36 устанавливают немного ниже температуры конденсации BCl₃, а газ, покидающий блок 36, промывают жидким BCl₃ 50, обеспечивая его избирательную конденсацию. Газообразный продукт 52, покидающий блок 36, содержит Cl₂(г) и СО₂(г), и его направляют в системы 54 очистки и нейтрализации газов.

Жидкий BCl₃ 56, полученный на данной стадии конденсации, может быть рециклизован в виде реагента 223 в реактор 14 хлорирования после стадии газификации 58. Количество рециклизованного BCl₃ 223, используемого для хлорирования оптиковолокнистого сырья 10, при необходимости выравнивают за счет дополнительного ввода BCl₃ 116 или твердого борсодержащего соединения 16.

Хлор (Cl₂) из газообразного продукта 52 удаляют в скруббере 54. Это устройство для промывки газа состоит из вертикального цилиндра, содержащего перфорированные пластмассовые сферы. Скруббер 54 заполняют до определенного уровня раствором NaOH 60. Система, включающая в себя насос, связанный с петлей рециркуляции, и распылительную насадку, расположенную в верхней части скруббера 54, обеспечивает промывку газообразного продукта 52 и контактирование его с раствором NaOH 60. Между хлором, содержащимся в газообразном продукте 52, и раствором NaOH 60 протекает следующая реакция:

Величину рН регулируют при помощи подачи концентрированного раствора NaOH. Раствор NaOCl 62, образующийся в результате промывки, далее обрабатывают Н₂О₂ 64 в аппарате 66 с перемешиванием с получением раствора хлорида натрия 68 по реакции

Газ, выходящий из верхней части скруббера, по существу, состоит из СО₂ 70. При необходимости СО₂ 70, покидающий процесс, может улавливаться либо нейтрализоваться с использованием существующей дополнительной технологии, предназначенной для улавливания СО₂.

Согласно альтернативному варианту осуществления скруббер 54 для промывки хлора может быть заменен компрессором хлора, позволяющим осуществлять сжатие газообразного хлора с образованием сжиженного хлора и тем самым отделять его от газообразного СО₂. Сжатый хлор может храниться в газовых баллонах для последующего использования, такого как в качестве одного из реагентов процесса хлорирования.

Обратимся, в частности, к фиг. 3 - 5, на которых проиллюстрирован способ получения хлоридов из сырьевого материала, содержащего оксиды. В частности, на фиг. 3 и 4 проиллюстрирован способ одновременного получения тетрахлорида германия и тетрахлорида кремния из стеклянных отходов оптических волокон. Согласно этому способу оксиды германия и кремния (GeO₂ и SiO₂), присутствующие в оптических волокнах или других стеклянных отходах, превращают в тетрахлориды германия и кремния (GeCl₄ и SiCl₄). Полученные тетрахлориды идентичны тетрахлоридам, обычно применяемым при изготовлении оптических волокон. На фиг. 5 проиллюстрирован способ получения тетрахлорида кремния из материала, обогащенного SiO₂. Оксид кремния (SiO₂), присутствующий в материале, обогащенном SiO₂, превращают в тетрахлорид кремния (SiCl₄).

Например, оптические волокна, используемые в качестве сырьевого материала 10, могут быть стеклянными отходами от производства оптических волокон, то есть стеклянными отходами с оборудования для производства оптических волокон или частицами оксидов, уносимыми в скрубберный блок оборудования для производства оптических волокон, стеклянными отходами от отработанных оптических волокон, то есть оптических волокон, остающих при разборке использованных оптических кабелей, или стеклянными отходами, выделенными из отработанных оптических кабелей.

Такие стеклянные отходы, используемые в качестве сырьевого материала, могут иметь покрытие из смолы. Это покрытие из смолы не оказывает отрицательного воздействия на способ получения GeCl₄ и SiCl₄. С другой стороны, покрытие из смолы может положительно влиять на способ, поскольку органическое покрытие может играть роль восстановителя во время процесса карбохлорирования.

Согласно альтернативному варианту осуществления, сырьевой материал 110 (см. фиг. 5) может включать в себя материал, обогащенный SiO₂, по существу не содержащий GeO₂, такой как кварц, который может быть превращен в SiCl₄ в реакторе 14 хлорирования. Согласно этому варианту осуществления материал, обогащенный SiO₂, содержит более 90 мас.% SiO₂. Для обогащенного SiO₂ сырья, по существу, не содержащего GeO₂, стадия фракционной перегонки упрощается, поскольку в смеси отсутствует GeCl₄. При необходимости на выходе из реактора может быть добавлен первый конденсационный блок для удаления нежелательных примесей высококипящих хлоридов.

Сырьевой материал 10, 110, или стеклянные отходы либо материал, обогащенный SiO₂, сначала сушат и тонко измельчают перед подачей в реактор 14 хлорирования. Сырьевой материал 110 может быть раздроблен, размолот или раскрошен до частиц, имеющих средний размер в диапазоне от микрометров до миллиметров. Например, средний размер частиц может составлять от 10 до 250 мкм. Согласно варианту осуществления частицы имеют, по существу, одинаковый размер.

Согласно альтернативному варианту осуществления размолотый сырьевой материал 10, 110 подают в реактор 14 без предварительной сушки. Стадия сушки может осуществляться внутри реактора 14, или же способ может не содержать стадии сушки. Например, сырьевой материал 10, 110 может быть высушен при температуре в пределах от 400 до 600°С в течение от 0,5 до 3 ч. Кроме того, реакционная смесь или только ее часть может быть введена в реактор 14 во время проведения стадии сушки, как подробнее будет описано ниже. Стадия сушки может проводиться в инертной атмосфере, например, под азотом. На стадии сушки удаляются все формы воды, которые могут быть неблагоприятны для процесса хлорирования.

Как упоминалось выше, при производстве оптических волокон проводят реакции дехлорирования с (1) по (4). Для извлечения кремния и германия, содержащихся в стеклянных отходах в виде оксидов, эти реакции реверсируют в направлении хлорирования.

Для проведения реакций хлорирования реакционную смесь, содержащую восстановитель 12, 22, соль 27, такую как KCl, RbCl и CsCl, хлор (Cl₂) 23 и соединение бора, В₂О₃ (фиг. 3) или треххлористый бор (BCl₃) 29 (фиг. 4 и 5), подают вместе с сырьевым материалом 10, 110 или стеклянными отходами либо материалом, обогащенным SiO₂. На фиг. с 3 по 5 солью, входящей в состав реакционной смеси, является KCl. Масса соли составляет от 3 до 15 мас.% от общей массы всего твердого сырья, то есть от массы сырьевого материала, массы восстановителя и массы соли. В частности, используют KCl. Более конкретно, при использовании KCl газообразный хлор (Cl₂) может быть успешно исключен.

Восстановителем 12, 22 может быть твердый углеродсодержащий восстановитель, например, такой как металлургический кокс или активированный уголь. Соотношение между массой восстановителя и массой сырьевого материала лежит в пределах от 0,3 до 1.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения часть реакционной смеси добавляют в тонко измельченный сырьевой материал 10, 110 перед проведением стадии сушки. В качестве неограничивающего примера восстановитель 12, 22 и соль 27, то есть твердые компоненты реакционной смеси, могут быть добавлены в тонко измельченный сырьевой материал 10, 110 перед проведением стадии сушки. Как упоминалось выше, стадия сушки может проводиться, например, при температуре в диапазоне от 400 до 600°С в течение от 0,5 до 3 ч. Как только стадия сушки заканчивается, к высушенным твердым компонентам добавляют другие компоненты (Cl₂ и BCl₃) реакционной смеси.

На фиг. 3 показано, что согласно варианту осуществления восстановитель 12 подают в виде восстановителя, легированного соединением бора, а сырьевой материал 10 включает в себя стеклянные отходы. В частности, соединение бора адсорбируют на твердый восстановитель перед стадией хлорирования. Согласно изображенному варианту осуществления твердым восстановителем 22 является активированный уголь.

Восстановитель с адсорбированным борсодержащим соединением 12 получают из раствора, насыщенного соединением бора 16, например, таким как Н₃ВО₃. В аппарате 20 с перемешиванием насыщенный раствор смешивают с твердым восстановителем 22, например, таким как активированный уголь. Твердый углеродсодержащий восстановитель, содержащий адсорбированное соединение бора, отделяют, например, фильтрацией 24 от раствора 26, после чего он может быть высушен 28 при температуре 500°С в течение трех часов. Согласно альтернативному варианту осуществления твердый углеродсодержащий восстановитель, содержащий адсорбированное соединение бора, может быть высушен при температуре в диапазоне от 450 до 550°С в течение от 30 мин до трех часов. Стадия сушки 28 может проводиться в инертной атмосфере, например, такой как атмосфера азота. На стадии сушки 28 удаляются все формы воды, которые могут неблагоприятно сказаться на процессе хлорирования.

Стадии адсорбции, фильтрации и сушки 20, 24, 28 обычно проводят за пределами реактора 14 хлорирования. Согласно этому варианту осуществления реагент не обязательно включает в себя подачу 29 свежего BCl₃ (см. фиг. 4 и 5). При этом, как подробнее будет описано ниже, в реагент может быть добавлен рециклизованный BCl₃.

Обратимся теперь к фиг. 4, где показано, что согласно альтернативному варианту осуществления восстановитель 22, например, такой как активированный уголь, подают отдельно от бора. В этом случае в реагент добавляют порцию 29 свежего BCl₃. Как и в случае варианта осуществления, описанного выше применительно к фиг. 3, сырьевой материал включает в себя стеклянные отходы.

Обратимся теперь к фиг. 5, где показано, что согласно другому альтернативному варианту осуществления сырьевой материал 110 включает в себя материал, обогащенный SiO₂, а восстановитель 22, например, такой как активированный уголь, подают отдельно от бора. Согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 5 и описанному ниже, реагент включает в себя порцию 29 свежего BCl₃. Следует отметить, что согласно альтернативному варианту осуществления с сырьевым материалом, обогащенным SiO₂, также может быть использован восстановитель, легированный соединением бора.

Обратимся теперь одновременно к фиг. 3-5, на которых показано, что реакцию хлорирования проводят в реакторе 14 хлорирования при температуре в пределах от 450 до 1100°С, причем согласно альтернативному варианту осуществления температура варьируется в диапазоне от 750 до 950°С. Согласно варианту осуществления реактор 14 изготовлен из материала, устойчивого к коррозионной природе газов, содержащихся в нем.

В реакторе 14 хлорирования получают газообразный продукт 30. Газообразный продукт 30 содержит, наряду с прочим, газообразные GeCl₄ и SiCl₄, если сырьевой материал 10 включает в себя стеклянные отходы (фиг. 3 и 4), либо газообразный SiCl₄, если сырьевой материал 110 включает в себя материал, обогащенный SiO₂ (фиг. 5). В реакторе хлорирования поддерживают непрерывный ток хлора (Cl₂) 23, и газообразный продукт 30, содержащий газообразный SiCl₄ и GeCl₄, если таковой имеется, покидает реактор хлорирования 14 в виде паровой фазы и переносится в зоны конденсации 32, 34, 36, 132, как подробнее будет описано ниже. Газообразный продукт 30, покидающий реактор 14 хлорирования, по существу, состоит из GeCl₄, SiCl₄, Cl₂, BCl₃ и СО₂, если сырьевой материал включает в себя стеклянные отходы (фиг. 3 и 4), или SiCl₄, Cl₂, BCl₃, СО₂ и, возможно, другие хлоридные примеси, если сырьевой материал включает в себя материал, обогащенный SiO₂ (фиг. 5).

Muetterties (Journal of the American Chemical Society, 1957, vol., 79, 6563-6564) продемонстрировал, что тетрахлорборатые соли типа KBCl₄, RbBCl₄ и CsBCl₄ могут быть получены взаимодействием при высокой температуре соответствующей соли, такой как KCl, с газообразным BCl₃.

В реакциях хлорирования согласно описанному способу BCl₄^- используют в качестве эффективного хлорирующего агента для стекол SiO₂ и стекол GeO₂, содержащихся в оптических волокнах, и для SiO₂, содержащегося в материале, обогащенном SiO₂. В частности, при одновременном получении GeCl₄ и SiCl₄ из стеклянных отходов протекают следующие реакции:

Если сырьевой материал, по существу, не содержит GeO₂, протекают те же самые реакции, за исключением реакции (11).

Реакции проводят при температуре в диапазоне от 450 до 1100°С, согласно альтернативному варианту осуществления при температуре в диапазоне от 800 до 900°С, согласно еще одному альтернативному варианту осуществления при температуре в диапазоне от 825 до 875°С.

При температуре, близкой к 850°С, KBCl₄ находится в жидкой фазе, поскольку эта температура выше точки плавления KCl (776°С). Частицы оксида и углерода, вероятно, частично окружены жидкой средой, содержащей ионы K⁺ и BCl₄^-. Ион BCl₄^- является хлорирующим агентом, Cl^- перемещается к оксидной поверхности через в результате реакций (11) и (12), приводящих к образованию газообразной фазы, содержащей BCl₃, SiCl₄, GeCl₄, если таковой имеется, и СО₂, которая высвобождается из жидкой среды KBCl₄. Далее газообразный BCl₃ попадает в газообразную атмосферу реактора, в которой поддерживается ток BCl₃ и Cl₂∙BCl₃ является сильной кислотой Льюиса (Alam et al., 2004, Kirk-Othmer Encyclopedia of chemical technology, 138-168) и, вследствие этого часть BCl₃ реагирует с Cl₂ с образованием:

Ион BCl₄ может затем вернуться в жидкую среду с помощью иона K⁺ по реакции (10):

Ион Cl⁺, образующийся по реакции (13), возможно реагирует с открытой поверхностью углеродсодержащего восстановителя (металлургического кокса, графита или активированного угля) в активных положениях, где имеется высокая плотность неспаренных электронов (Bandosz и Ania, in: Activated carbon surfaces in environmental remediation (Поверхности активированного угля в природовосстановлении), Elsevier 2006, p. 159-229), как показано уравнением:

В реакторе 14, в котором проводятся реакции, GeCl₄, если таковой имеется, и SiCl₄ присутствуют в виде газов. Поскольку в системе поддерживается непрерывный ток Cl₂ 23, GeCl₄, если таковой имеется, и SiCl₄ покидают реактор в паровых фазах и переносятся газовым потоком в зоны конденсации процесса, которые более подробно будут описаны ниже. Газы, покидающие реактор 14, включают в себя GeCl₄, если таковой имеется, SiCl₄, Cl₂, BCl₃ и СО₂.

Газообразный продукт 30 отделяют от твердого восстановителя 22 с помощью сепаратора твердой и газовой фаз (не показан). Твердый восстановитель 22 собирают в приемный бункер и повторно используют при хлорировании в качестве восстановителя.

Для извлечения кремния и германия, содержащихся в стеклянных отходах в виде оксидов, в качестве эффективного хлорирующего агента при относительно низкой температуре процесса используют BCl₄^-. В частности, BCl₄^- является хлорирующим агентом для GeO₂, входящего в состав SiO₂ стекол. Таким образом, упомянутые выше реакции могут использоваться для одновременного получения GeCl₄ и SiCl₄ из стеклянных отходов оптических волокон, содержащих оксиды кремния и германия. BCl₄^- также является хлорирующим агентом для SiO₂, содержащегося в сырьевом материале, обогащенном SiO₂, с получением SiCl₄.

Как описано выше и более подробно будет описано ниже, BCl₃ может быть добавлен в виде газа (фиг. 4 и 5) либо может генерироваться in situ (фиг. 3) по реакции

Газообразный продукт 30 собирают в систему трубопроводов, соединяющую реактор 14 хлорирования и первый конденсационный блок 32 (фиг. 3 и 4) или первичный конденсатор 132 (фиг. 5). Систему трубопроводов термостатируют, то есть температура газа внутри трубопровода не позволяет газу конденсироваться прежде, чем он достигнет конденсационного блока. Так, температура может поддерживаться выше температуры кипения/конденсации GeCl₄ (84°C), если система включает в себя первый конденсационный блок 32 (фиг. 3 и 4), и выше температуры кипения/конденсации SiCl₄ (57,6°C), если система включает в себя первичный конденсатор 132 (фиг. 5). Для сырьевого материала в виде стеклянных отходов точки кипения других компонентов газообразного продукта, выходящих из реактора 14, будет ниже, чем точка кипения GeCl₄. Таким образом, все компоненты газообразного продукта в системе трубопроводов, соединяющих реактор 14 хлорирования и первый конденсационный блок 32 или первичный конденсатор 132, остаются в газовой фазе.

Первый конденсационный блок: GeCl₄ (фиг. 3 и 4).

Если сырьевой материал 10 включает в себя стеклянные отходы и, следовательно, газообразный продукт 30 включает в себя газообразный GeCl₄, в первом конденсационном блоке 32 из других компонентов газообразного продукта, в частности, SiCl₄ (г), BCl₃ (г), Cl₂ (г), CO₂ (г), будет избирательно конденсироваться GeCl₄ (г), как показано на фиг. 1 и 2.

Для избирательной конденсации GeCl₄ температуру внутри блока 32 устанавливают чуть ниже точки кипения GeCl₄ и чуть выше точки кипения SiCl₄ (57,6°С). Газообразный продукт 30 охлаждают и промывают жидким GeCl₄ 38.

Блок 32 заполнен перфорированными сферами, изготовленными из устойчивого материала. Петля рециркуляции жидкого GeCl₄, соединенная с распылительной форсункой, размещенной в верхней части блока, обеспечивает достаточную перколяцию и контактирование между жидкой фазой 38 и газообразным продуктом 30. Сконденсировавшийся жидкий GeCl₄ 40 собирают в резервуар, размещенный у основания конденсационного блока 32. Газообразный продукт 42, покидающий блок 32, по существу, состоит из SiCl₄ (г), BCl₃ (г), Cl₂ (г) и СО₂ (г). Его направляют через вторую систему трубопроводов во второй конденсационный блок 34, где конденсируется газообразный SiCl₄, как подробнее будет описано ниже.

Как и первую систему трубопроводов, идущую от реактора 14 к первому конденсационному блоку 32, вторую систему трубопроводов термостатируют. Так, температура может поддерживаться выше температуры кипения SiCl₄ (57,6°С) и ниже температуры кипения GeCl₄ (84°C). Таким образом, все компоненты газообразного продукта во второй системе трубопроводов, расположенной между первым и вторым конденсационными блоками 32, 34, остаются в газовой фазе.

Если сырьевой материал 110 включает в себя материал, обогащенный SiO₂, по существу не содержащий GeO₂, первый конденсационный блок 32 может быть заменен первичным конденсатором 132, как показано на фиг. 5, поскольку газообразный продукт 30 также, по существу, не будет содержать газообразного GeCl₄. Следует понимать, что первый конденсационный блок 32 может быть байпасирован либо удален.

Такую первичную стадию конденсации проводят для сырьевого материала, обогащенного SiO₂, содержащего существенные количества оксидов, отличных от GeO₂. Эти оксиды, а также SiO₂, превращают в хлориды и выводят за пределы реактора 14 хлорирования в виде газов. Эти хлориды (MCl_x) должны быть сконденсированы отдельно от SiCl₄ во избежание загрязнения последующих стадий процесса. Таким образом, в первичном конденсаторе 132 от других компонентов газообразного продукта, в частности, SiCl₄ (г), BCl₃ (г), Cl₂ (г) и СО₂ (г), в виде смеси конденсацией отделяются хлоридные примеси.

Для выполнения этой избирательной конденсации первичный конденсатор 132 находится в гидравлической связи с реактором 14 хлорирования и содержит дефлекторы с большой поверхностью, предназначенные для сбора таких хлоридных примесей.

Температуру внутри первичного конденсатора 132 регулируют таким образом, чтобы она была немного выше температуры кипения/конденсации SiCl₄ (57,6°C), чтобы обеспечить максимальное удаление нежелательных хлоридов и позволить SiCl₄ покидать первичный конденсатор 132 в виде газа 42.

Сконденсированные хлориды 140 собирают в резервуар, размещенный на базе первичного конденсатора 132. Газообразный продукт 42, покидающий конденсатор 132, по существу, состоит из SiCl₄ (г), BCl₃ (г), Cl₂ (г) и СО₂ (г). Его направляют через вторую систему трубопроводов во второй конденсационный блок 34, где конденсируется газообразный SiCl₄, как подробнее будет описано ниже.

Как и в случае первой системы трубопроводов, идущей от реактора 14 хлорирования к первичному конденсатору, вторую систему трубопроводов термостатируют. Соответственно, температура может поддерживаться выше температуры кипения SiCl₄ (57,6°C). Таким образом, во второй системе трубопроводов, идущей между первичным конденсатором 132 и вторым конденсационным блоком 34, все компоненты газообразного продукта остаются в газообразной фазе.

Хлор (Cl₂) из газообразного продукта 52 удаляют в скруббере 54. Этот скруббер 54 состоит из вертикального цилиндра, содержащего перфорированные пластмассовые сферы. Скруббер 54 заполняют до определенного уровня раствором NaOH 60. Система, включающая в себя насос, связанный с петлей рециркуляции и распылительной насадкой, расположенной в верхней части скруббера 54, обеспечивает промывку газообразного продукта 52 и его контактирование с раствором NaOH 60. Между хлором, содержащимся в газообразном продукте 52, и раствором NaOH 60 протекает следующая реакция:

Величину рН раствора регулируют с помощью внешней подачи концентрированного раствора NaOH. Раствор NaOCl 62, образующийся в результате очистки газа, далее обрабатывают Н₂О₂ 64 в аппарате 66 с перемешиванием с получением раствора хлорида натрия 68 по реакции

Газ, покидающий верхнюю часть скруббера, по существу, состоит из СО₂ 70. При необходимости СО₂ 70, покидающий процесс, может улавливаться или нейтрализоваться с помощью существующей дополнительной технологии улавливания выделений СО₂.

Согласно альтернативному варианту осуществления скруббер 54 для промывки хлора может быть заменен хлорным компрессором, позволяющим осуществлять сжатие газообразного хлора с образованием жидкого хлора, тем самым отделяя его от газообразного СО₂. Сжатый хлор может храниться в газовых баллонах для последующего использования, такого как в качестве одного из реагентов процесса хлорирования.

Или же газ, покидающий реактор 14 и содержащий SiCl₄ и GeCl₄, конденсируют в отдельном конденсационном блоке 44. После этой стадии конденсации компоненты полученной жидкой смеси разделяют с помощью фракционной перегонки 76, позволяющей получать чистые SiCl₄ 72 и GeCl₄ 74.

Конденсацию газовой фазы, выходящей из реактора, в соответствующем конденсационном блоке с образованием жидкости проводят при температуре, при которой давление газовых паров является достаточно низким для получения жидкости, содержащей Cl₂, BCl₃, SiCl₄ и GeCl₄. Полученную жидкость далее подают на колонну для фракционной перегонки.

При необходимости газовую фазу, выходящую из конденсационного блока, нейтрализуют в скруббере 54, при этом Cl₂ превращается в NaOCl 62, а остаточные BCl₃, SiCl₄ и GeCl₄ - в их соответствующие оксиды и/или гидроксиды.

Колонна для фракционной перегонки работает таким образом, что сначала в верхней части колонны конденсируется Cl₂. Когда Cl₂ полностью удаляется из смеси, рабочие параметры изменяют для получения в верхней части колонны BCl₃ 56, который также конденсируется независимо. После полного удаления BCl₃ из смеси параметры регулируют для получения в верхней части колонны чистого SiCl₄ 72, который собирают отдельно. В конце стадии перегонки SiCl₄ в кубе будет содержаться только GeCl₄ 74. Такая процедура перегонки позволяет извлекать четыре независимых жидких соединения: Cl₂, BCl₃, SiCl₄ и GeCl₄.

Жидкий Cl₂ после соответствуюющей стадии газификации может быть рециркулирован в качестве реагента для способа. Жидкий BCl₃ после соответствующей стадии газификации также может быть рециркулирован в качестве реагента для способа.

На фиг. 7 и 8 показана экспериментальная установка для проведения описанного выше процесса. Опыты проводили в цилиндрическом горизонтальном реакторе 310, включающем в себя кварцевую трубку, имеющую инертную футеровку и нагреваемую при помощи электропечи 312, в виде реакционной трубки. К реакционной трубке 310 подсоединяли баллоны с газообразными Cl₂, BCl₃ и N₂ 314. Для получения количественного распределения газов в реакционной трубке 310 использовали регуляторы давления и регуляторы расхода 316 (фиг. 7). Газы, покидающие реактор 310, очищали в скруббере 318 с помощью раствора NaOH, дозируемого периодически. СО (г) и СО₂ (г), нейтрализовали в скруббере 318 и удаляли при помощи лабораторного вытяжного устройства (не показано).

Небольшое количество опытов проводили, используя в качестве восстановителя СО. В этих случаях в экспериментальную установку добавляли четвертый газовый баллон и соответствующий расходомер.

В стандартном опыте выполняли следующие стадии. Определенный тип отходов оптических заготовок измельчали до минус 20 мкм. Этот измельченный материал помещали в стакан 320 (фиг. 8), при необходимости, как подробнее будет описано ниже применительно к уравнениям 10 и 11, добавляли твердый восстановитель и Н₃ВО₃ (непосредственно либо адсорбированным на твердом восстановителе). Или же, измельченный материал помещали в стакан 320 и при необходимости добавляли твердый восстановитель с или без KCl в качестве соли для реакционной смеси.

Стакан 320 помещали в центр реакционной трубки 310 (фиг. 8). Систему продували N₂, и твердые вещества сушили в течение часа при температуре 500°С. В конце стадии сушки температуру в печи устанавливали в пределах от 450 до 1100°С. По достижении температуры реакции ток N₂ прекращали и в систему подавали Cl₂ при общем расходе в пределах от 0,1 до 0,4 л в минуту, с использованием или без использования СО либо BCl₃ в зависимости от требований. В случае использования СО соотношение расходов Cl₂/CO устанавливали одинаковым для большинства опытов. При использовании BCl₃ устанавливали расход 0,1 л в минуту. По истечении установленного времени получали GeCl₄(г) и SiCl₄(г), которые покидали печь 312 и очищались.

Степени превращения GeO₂ и SiO₂ для данного опыта рассчитывали исходя из изменений масс GeO₂ и SiO₂ между исходной массой и массой, полученной в конце опыта для твердого остатка, остающегося в стакане 320. Изменения массы относили на счет превращений GeO₂ и SiO₂ в их соответствующие тетрахлориды (GeCl₄ и SiCl₄). Эти тетрахлориды, будучи летучими при температуре в исследуемом диапазоне, уносились за пределы стакана 320, содержащего образец заготовки, и очищались в скруббере с помощью раствора NaOH. Изменения массы рассчитывали исходя из веса образца и веса твердого остатка, общего для соответствующих концентраций GeO₂ и SiO₂. Анализы выполняли путем сплавления с метаборатом лития с последующим растворением в HNO₃ и HCl, образующиеся в результате жидкости анализировали при помощи атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES).

-1: (масса KCl/общая масса образца) × 100;

н/а: не анализировали;

В₂О₃ АУ: В₂О₃, адсорбированный на активированном угле.

Для всех опытов использованные экспериментальные параметры и полученные степени превращения представлены в табл. 1 и 2. Опыты, описанные в табл. 1 и 2, проводили с заготовкой для оптического волокна, содержащей 99 мас.% SiO₂ и 1 мас.% GeO₂. Дополнительные детали содержатся в приведенных ниже конкретных примерах.

Для оценки влияния природы восстановителя проводили другой процесс хлорирования, названный здесь высокотемпературным процессом. При таком высокотемпературном процессе для превращения оксидных фаз в хлориды и, в частности, для превращения компонентов оптических волокон в их хлоридные предшественники, GeCl₄ и SiCl₄, используется газообразный хлор или газообразный HCl в комбинации с газообразным СО. На стадии карбохлорирования протекают следующие реакции:

и

Опыты, проводившиеся при температуре 1200°С, показали, что менее 5% SiO₂, одного из двух основных целевых химических веществ, было превращено в хлоридную форму. Таким образом, этот высокотемпературный процесс рассматривался как относительно неэффективный.

Пример 1. Определение основных параметров, влияющих на одновременное превращение

Чтобы минимизировать количество опытов по определению основных параметров, регулирующих превращение GeO₂ и SiO₂ в GeCl₄ и SiCl₄, была построена ортогональная матрица Тагучи, использующая четыре параметра: а) время реакции, b) температура реакции, с) добавление бора, d) тип восстановителя. Время реакции варьировали от 20 до 90 мин. Температуру варьировали от 700 до 1200°С. Изучаемыми твердыми восстановителями были металлургический кокс и газообразный СО. Бор добавляли непосредственно в виде Н₃ВО₃. Изученные параметры и полученные степени превращения в соответствии с заданной ортогональной матрицей представлены в табл. 1 для опытов № 1-10. Для этих опытов только коэффициент превращения SiO₂ рассматривался как значащий для вариационного анализа, поскольку погрешность анализа в случае степени превращения GeO₂ была больше чем в случае SiO₂, и вводились дополнительные погрешности определения входящих параметров. Высокие степени превращения SiO₂ благоприятствуют более высоким степеням превращения GeO₂ вследствие физической природы GeO₂-SiO₂ стекол. В частности, основной компонент SiO₂ эффективно удаляется в виде газа и, вследствие этого оставляет GeO₂ открытым к воздействию химических реагентов, присутствующих в реакторе. Степени превращения SiO₂ изменялись в диапазоне от 1 до 30% в зависимости от условий эксперимента. Вариационный анализ для изученных параметров рассчитывали, используя программное обеспечение Optimum, распространяемое TDC software.

В результате проведенного анализа было сделано три важных наблюдения. Во-первых, добавление бора в виде Н₃ВО₃ всегда приводило к самыми высоким степеням превращения SiO₂. Один только этот параметр является причиной 66% изменения результатов. Это наблюдение согласуется с экспериментальными данными, доступными из научной литературы, как описано выше в разделе хлорирования. Во-вторых, металлургический кокс в качестве восстановителя оказался более эффективным, чем СО в чистом виде или в комбинации с металлургическим коксом. В-третьих, время реакции в пределах выделенного матричного интервала, то есть в диапазоне от 30 до 90 мин, как оказалось, оказывает незначительное влияние на степень превращения SiO₂.

Второе и третье наблюдения были аналогичными. Твердые углеродсодержащие восстановители, такие как металлургический кокс, ускоряют реакции хлорирования. Это связывают с образованием на их поверхностях атомного хлора или активных частиц хлора с последующей десорбцией. Далее эти частицы реагируют с поверностью соединения, подлежащего хлорированию (Korshunov, 1992, Metallurgical Review of MMIJ, 8, (2), pp. 1-33). Важным является расстояние между данным углеродсодержащим твердым восстановителем и поверхностью оксида. Если это расстояние увеличивается до определенного уровня, атомарный хлор или активированный хлор, высвободившийся в газовой фазе, может рекомбинировать в результате столкновения частиц и стать дезактивированным. Во время реакций хлорирования поверхности углеродсодержащего восстановителя, контактирующие либо находящиеся рядом с оксидами, расходуются, вследствие чего расстояния, разделяющие твердые восстановители и оксиды, постоянно увеличиваются и в конечном итоге достигают точки, в которой концентрации атомного хлора или частиц снижаются вследствие реакций рекомбинации. Затем скорости реакций снижаются, и реакция протекает по механизму с участием молекулярного хлора (Barin и Schuler, 1980, Metallurgical Transactions В, 11В, pp. 199-207). Таким образом, для данной реакции хлорирования, проводимой в статическом реакторе с использованием в качестве твердого восстановителя угля, различают две кинетические зоны. Сначала идет быстрая зона, характеризующаяся быстрыми кинетическими реакциями, обусловленными наличием атомного хлора или частиц активированного хлора. Более поздняя медленная зона характеризуется реакциями с медленной кинетикой, протекающими с участием молекулярного хлора. Вероятно, что выбранные величины времени реакции оказались такими, что реакции хлорирования уже достигли медленной кинетической зоны, проявляя лишь незначительное увеличение степени превращения SiO₂ с течением времени.

Эти наблюдения использовали для разработки опытов по увеличению степеней превращения GeO₂ и SiO₂. Уравнения с 5 по 7 показывают, что лишь в уравнении 7 требуется использование хлора в присутствии твердого углеродсодержащего восстановителя. Предполагается, что как только образуется BCl₃, реакции с GeO₂ и SiO₂ будут протекать быстро и не будут идти по диффузионному механизму, подразумевающему наличие атомного хлора или частиц активированного хлора. BCl₃ является очень сильной кислотой Льюиса (Alam et al., 2004) и должен быстро реагировать с двумя свободными электронными парами каждого атома кислорода в GeO₂ и SiO₂. Оптимизация кинетики реакции 9, при условии, что образование BCl₃ является медленной стадией, должна увеличивать общую кинетику химической системы. Следующй пример иллюстрирует влияние оптимизации образования BCl₃ на степени превращения GeO₂ и SiO₂.

Пример 2. Оптимизация образования BCl₃ и ее влияние на степени превращения GeO₂ и SiO₂.

Для того чтобы максимально увеличить контакт между данным соединением бора и твердым углеродсодержащим восстановителем, раствор, насыщенный борной кислотой, помещали в химический стакан с активированным углем. Массу затем перемешивали и фильтровали. Полученный твердый остаток сушили в течение ночи в печи при температуре 150°С. Полученный в результате активированный уголь, легированный бором, использовали для опытов.

Известно, что BCl₃ реагирует с водой, фактически с любыми соединениями, содержащими кислород, как описано выше. Для того чтобы свести к минимуму побочные реакции BCl₃ с водой, было сделано дополнение к описанной выше методике опыта. Реагент, помещенный в печь, сушили при температуре 500°С в течение 3 ч в атмосфере азота, прежде чем подвергнуть воздействию газообразного хлора. Экспериментальные параметры и результаты этих опытов представлены в табл. 1 для опытов № 11 и 12. Для этих двух опытов степени превращения GeO₂ являются высокими, 79 и 76%, соответственно для опытов 11 и 12. Аналогично, степени превращения SiO₂ также являются высокими, 67 и 65%, соответственно для опытов 11 и 12. Как и ожидалось, существует прямая зависимость между степенями превращения GeO₂ и SiO₂. По сравнению с опытом 11, время реакции в опыте 12 увеличилось с 20 до 60 мин. При этом никакого существенного улучшения степени превращения не наблюдалось; степени превращения, полученные для опыта 12, были в пределах погрешностей степеней превращения опыта 11.

Пример 3. Влияние "имитированного частичного перемешивания" на степени превращения GeO₂ и SiO₂.

Опыты с 1 по 12 проводили в статическом горизонтальном реакторе. Невозможно переработать экспериментальную установку, изображенную на фиг. 7, в динамическую без введения существенных изменений в систему. Тем не менее, для опыта 13 методика опыта была модифицирована, чтобы имитировать один или несколько эпизодов частичного перемешивания.

По истечении заданного времени реакции ток хлора выключали и кварцевую реакционную трубку продували N₂. Температуру печи понижали от заданной температуры опыта до 350°С. Стеклянный стакан, содержащий порошок, вынимали из печи еще горячим, используя стеклянный стержень. Затем порошок перемешивали стеклянной ложкой в течение нескольких минут в вытяжном шкафу. После этого стакан с порошком снова помещали в печь, температуру доводили до заданной температуры опыта, поддерживая в реакционной трубке ток N₂. По достижении заданной температуры опыта N₂ отключали и в систему подавали Cl₂.

Опыт 13 из табл. 1 представляет экспериментальные параметры и полученные степени превращения. В данном конкретном опыте были использованы два эпизода частичного перемешивания, каждый после 20 мин времени реакции. Общее время реакции в атмосфере хлора составило 60 мин. Степени превращения, полученные для GeO₂ и SiO₂, составили 84 и 72%, соответственно. Эти результаты были полностью сопоставимыми с опытом 12, в котором все экспериментальные параметры соответствуют параметрам опыта 13, за исключением того, что не использовалось никакого частичного перемешивания. Это сравнение показывает, что имитированное частичное перемешивание приводит к увеличению степени превращения GeO₂ на 8%, с 76 до 84%, и к увеличению степени превращения SiO₂ на 7%, с 65 до 72%. Несомненно, что перемешивание положительно сказывается на степени превращения.

Как обсуждалось ранее в примере 1, любые химические методы, такие как адсорбция, или физические методы, такие как перемешивание, увеличивают контакты между частицами оксидов и частицами твердого углеродсодержащего восстановителя, приводя к увеличению общей эффективности способа хлорирования.

Способ, описанный выше, позволяет получать высокочистые хлориды из стеклянных отходов от производств оптических волокон или выделенных из отработанных оптических кабелей.

Способ позволяет напрямую получать GeCl₄ и SiCl₄ из стандартных компонентов стеклянных отходов оптических волокон, GeO₂ и SiO₂, без образования промежуточных компонентов, таких как кремний и элементарный германий. Кроме того, полученные GeCl₄ и SiCl₄ отделяются друг от друга и могут использоваться в качестве исходных реагентов в реакциях дехлорирования для таких процессов, как MCVD, ODS, AVD и других аналогичных процессов.

GeO₂ и SiO₂, содержащиеся в стеклянных отходах оптических волокон, одновременно выделяют из стеклянных отходов оптических волокон в виде GeCl₄ и SiCl₄ соответственно. Кроме того, их выделяют в виде газообразных GeCl₄ и SiCl₄, выходящих из реактора в виде газов.

Газообразные GeCl₄ и SiCl₄, покидающие реактор, конденсируются по отдельности в виде жидкостей в соответствующих конденсаторах, размещенных на выходе из реактора хлорирования. В первом конденсаторе выделяется и конденсируется в основном GeCl₄, тогда как во втором конденсаторе выделяется и конденсируется в основном SiCl₄.

Полученные GeCl₄ и SiCl₄ могут быть использованы непосредственно в качестве высокочистых химических реагентов для получения оптических волокон или в других процессах, требующих применения высокочистых реагентов. Или же, полученные GeCl₄ и SiCl₄ могут быть подвергнуты известному способу очистки, такому как фракционная перегонка, для достижения необходимой степени чистоты.

Кроме того, имеются методики нейтрализации и/или рециркуляции реагентов, необходимых для процесса.

Пример 4. Хлориющий агент - BCL₄^-.

Хотя реакции хлорирования могут осуществляться различными способами, следует отметить, что твердые углеродсодержащие восстановители, такие как металлургический кокс и активированный уголь, обычно ускоряют реакции хлорирования. Это объясняется образованием на их поверхностях атомного хлора, частиц активированного хлора или ионного хлора (Cl^- и/или Cl⁺) с последующей десорбцией. Эти частицы, в данном контексте называемые активным хлором, далее реагируют с поверхностью соединения, подлежащего хлорированию (Korshunov, 1992, Metallurgical Review of MMIJ, 8, (2), pp. 1-33).

Кроме того, относительно важным является расстояние между данным углеродсодержащим твердым восстановителем и поверхностью оксида. Если это расстояние превышает определенный порог, активный хлор, высвободившийся в газовой фазе, может рекомбинировать и дезактивироваться. Во время реакции хлорирования поверхности углеродсодержащих восстановителей, контактирующих с оксидами или находящихся рядом с ними, расходуются, и вследствие этого расстояние, разделяющее твердый восстановитель и оксиды, в процессе протекания реакций хлорирования постоянно растет и в конечном итоге достигает точки, где концентрация активного хлора оказывается низкой из-за реакций рекомбинации. При этом скорость реакции замедляется, и реакция протекает по механизму с участием молекулярного хлора (Barin and Schuler, 1980, Metallurgical Transactions В, 11 В, pp. 199-207).

Таким образом, в случае реакций хлорирования быстрая кинетика связана, во-первых, с образованием активного хлора и, во-вторых, со стабильностью активного хлора во времени. Планирование опытов с целью получения высоких степеней превращения SiO₂ и GeO₂ было основано на этих двух наблюдениях.

Действие BCl₃ на SiO₂ с получением SiCl₄ и В₂О₃ изучали при температуре около 350°С (см., например Kroll, Metal Industry, 1952, 81, (13), 243-6; Savel'ev et al., Neorganicheskie Materialy, 1973, 9, (2), 325-6). В₂О₃ может хлорироваться (или регенерироваться) до BCl₃ под действием Cl₂ и восстановителя, такого как кокс или активированный уголь (Alam et al., 2004, Kirk-Othmer Encyclopedia of chemical technology (Химико-технологическая энциклопедия), 138-168). В патентном документе US 4490344 раскрыта комбинация BCl₃, Cl₂ и кокса для получения SiCl₄ из SiO₂ в соотвествии со следующими реакциями:

Эти реакции не проводили с активным хлором, таким как (Cl^- и или Cl⁺). Более того, в реакциях 6, 7, 14 и 15 не рассматривается стабильность активного хлора.

Для получения активного хлора и иона BCl₄^- BCl₃ реагировал с KCl с получением солевого расплава KBCl₄. Для хлорирования SiO₂ и GeO₂ использовали следующую химическую систему:

Чтобы оценить эффективность реакции хлорирования с использованием BCl₄^-, проводили серию опытов. Результаты представлены в табл. 2 для образцов под номерами с 1 по 11. Наивысшие степени превращения были получены для образцов с 1 по 7. В частности, степени превращения SiO₂ и GeO₂, соответственно в SiCl₄ и GeCl₄, были равны или превышали 94 мас.%. Температуру реакции поддерживали 850°С, содержание KCl в реакционной смеси варьировали от 13 до 23 мас.%. Длительность реакции изменяли в диапазоне от 30 до 60 мин, а соотношение (масса оксида)/(масса активированного угля) варьировали в пределах от 0,14 до 1. Для образца под номером 7 соотношение (масса оксида)/(масса активированного угля) доводили до 2. В случае данного конкретного образца степени превращения SiO₂ и GeO₂ составляли 94 мас.% и 95 мас.% соответственно.

Результаты, полученные для образцов 8, 9 и 11, показали, что уменьшение добавки KCl приводило к более низким степеням превращения как для SiO₂, так и для GeO₂. Более высокие степени превращения SiO₂ и GeO₂ были получены при добавлении KCl в пределах от 12 до 15 мас.% и согласно варианту осуществления при приблизительно 13 мас.%.

В случае образца 10 снижение температуры реакции с 850 до 700°С приводило в уменьшению степеней превращения до 72 мас.%, и для SiO₂, и для GeO₂.

Один из опытов останавливали спустя 10 мин и стекла SiO₂-GeO₂ анализировали с использованием микропробы для оценки наличия В₂О₃. В₂О₃ в анализируемом образце обнаружен не был. Это свидетельствовало о том, что реакции хлорирования протекали в соответствии с уравнениями с 10 по 15 без промежуточного образования В₂О₃.

Результаты показали, что хлорирование SiO₂ и GeO₂ эффективно осуществляется с помощью реакционной смеси, включающей в себя BCl₃, KCl, Cl₂ и активированный уголь, химической системы, способствующей образованию BCl₄^- в качестве хлорирующего агента. Степени превращения SiO₂ и GeO₂ в их тетрахлориды SiCl₄ и GeCl₄, равные или превышающие 94 мас.%, были получены при температурах около 850°С и в течение времени реакции, составляющего приблизительно 30 мин.

Пример 5. Хлорирующий агент - BCL₃.

Чтобы продемонстрировать, что химическая система, в которой используется BCl₄^-, описанная в предыдущем примере, является более эффективной, чем система с использованием в качестве хлорирующего агента BCl₃ (например, патентный документ US № 4490344), проводили опыты с использованием реакционной смеси, содержащей BCl₃, но, по существу, не содержащей KCl. Результаты представлены в табл. 2 для образцов под номерами 12 и 13.

Образец 12 хлорировали в экспериментальных условиях, идентичных образцу 5, за исключение того, что в реакционную смесь не добавляли KCl. Для образца 12 степени превращения SiO₂ и GeO₂ составили соответственно 61 мас.% и 68 мас.%. Для образца 5, в случае реакционной смеси, содержащей 14 мас.% KCl, степени превращения составили 96 мас.% как для SiO₂, так и для GeO₂.

Полученные данные отчетливо показывают влияние добавления KCl в реакционную смесь. Добавление KCl в реакционную смесь приводит к увеличению степени превращения SiO₂ на 57% и к увеличению степени превращения GeO₂ на 41%. Для образца под номером 13 активированный уголь в реакционной смеси заменяли СО. Как и в случае образца 12, реакционная смесь, по существу, не содержала KCl. Полученные степени превращения составили 51 мас.% для SiO₂ и 49 мас.% для GeO₂. Более высокие степени превращения как для SiO₂, так и для GeO₂, были получены не с СО, а при использовании в реакционной смеси в качестве твердого восстановителя активированного угля.

Пример 6. Хлорирование с помощью В₂О₃ в качестве исходного химического компонента.

BCl₃ может быть получен при помощи хлорирования из В₂О₃ (Alam et al., 2004). При определенных условиях можно успешно получать BCl₃ из В₂О₃ путем хлорирования, при этом полученный BCl₃ используется в качестве хлорирующего агента. Проводили опыты по изучению влияния добавки KCl в таких случаях.

Как показано на фиг. 3, для получения твердого восстановителя раствор, насыщенный борной кислотой, помещали в химический стакан с активированным углем. Затем массу перемешивали и фильтровали. Полученный твердый остаток сушили в течение ночи в печи при температуре 150°С. Полученный в результате активированный уголь, легированный бором, использовали для опытов по хлорированию. Известно, что BCl₃ энергично реагирует с водой. Чтобы минимизировать побочные реакции BCl₃ с водой, в методику опыта вводили дополнительную стадию. В частности, загрузку сушили в печи при температуре 500°С в течение 3 ч в атмосфере азота перед обработкой реакционной смесью, содержащей газообразный хлор.

Экспериментальные параметры и результаты этих опытов представлены в табл. 2 для образцов под номерами 14 и 15. Для образца 14, где реакционная смесь включает в себя 13 мас.% KCl, степени превращения, полученные для SiO₂ и GeO₂, составили соответственно 79 и 78 мас.%. В случае реакционной смеси, по существу, не содержащей KCl, при тех же экспериментальных параметрах степени превращения снизились до 60 мас.% в случае SiO₂ и до 64 мас.% в случае GeO₂, образец 15. Добавление в реакционную смесь KCl приводило к увеличению степеней превращения SiO₂ и GeO₂.

Пример 7. Влияние использования только Cl₂ и восстановителя.

Кроме того, проводили опыты с использованием Cl₂ в качестве единственного хлорирующего агента в присутствии восстановителя. Изучаемыми восстановителями были СО и металлургический кокс. При использовании СО на стадии карбохлорирования протекают следующие реакции:

При замене СО металлургическим коксом протекают реакции:

Результаты, представленные в табл. 2 для образцов под номерами с 16 по 18, показали, что степени превращения SiO₂ составляют менее или равны 6 мас.%. Возможно, что экспериментальные параметры для образцов с 16 по 18 не способствуют образованию высокой концентрации активного хлора. Вследствие этого эффективность хлорирования снижается по сравнению с экспериментальными условиями, при которых используется реакционная смесь, содержащая KCl и BCl₃, при аналогичных температурах реакции (850 и 1000°С) и времени реакции.

Технология, описанная выше, позволяет получать тетрахлориды высокой чистоты из стеклянных отходов от производства оптических волокон или выделенных из отработанных оптических кабелей. Технология также описывает способ получения SiCl₄ из материала, обогащенного SiO₂ и, по существу, не содержащего GeO₂.

Она позволяет получать напрямую и одновременно GeCl₄ и SiCl₄ из традиционных компонентов стеклянных отходов оптических волокон, GeO₂ и SiO₂, без образования промежуточных компонентов, таких как кремний и элементарный германий. Кроме того, полученные и отделенные друг от друга GeCl₄ и SiCl₄ могут быть использованы в качестве исходных реагентов для реакции дехлорирования для таких процессов, как MCVD, ODS, AVD и другие родственные методы, поскольку они идентичны соединениям, обычно применяемым при изготовлении оптических волокон.

GeO₂ и SiO₂, содержащиеся в стеклянных отходах оптических волокон, одновременно выделяют из стеклянных отходов оптических волокон соответственно в виде GeCl₄ и SiCl₄. Более того, их выделяют в виде газообразных GeCl₄ и SiCl₄, которые покидают реактор в виде газов.

Согласно альтернативному варианту осуществления SiO₂, содержащийся в обогащенном SiO₂ материале, может быть преобразован главным образом в газообразный SiCl₄, который далее конденсируют на выходе из реактора хлорирования.

Газообразные GeCl₄ и SiCl₄, покидающие реактор, конденсируют по отдельности в виде жидкости в соответствующих конденсаторах, размещенных на выходе из реактора хлорирования. В первом конденсаторе отделяют и конденсируют в основном GeCl₄, тогда как во втором конденсаторе отделяют и конденсируют главным образом SiCl₄.

Полученные GeCl₄ и SiCl₄ могут быть напрямую использованы в виде высокочистых химических реагентов для получения оптических волокон или в других процессах, требующих применения высокочистых реагентов. Или же, полученные GeCl₄ и SiCl₄ могут быть подвергнуты существующему способу очистки, такому как фракционная перегонка, для достижения необходимой степени чистоты.

Кроме того, имеются методики для нейтрализации и/или рециклизации реагентов, необходимых для процесса.

Варианты осуществления изобретения, описанные выше, приведены исключительно в качестве примеров. Например, следует понимать, что могут быть использованы любые средства для распределения, транспортировки и перемещения твердых веществ, газов, жидкостей и суспензий между различными элементами процесса. Вследствие этого предполагается, что объем изобретения должен быть ограничен лишь объемом прилагаемой формулы изобретения.