本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种高纯二氧化锗的制备方法。
背景技术：
二氧化锗分子式二氧化锗，分子量104.64，物理性状为白色粉末或无色结晶，目前广泛应用于红外探测，光纤掺杂等高科技领域与国防领域，同时也可用于光谱分析及半导体材料等方面，是一种具有极高应用价值的战略物质。
现有制备二氧化锗的主要方法有两种：
一为火法工艺，即在电弧炉内通入氧气，高温氧化锗粉从而制得二氧化锗。现有火法技术具有以下缺点：
1、电弧炉造价高昂，一台电弧炉往往造价数十万以上，小型企业无力承担。
2、火法工艺能源消耗高，使用成本昂贵。
3、通入的氧气为4n(99.99％)或者5n(99.999％)的高纯氧气，成本昂贵。
二为湿法工艺，即水解四氯化锗，然后高温裂解。现有的湿法技术也具有以下缺点：
1、四氯化锗的成本昂贵，四氯化锗的主流制备方法是用锗与氯气在加热条件下合成，其成本高昂，且污染很大，对操作人员有危害。
2、四氯化锗的熔点为-49.5℃，常温下为发烟液体，极易挥发，且有剧毒，对操作人员有危害。
2、采用四氯化锗制备得到的二氧化锗中的氯离子含量高，这对二氧化锗的性能影响大。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供了一种高纯二氧化锗的制备方法，成本低廉，流程简单，对环境与操作人员友好，工艺周期短，得到的二氧化锗纯度高，白度高，不含氯离子。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：
(1)金属锗粉末与水混合，加热；
(2)加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到滤液；
(3)浓缩滤液、结晶，得到锗酸结晶；
(4)锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得。
优选的，金属锗粉末为4n金属锗粉末。
优选的，所述金属锗粉末为金属锗制成的100目～200目的粉末。
优选的，金属锗粉末与水重量比为3.0-5.0：1。
优选的，所述双氧水为30wt％双氧水。
优选的，所述氧化反应过程温度为90℃以上。
优选的，所述双氧水与金属锗粉末的重量比为2.6～3.0：1。
优选的，所述步骤(2)具体包括：逐步加入双氧水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液。
优选的，所述步骤(2)具体包括：逐步加入双氧水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液。
优选的，所述步骤(2)具体包括：加入双氧水和氨水进行氧化反应，过滤，得到滤液。
优选的，所述氨水为5wt％氨水。
优选的，所述步骤(3)具体包括：浓缩滤液、自然冷却结晶，得到锗酸结晶。
优选的，所述惰性气体为氮气或氩气。
优选的，通入的所述惰性气体流速为0.5～1.5l/min。
优选的，所述裂解反应过程裂解温度为450～550℃。
优选的，所述裂解反应过程裂解时间8个小时以上。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：
本发明提供了一种高纯二氧化锗的制备方法，仅采用金属锗粉末、水为原料，双氧水为氧化剂，裂解反应过程通入惰性气体，成本低廉，流程简单，对环境与操作人员友好，工艺周期短，达到的二氧化锗纯度高，纯度可达到99.99％以上，白度高，不含氯离子。
进一步的，本发明先将金属锗粉末和水进行混合，防止初始反应过于剧烈；本发明氧化反应过程控制双氧水加入的速度，避免反应过于剧烈。本发明金属锗粉末为金属锗制成的100目～200目的粉末保证了氧化反应过程反应速度，可在步骤(2)氧化反应过程加入氨与ge4+形成配离子，两者相互促进使反应进行，提高反应速度。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
是一种高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：
(1)反应釜内加入水，开启搅拌，然后将所述金属锗粉末投入反应釜之中，加热反应釜；
(2)逐步加入双氧水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液；根据实时情况逐步加入双氧水，避免反应过于剧烈；
(3)浓缩滤液，得到为滤液体积，停止加热，浓缩液转移至聚乙烯容器内5～35℃条件下自然冷却结晶，得到锗酸结晶；
(4)锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得。
其中，
所述金属锗粉末为4n金属锗制成的100目～200目的粉末。
所述水为超纯水。
金属锗粉末与水重量比为3.0-5.0：1。
加热反应釜至反应釜内温度为90～95℃。
所述双氧水为30wt％双氧水。
所述双氧水与金属锗粉末的重量比为2.6～3.0：1。
所述惰性气体为氮气或氩气。
通入的所述惰性气体流速为0.5～1.5l/min。
所述裂解反应过程裂解温度为450～550℃。
裂解反应过程裂解时间8～10h。
上述制备方法得到的高纯二氧化锗纯度可达到99.99％以上，白度高，收率达到98％以上。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于：
(2)加热反应釜，逐步加入双氧水和氨水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液；根据实时情况逐步加入双氧水和氨水，避免反应过于剧烈；
所述氨水为5wt％氨水。
本实施例制备方法步骤(2)氧化反应速度快于实施例1步骤(2)氧化反应速度。得到的高纯二氧化锗纯度可达到99.99％以上，白度高，收率达到98％以上。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
所述金属锗粉末为4n金属锗制成的20目～80目的粉末。本实施例制备方法步骤(2)氧化反应较实施例1步骤(2)氧化反应缓慢，甚至不反应。
实施例4
本实施例与实施例2的区别仅在于：
所述金属锗粉末为4n金属锗制成的10目～50目的粉末
本实施例制备方法得到二氧化锗纯度可达到99.99％以上，白度高，收率达到98％以上。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
加热反应釜至反应釜内温度为80～85℃。本实施例制备方法步骤(2)氧化反应较实施例1步骤(2)氧化反应缓慢，甚至不反应。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。