六氟化鎢簡易提純法

在钨的氟化物中，六氟化钨(WF₆)是唯一稳定并被工业化生产的品种。它的主要用途是在电子工业中作为金属钨化学气相沉积(CVD)工艺的原材料，特别是用它制成的WSi₂ 可用作大规模集成电路(LSI)种的配线材料。

只是，用於微電子工業超大型積體電路的六氟化鎢氣體要求很高的純度，一般不低於99.999％。而工業合成的六氟化鎢純度比較低，不符合電子級產品的需求，因此，必須對工業合成的初級六氟化鎢進行提純。

關於六氟化鎢的提純工藝，國內外的學者也提出了許多方案，近來，廈門鎢業陳財華等人也提出了一種簡易提純六氟化鎢的工藝，並申請了專利。該專利包含內容以下步驟：

1)先對除氟化氫塔、精餾釜、精餾塔、前收集罐、成品收集罐及其連接的管道除油，清洗後烘乾並連接，再利用氮氣貯罐用氮氣充壓至0.6MPa，對提純系統保壓，壓力為0.6MPa，提純系統壓降小於0.01MPa合格，合格後泄壓至1atm，再開啟水環式真空泵抽真空至極限。

2)對除氟化氫塔充氮氣至1atm，將六氯化鎢通過填充口裝入除氟化氫塔，填充滿之後密封填充口，再經過第1加熱瓦加熱後的原料罐將高純六氟化鎢經管道直接通入成品收集罐以置換成品收集罐中殘留的氣體，並和罐壁上附著水汽反應生成氟化氫，置換後成品收 集罐內的不純六氟化鎢倒吸至精餾釜進行低溫固化，置換3次；

3)對精餾釜的夾套通冷卻水進行冷卻，冷卻溫度為-30～-20℃，將初級六氟化鎢經過第1加熱瓦加熱後由原料罐經過除氟化氫塔通入到精餾釜進行低溫固化，通過第2加熱瓦控制除氟化氫塔的溫度為40～80℃，所通入的初級六氟化鎢通過磅秤的減重進行計量，一個提純週期通料的量為500～600kg，通料結束後繼續固化1～2h，然後利用水環式真空泵經過 精餾塔對精餾釜進行抽真空30～60min，尾氣至堿式噴淋塔吸收，之後往精餾釜夾套內通25 ～30℃熱水解凍。

4)進入正常精餾，往精餾釜的夾套內通25～30℃熱水，往精餾塔的塔頂夾套通6～12℃的冷卻水，蒸發的六氟化鎢氣體在精餾塔內逐步冷凝回流，進一步去除氮、氧、一氧化碳、二氧化碳、四氟化碳、六氟化硫、四氟化矽雜質氣體以及金屬雜質，精餾初期的六氟化鎢氣體經過品質流量計進入前收集罐進行收集，品質流量計的流 量控制在500～5000ml/min，並利用檢測儀器進行間歇式檢測，檢測間隔時間為2～4h，待檢測合格後，切換至成品收集罐收集，收集過程中前收集罐和成品收集罐的夾套始終通6～12 ℃冷卻水進行冷卻，前收集罐收集到的產品在精餾結束後返回精餾釜待下一週期使用。

研究表明，該方法所提純的六氟化鎢氣體純度達到99.999％以上，並且設備簡單、可控參數少、回收率高、 成本低廉、原料適應範圍廣。

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只是，用于微电子工业超大规模集成电路的六氟化钨气体要求很高的纯度，一般不低于99.999％。而工业合成的六氟化钨纯度比较低，不符合电子级产品的需求，因此，必须对工业合成的初级六氟化钨进行提纯。

关于六氟化钨的提纯工艺，国内外的学者也提出了许多方案，近来，厦门钨业陈财华等人也提出了一种简易提纯六氟化钨的工艺，并申请了专利。该专利包含内容以下步骤：

1)先对除氟化氢塔、精馏釜、精馏塔、前收集罐、成品收集罐及其连接的管道除油，清洗后烘干并连接，再利用氮气贮罐用氮气充压至0.6MPa，对提纯系统保压，压力为0.6MPa，提纯系统压降小于0.01MPa合格，合格后泄压至1atm，再开启水环式真空泵抽真空至极限。

2)对除氟化氢塔充氮气至1atm，将六氯化钨通过填充口装入除氟化氢塔，填充满之后密封填充口，再经过第1加热瓦加热后的原料罐将高纯六氟化钨经管道直接通入成品收集罐以置换成品收集罐中残留的气体，并和罐壁上附着水汽反应生成氟化氢，置换后成品收 集罐内的不纯六氟化钨倒吸至精馏釜进行低温固化，置换3次；

3)对精馏釜的夹套通冷却水进行冷却，冷却温度为-30～-20℃，将初级六氟化钨经过第1加热瓦加热后由原料罐经过除氟化氢塔通入到精馏釜进行低温固化，通过第2加热瓦控制除氟化氢塔的温度为40～80℃，所通入的初级六氟化钨通过磅秤的减重进行计量，一个提纯周期通料的量为500～600kg，通料结束后继续固化1～2h，然后利用水环式真空泵经过 精馏塔对精馏釜进行抽真空30～60min，尾气至碱式喷淋塔吸收，之后往精馏釜夹套内通25 ～30℃热水解冻。

4)进入正常精馏，往精馏釜的夹套内通25～30℃热水，往精馏塔的塔顶夹套通6～12℃的冷却水，蒸发的六氟化钨气体在精馏塔内逐步冷凝回流，进一步去除氮、氧、一氧化碳、二氧化碳、四氟化碳、六氟化硫、四氟化硅杂质气体以及金属杂质，精馏初期的六氟化钨气体经过质量流量计进入前收集罐进行收集，质量流量计的流 量控制在500～5000ml/min，并利用检测仪器进行间歇式检测，检测间隔时间为2～4h，待检测合格后，切换至成品收集罐收集，收集过程中前收集罐和成品收集罐的夹套始终通6～12 ℃冷却水进行冷却，前收集罐收集到的产品在精馏结束后返回精馏釜待下一周期使用。

研究表明，该方法所提纯的六氟化钨气体纯度达到99.999％以上，并且设备简单、可控参数少、回收率高、 成本低廉、原料适应范围广。