Мазмұны

7.5 Металдық германий алу

Германий диоксидін сутегімен тотықсыздандыру – өнеркәсіптік тәжірибеде германийді алудың ең көп таралған әдісі болып табылады.
Жалпы тотықсыздандыру реакциясы:
\[
\small \text{GeO}_2 + 2\text{H}_2 = \text{Ge} + 2\text{H}_2\text{O}; \quad \Delta G^\circ = 57500 - 6.57T, \ \text{Дж/моль} \quad (2.91)
\]
\(\small \text{GeO}_2\) 600 ℃-тан жоғары температурада жоғары жылдамдықпен сутегімен тотықсызданады. Тотықсыздану германий монооксидінің (\(\small \text{GeO}\)) аралық түзілуімен екі сатыда жүреді:
\[
\small \text{GeO}_2 + \text{H}_2 = \text{GeO} + \text{H}_2\text{O} \quad (2.92)
\]
\[
\small \text{GeO} + \text{H}_2 = \text{Ge} + \text{H}_2\text{O} \quad (2.93)
\]
Германий монооксиді (\(\small \text{GeO}\)) 700 ℃-тан жоғары температурада айтарлықтай ұшқыштық қасиетке ие болғандықтан, шығындарды болдырмау үшін тотықсыздану 650-685 ℃ температурада жүзеге асырылады. Германий диоксидін (\(\small \text{GeO}_2\)) графит құбырлары бар екі зоналық пештерде тотықсызданады. Диоксид құбырлар бойымен механикалық итергіштермен қозғалатын қақпақтармен жабылған жоғары таза графит қайықшаларына 40-45 мм қабатпен жабады. Пешке таза, құрғатылған сутегі (\(\small \text{H}_2\)) қарсы ағында беріледі. Әдетте бір пеште қалпына келтіру процесі бірінші аймақта (650-685 ℃ температурада), содан кейін екінші аймақта (1000 ℃ температурада) құйма алынады. Екінші аймақтан тоңазытқышқа қарай жылжыған сайын балқыма қатаяды. Бұл жағдайда бағытталған кристалдану арқылы оны тазартудың бірінші кезеңі жүреді (төменде қараңыз). Германий диоксиді қабатының биіктігі 40-45 мм болған кезде бірінші аймақта тотықсыздану ұзақтығы 3-3,5 сағатты құрайды. Тотықсыздану балқытумен және бағытталған кристалданумен біріктіргенде, шамамен 35-40 Ом * см құйманың ортасында меншікті кедергісі бар германий құймалары алынады.