JPS60186408A - Preparation of high-purity phosphorus - Google Patents

Preparation of high-purity phosphorus

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JPS60186408A
JPS60186408A JP4123384A JP4123384A JPS60186408A JP S60186408 A JPS60186408 A JP S60186408A JP 4123384 A JP4123384 A JP 4123384A JP 4123384 A JP4123384 A JP 4123384A JP S60186408 A JPS60186408 A JP S60186408A
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gas
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phosphorus
arsine
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Akio Iso
磯 晃男
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Abstract

PURPOSE:To prepare phosphorus having extremely high purity, by passing a crude phosphine gas through a reaction pipe consisting of a thermal decomposition zone of arsine, a cooling zone, and a thermal zone of phosphine. CONSTITUTION:A mixed gas of the phosphine 1 prepared as a by-product in production of sodium hypophosphite and H2 2 as a carrier gas is fed from the conduit 4 to the arsine decomposition pipe 5 having the built-in heater 6 and the interior packed with one or more metals such as Zn, Mg, Cu, etc. to be easily reacted with As. The pipe is heated by the heater at <=the decomposition temperature of phosphine of <=450 deg.C, arsine (AsH3) contained in a phosphine gas is reacted with the metal such as Zn, etc., decomposed and fixed to give As compounds, which are removed. A mixed gas of phosphine and H2 from which arsine is removed is passed through the cooling zone 5, cooled, introduced into the phosphine decomposition zone 5'' packed with a substance such as quartz wool, etc. inert to phosphine, phosphine is heated by the heater 6 at 600-1,000 deg.C, decomposed, and phosphorus having extremely high purity of 99.999% is recovered in the ampul 9.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体用素材として利用できる高純度リンの製
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing high purity phosphorus that can be used as a material for semiconductors.

高純度リンはエレクトロニクス及び半導体用素材として
例えばインジウム、ガリウム、ホウ素、アルミニウムま
たはこれらの混合物のリン化合物の製造に用いられる重
要な物質であり、少なくとも!119.999%程度の
純度が必要とされる。
High-purity phosphorus is an important substance used in the production of phosphorus compounds for electronics and semiconductors, such as indium, gallium, boron, aluminum or mixtures thereof, and at least! A purity of around 119.999% is required.

従来、一般的に製造される元素リンは例えばリン鉱石(
リン酸カルシウムまたはフッ素アパタイト)をシリカ及
びコークスと電気炉により高温条件下で反応させて黄リ
ンとして回収し製造してぃる。このようにして得られる
元素リンの純度は約89%程度でヒ素、イオウ、セレン
、鉄、鉛、銅、アルミニウム、炭素化合物などの不純物
がかなり混入しており、上記素材としては利用できない
Conventionally, the commonly produced elemental phosphorus is, for example, phosphate rock (
It is produced by reacting calcium phosphate or fluoroapatite with silica and coke under high temperature conditions in an electric furnace and recovering it as yellow phosphorus. The purity of the elemental phosphorus obtained in this way is approximately 89%, and it contains a considerable amount of impurities such as arsenic, sulfur, selenium, iron, lead, copper, aluminum, and carbon compounds, and cannot be used as the above-mentioned material.

また、これらの不純物は通常の蒸留操作では実質的に除
去することができない。
Moreover, these impurities cannot be substantially removed by normal distillation operations.

従って、従来より高純度リンの製法は、上記とは別に、
幾つかの方法が知られているが、例えば黄リンの水蒸気
蒸留や黄リン中に窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性
気体を吹込みつつ蒸留する方法(特開昭413−958
91号)、粗製黄リンにアルミニウムまたはアルミニウ
ムと鉛を添加し、400℃からアルミニウムの融点まで
の温度で加熱した後、減圧蒸留する方法(特公昭44−
14H5号)などがあるが、いずれもその操作において
問題があり、かつ充分にリンの純度を向上させることは
困離である。
Therefore, apart from the above, the conventional method for producing high-purity phosphorus is
Several methods are known, including steam distillation of yellow phosphorus and distillation of yellow phosphorus while blowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon (Japanese Patent Laid-Open No. 413-958
No. 91), a method of adding aluminum or aluminum and lead to crude yellow phosphorus, heating it at a temperature from 400°C to the melting point of aluminum, and then distilling it under reduced pressure (Special Publication No. 44-
14H5), but all of them have problems in their operation, and it is difficult to sufficiently improve the purity of phosphorus.

本発明者らは先に上記の方法とは全く異なる観点から不
純物として主としてアルシン等を含有する粗製ホスフィ
ンガスを原料とし、これを特定の温度条件下で熱分解す
ることにより高純度元素状リンを回収することができる
ことを知見し、本発明を完成したものである。
The present inventors used crude phosphine gas containing mainly arsine as an impurity as a raw material and thermally decomposed it under specific temperature conditions to produce high-purity elemental phosphorus from a completely different perspective from the above method. The present invention was completed based on the discovery that it could be recovered.

すなわち、本発明の要旨とするところは粗製ホスフィン
ガスを熱分解して元素状リンを製造するに際し、ガス導
入部はアルシンの熱分解帯域、中間部は該帯域よりも低
い温度にある冷却帯域および最終部はホスフィンの熱分
解帯域として温度勾配を形成し、かつガス導入部には砒
化物を生成しうる金属、他の帯域はホスフィンと不活性
な物質をそれぞれ充填しである加熱管に、粗製ホスフィ
ンガスを導入し、熱分解して元素状リンを回収すること
を特徴とする高純度リンの製造法にかかるものである。
That is, the gist of the present invention is that when crude phosphine gas is thermally decomposed to produce elemental phosphorus, the gas introduction section is an arsine thermal decomposition zone, and the intermediate section is a cooling zone and a cooling zone at a lower temperature than the zone. The final section forms a temperature gradient as a phosphine thermal decomposition zone, and the gas introduction section is filled with a metal that can generate arsenide, and the other zones are filled with phosphine and an inert substance. The present invention relates to a method for producing high-purity phosphorus, which is characterized by introducing phosphine gas and recovering elemental phosphorus through thermal decomposition.

一般に工業的にリン鉱石を還元して製造する黄リン中に
は、鉄、銅、ニッケル、アルミニウムおよび鉛等が微量
含有されているが、これらの金属は水素化物は生成し難
いのでガス状物質は生成されない。他方、リン、砒素な
どは容易に水素化物を造りガス化する。
Yellow phosphorus, which is generally produced industrially by reducing phosphate rock, contains trace amounts of iron, copper, nickel, aluminum, lead, etc., but these metals are difficult to form into hydrides, so they are treated as gaseous substances. is not generated. On the other hand, phosphorus, arsenic, etc. easily form hydrides and gasify.

従って、ホスフィンはそれが粗製ガスであっても実質的
にすでに金属類は除去されてくるから、かかるホスフィ
ンから高純度リンを回収することが、最も工業的にみて
合理的であり、本発明は上記原理に基づくものである。
Therefore, since metals have already been substantially removed from phosphine even if it is a crude gas, it is most rational from an industrial perspective to recover high-purity phosphorus from such phosphine. This is based on the above principle.

このように、本発明において粗製ホスフィンガスという
のは主として砒素の水素化物、即ちアルシンが不可欠的
に混入しているガスのことをいう。
Thus, in the present invention, the crude phosphine gas mainly refers to a gas in which arsenic hydride, that is, arsine is essentially mixed.

かかる粗製ホスフィン−ガスは、専ら元素状リン、主と
して黄リンから製造されるが、本発明はいかなる製法に
基づくホスフィンであっても原料として適用でき、例え
ば、次のようなものが代表的にあげられる。
Such crude phosphine gas is produced exclusively from elemental phosphorus, mainly yellow phosphorus, but the present invention can be applied to phosphine produced by any production method as a raw material. It will be done.

(1)次亜リン酸ソーダの製造に際して副生ずるホスフ
ィン: P4 + 3 NaOH+ 3 H2O+p)+3 ↑
+3 NaH2PO2・・・・・・ (1) (2)亜リン酸ソーダの製造の際に副生ずるホスフィン
: 3P4 + 12H20+4 NaOH→8PH3↑+
4NaHPO3・・・・・・ (2) 〔3)リンの加水分解によるホスフィン:2 P4.+
 12H20→5 PI(3↑+31(3PO4・・・
・・・ (3)あるいは(4)黄リンの電解法によるボ
スフィン等があげられる。しかし、本発明においては、
次亜リン酸ソーダの製造に際して副生ずるホスフィンの
有効利用が工業的にみて最も有利である。かかるホスフ
ィンガスには」1記のようにアルシン(AsHs) 、
窒素、酸素、炭酸ガスなどが混入しているけれども他の
方法で得られる粗製黄リン中に含有する不純物は前記ガ
ス中には混入することなく大部分が除かれている。
(1) Phosphine by-produced during the production of sodium hypophosphite: P4 + 3 NaOH+ 3 H2O+p)+3 ↑
+3 NaH2PO2... (1) (2) Phosphine produced as a by-product during the production of sodium phosphite: 3P4 + 12H20+4 NaOH→8PH3↑+
4NaHPO3... (2) [3) Phosphine produced by hydrolysis of phosphorus: 2 P4. +
12H20→5 PI(3↑+31(3PO4...
...(3) or (4) Bosfin etc. produced by yellow phosphorus electrolysis method. However, in the present invention,
From an industrial perspective, it is most advantageous to effectively utilize phosphine, which is a by-product during the production of sodium hypophosphite. Such phosphine gases include arsine (AsHs) as described in 1.
Although nitrogen, oxygen, carbon dioxide gas, etc. are mixed in, most of the impurities contained in the crude yellow phosphorus obtained by other methods are removed without being mixed into the gas.

本発明は、かかる粗製ホスフィンガスを例えば無酸素状
態にある管状の加熱帯に導入してホスフィンの分解温度
(約450°C)以上に加熱して熱分解し、選択的に気
化した元素状リンを冷却することにより元素状リンとし
て回収することにある。
The present invention introduces such crude phosphine gas into a tubular heating zone in an oxygen-free state, heats it above the decomposition temperature of phosphine (approximately 450°C), thermally decomposes it, and selectively vaporizes elemental phosphorus. The objective is to recover elemental phosphorus by cooling it.

以下、本発明の代表的実施態様を図面に基づいて説明す
る。
Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図において粗製ホスフィンガスを充填したホスフィ
ンポンベ1よりホスフィンガスを流量計3にて計量的に
水素ポンベ2からのキャリアガスとしての水素と共に導
管4を経て予め空気を置換した加熱帯のアルシン分解管
5に導入する。このアルシン分解管5は加熱器6が外側
に付設しである。つまり、この加熱帯がガス導入部であ
り、アルシンの熱分解帯域となっている。従って、この
加熱帯域はアルシンの熱分解が生じる温度又は充填金属
と反応して砒化物を生成しうる温度以上であるが、最高
温度はホスフィンが熱分解を開始する温度好ましくは約
450℃までにコントロールされることが望ましく、最
高温度がホスフィンが熱分解を開始する温度をこえると
、回収される元素状リンの収率が低減すると共に、充填
金属の蒸発が起こり易くなり好ましくない。なおここで
ホスフィンの熱分解温度は通常450℃程度であるが、
これは滞留時間との関係で必ずしも一定ではない。従っ
てホスフィンが熱分解を開始する温度はガスの滞留時間
の如何によって多少の変動をする。また、このアルシン
分解管5には、砒化物を生成しうる金属が充填されてい
る。かかる金属は例えば亜鉛、マグネシウム、銅等から
選ばれた1種又は2種以上のものがあげられ、充填でき
るものであればその大きさ、形状等は特に限定する必要
はない。
In Fig. 1, phosphine gas is metered using a flow meter 3 from a phosphine pump 1 filled with crude phosphine gas, and hydrogen is passed through a conduit 4 as a carrier gas from a hydrogen pump 2 to decompose arsine in a heating zone in which air has been replaced in advance. Introduced into tube 5. This arsine decomposition tube 5 has a heater 6 attached to the outside. In other words, this heating zone is a gas introduction section and serves as an arsine thermal decomposition zone. Therefore, this heating zone is above the temperature at which thermal decomposition of arsine occurs or at which it can react with the filler metal to form arsenide, but the maximum temperature is above the temperature at which phosphine begins to thermally decompose, preferably by about 450°C. It is desirable that the temperature be controlled; if the maximum temperature exceeds the temperature at which phosphine starts to thermally decompose, the yield of recovered elemental phosphorus will be reduced and evaporation of the filler metal will tend to occur, which is undesirable. Note that the thermal decomposition temperature of phosphine is usually around 450°C,
This is not necessarily constant in relation to residence time. Therefore, the temperature at which phosphine starts to thermally decompose varies somewhat depending on the residence time of the gas. Further, this arsine decomposition tube 5 is filled with a metal capable of producing arsenide. Such metals include, for example, one or more metals selected from zinc, magnesium, copper, etc., and there is no need to particularly limit the size, shape, etc., as long as they can be filled.

上記加熱帯域によって、導入される粗製ホスフィンは、
混入しているアルシンの熱分解により生成した砒素の充
填金属による固定又はアルシン若しくは分解砒素と充填
金属との砒化金属の生成反応等によって脱砒素が行われ
る。
The crude phosphine introduced by the heating zone is
Arsenic removal is carried out by fixing arsenic produced by thermal decomposition of mixed arsine with the filling metal, or by a reaction between arsine or decomposed arsenic and the filling metal to form metal arsenide.

次いで、ガスは中間部の冷却管5′へ移行する。この冷
却管5′は例えば冷風又は水等の冷却媒体を導入する導
入ロア′および導出ロア″を設けた冷却外層7で構成さ
れ、上記加熱帯域の温度よりも低い温度にコントロール
されている。この理由は、わずかな砒化物を生成しうる
金属の蒸発によるガス中への混入の危険を完全に断つと
共に脱砒素反応を完全に図るためである。尤も外気で実
質的にガス導入部の温度との差が形成されれば、この冷
却層7は特に付設する必要もない。
The gas then passes into the intermediate cooling pipe 5'. This cooling pipe 5' is composed of a cooling outer layer 7 provided with an introduction lower 'and an outlet lower' for introducing a cooling medium such as cold air or water, and is controlled to a temperature lower than the temperature of the heating zone. The reason for this is to completely eliminate the risk of metals that may generate a small amount of arsenide being mixed into the gas due to evaporation, and to ensure a complete arsenic removal reaction. If a difference is formed, there is no need to provide this cooling layer 7.

この冷却管5′は次のホスフィン分解管5″と同じく、
それらの効率を上げるためホスフィンに対し、不活性な
物質が充填材として装入されている。充填剤としては石
英ガラス又は磁性のラヒシング、石英ウール等の所望の
材料を選択すればよい。
This cooling pipe 5' is the same as the next phosphine decomposition pipe 5'',
To increase their efficiency, phosphine is loaded with inert substances as fillers. As the filler, a desired material such as quartz glass, magnetic lachsing, quartz wool, etc. may be selected.

更に導入ガスは、次のホスフィンの熱分解帯域として構
成されるホスフィン分解管5″に移行する。導入ガスは
ここに至るまでに完全に精製されたホスフィンガスのみ
になっており、ホスフィン分解管5″の外側には前記の
ホスフィン分解管5と同じく加熱器6が付設され、ホス
フィンの熱分解温度である450’Cよりも高い温度に
保たれた加熱帯域としてあり、ホスフィンの熱分解が効
果的に行なわれるように温度コントロールされている。
Furthermore, the introduced gas moves to the next phosphine cracking tube 5'', which is configured as a phosphine thermal decomposition zone.Up to this point, the introduced gas is only completely purified phosphine gas, and the phosphine cracking tube 5'' A heater 6 is attached to the outside of the phosphine decomposition tube 5 in the same way as the phosphine decomposition tube 5, and it is a heating zone kept at a temperature higher than 450'C, which is the thermal decomposition temperature of phosphine, so that the thermal decomposition of phosphine is effective. The temperature is controlled as it should be.

このように本発明の特徴の1つは粗製ホスフィンガスを
熱分解するに当って前記のような温度勾配を必ず設けて
いることであり す、他の特徴はガス導入部に脱砒素を完全にするための
金属が充填物として装入されていることである。
As described above, one of the features of the present invention is that the above-mentioned temperature gradient is always provided when thermally decomposing the crude phosphine gas, and another feature is that the arsenic removal is completely carried out at the gas introduction part. metal is charged as a filler.

このホスフィンの熱分解帯域における温度は少なくとも
450℃以上でなければならないが、リンの回収率から
みて、これは滞留時間との関係があるから、多くの場合
600℃〜1000℃の範囲が好ましい。
The temperature in this phosphine thermal decomposition zone must be at least 450°C or higher, but in most cases a range of 600°C to 1000°C is preferred, as this is related to residence time in terms of phosphorus recovery.

本発明者らの数多くの実験によればホスフィンの加熱分
解温度以上の温度での平均滞留時間が3分以内であれば
充分であることがわかった。
According to numerous experiments conducted by the present inventors, it has been found that an average residence time of 3 minutes or less at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of phosphine is sufficient.

すなわち、加熱温度が高ければ高い程滞留時間は短かく
て済み、その逆は長くなる。例えば85%の収率では約
1000℃の分解温度では20秒以内であるが、500
℃の場合には約100秒以内となり、より高純度の高純
度リンを目的とする場合であっても精々上記の意味での
滞留時間が3分もあれば充分である。
That is, the higher the heating temperature, the shorter the residence time, and vice versa. For example, at a yield of 85%, it takes less than 20 seconds at a decomposition temperature of about 1000°C;
℃, it is within about 100 seconds, and even if higher purity phosphorus is desired, a residence time of 3 minutes in the above sense is sufficient at most.

かくして、熱分解によって生成する元素状リンはサーミ
スター11により約50℃程度に制御してあ0 る温水8により保温された黄リン補集用アンプル9にて
冷却された液体の高純度黄リンとして回収する。一方、
ボスフィン中に含まれる窒素ガス、炭酸ガスおよび加熱
帯内の置換用またはキャリヤー用の水素ガス等はオフガ
ス排出口10より除かれる。
In this way, the elemental phosphorus produced by thermal decomposition is controlled at about 50°C by the thermistor 11. Collected as on the other hand,
Nitrogen gas, carbon dioxide gas, hydrogen gas for substitution or carrier use in the heating zone, etc. contained in the boss fin are removed through the off-gas outlet 10.

更に元素状リンとして回収された黄リンは、必要に応じ
て赤リンに転化して回収することができる。この場合は
、転化器を設けて常法により、黄リンを赤リンに転化し
て容易に回収することができる。
Furthermore, the yellow phosphorus recovered as elemental phosphorus can be converted into red phosphorus and recovered as necessary. In this case, a converter is provided to convert yellow phosphorus into red phosphorus and easily recover it using a conventional method.

以」−のように、本発明の方法によれば、従来の黄リン
の蒸留法に比べて簡単にリンの高純度化が可能となり、
原料の粗製ホスフィンガスは限定することなく使用でき
るので、特に次亜リン酸ソーダの製造において副生する
ホスフィンを有効利用すれば工業的にみて極めて合理的
に高純度リンが製造できる方法であると言うことができ
る。
As described below, the method of the present invention makes it easier to purify phosphorus compared to the conventional distillation method for yellow phosphorus.
Crude phosphine gas as a raw material can be used without any restrictions, so if phosphine, which is a by-product in the production of sodium hypophosphite, is effectively used, it is an extremely rational method to produce high-purity phosphorus from an industrial perspective. I can say it.

以下に実施例を掲げて本発明をさらに具体的に説明する
The present invention will be described in more detail below with reference to Examples.

1 実施例1 攪拌機、温度計、窒素ガス導入、滴下ロート及び先端に
ガス排出管を設けた還流冷却器を備えた反応容器に黄リ
ン30g及び少量の不活性分散助剤及び水500m文を
装入し、窒素ガスを窒素ガス導入管より導入して、反応
容器中の空気を追出し、70°C〜75℃に加熱し攪拌
して黄リンを微粒子に分散させた。次いでこの分散液に
25%水酸化ナトリウム水溶液102.4gを1時間に
わたり滴下して反応させた。反応の進行に従い、次亜リ
ン酸ソーダの生成と共にホスフィンの良好な発生が見ら
れた。
1 Example 1 A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, nitrogen gas introduction, a dropping funnel, and a reflux condenser equipped with a gas discharge pipe at the tip was equipped with 30 g of yellow phosphorus, a small amount of an inert dispersion aid, and 500 m of water. The reactor was heated to 70°C to 75°C and stirred to disperse yellow phosphorus into fine particles. Next, 102.4 g of a 25% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to this dispersion over 1 hour to cause a reaction. As the reaction progressed, good generation of phosphine was observed along with the production of sodium hypophosphite.

滴下終了後さらに75℃〜80°Cにおいて45分間加
熱し、攪拌して反応を完結させた。発生したホスフィン
を補集すると平均52.6容量%のホスフィンを含むガ
ス10.iが得られた。このホスフィンの収率は84.
9%に相当する。このようにして得られた粗製ホスフィ
ンガスは水分を多く含有するため活性炭のカラムを通し
て除湿した後にボンベに封入して原料の粗製ホスフィン
とした。
After the dropwise addition was completed, the mixture was further heated at 75°C to 80°C for 45 minutes and stirred to complete the reaction. When the generated phosphine is collected, a gas containing an average of 52.6% by volume of phosphine10. i was obtained. The yield of this phosphine was 84.
This corresponds to 9%. Since the crude phosphine gas thus obtained contained a large amount of water, it was dehumidified through an activated carbon column and sealed in a cylinder to obtain crude phosphine as a raw material.

この粗製ホスフィンガスを熱分解するに当り、2 第1図に示す装置を用い、次のような条件を設定した。In thermally decomposing this crude phosphine gas, 2 Using the apparatus shown in FIG. 1, the following conditions were set.

アルシン分解管5には金属片を充填し、冷却帯域には導
入ロア′より約10℃の水を流入し、導出ロア″より排
出して冷却した。冷却管5′には石英ウールおよびホス
フィン分解管5″には石英リングを充填し、このホスフ
ィン分解管5″は温度soo’cに加熱コントロールし
た。なお元素状リンの回収部分は温水8により約50°
Cに保温した。
The arsine decomposition tube 5 was filled with metal pieces, and water at about 10°C was introduced into the cooling zone from the introduction lower ' and was discharged from the outlet lower ' for cooling. The tube 5'' was filled with a quartz ring, and the phosphine decomposition tube 5'' was heated to a temperature of soo'c.
It was kept warm at C.

このような装置を用いて、アルシン分解管5の温度およ
び充填金属を変えて上記粗製ホスフィンガス(アルシン
として100ppnz& 有) lkキャリヤーガスの
水素と共に定量的に導管4を経て加熱帯に供給してホス
フィンの熱分解を行い、生成する元素状リンをアンプル
9にて回収した(回収温度50°C)。ホスフィンガス
PH3中に含有する他のガスCCO2,N2 、 H2
)はオフガス排出口10より糸外に排出させた。このよ
うにして得られた黄リンの分析値は第1表に3 示す通りであり、極めて高純度黄リンであるため電子材
料用リンとして充分に適用できるものであった。
Using such a device, the temperature of the arsine decomposition tube 5 and the filling metal are changed, and the above crude phosphine gas (100 ppnz &amp; was thermally decomposed, and the generated elemental phosphorus was recovered in ampoule 9 (recovery temperature 50°C). Other gases CCO2, N2, H2 contained in phosphine gas PH3
) was discharged out of the yarn from the off-gas discharge port 10. The analytical values of the yellow phosphorus thus obtained are as shown in Table 1, and the yellow phosphorus was of extremely high purity and could be fully applied as phosphorus for electronic materials.

注1)ホスフィンガスは50〜150mKL/winの
流速である。
Note 1) The flow rate of phosphine gas is 50 to 150 mKL/win.

注2) アルシンの分析はゲートサイト法による砒素試
験紙を以って測定した。
Note 2) Arsine was analyzed using arsenic test paper using the gate site method.

実施例2 アルシン分解管5の充填物が砂状亜鉛、この加熱帯の温
度を400℃、ホスフィン分解管5″の加熱帯温度を1
000°Cに設定した以外は実施例1と同じ装置を用い
て粗製ホスフィンガス(アルシン:4 150ppm含有)を7On+u /mainの流速で
水素ガスと共に供給してホスフィンを熱分解し、元素状
リンを回収した。この回収したリンについて同様に分析
したところ、アルシン含有量は0.0 lppm以下の
高純度リンであった。
Example 2 The filling of the arsine cracking tube 5 was sandy zinc, the temperature of this heating zone was 400°C, and the temperature of the heating zone of the phosphine cracking tube 5'' was 1.
Using the same equipment as in Example 1 except that the temperature was set at 000°C, crude phosphine gas (containing 150 ppm of arsine) was supplied together with hydrogen gas at a flow rate of 7 On+u/main to thermally decompose the phosphine and convert elemental phosphorus. Recovered. When the recovered phosphorus was similarly analyzed, it was found to be highly pure phosphorus with an arsine content of 0.0 lppm or less.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一つの実施態様を示す工程図である。 1・・・ホスフィンボンベ、 2・・・水素ボンベ、3
・・・流量計、 4・・・導管、 5・・・アルシン分解管、5′・・・冷却管、5″・・
・ホスフィン分解管、6・・・加熱器、7・・・冷却外
層、 7′・・・導入口、7″・・・導出口、 8・・
・温水、 9・・・黄リン補集用アンプル、 10・・・オフガス排出口、11・・・サーミスター。 出願人 日本化学工業株式会社 代理人 豊 1) 善 雄 5
FIG. 1 is a process diagram showing one embodiment of the present invention. 1... Phosphine cylinder, 2... Hydrogen cylinder, 3
...Flowmeter, 4...Conduit, 5...Arsine decomposition tube, 5'...Cooling pipe, 5''...
- Phosphine decomposition tube, 6... Heater, 7... Cooling outer layer, 7'... Inlet, 7''... Outlet, 8...
・Hot water, 9... Ampoule for collecting yellow phosphorus, 10... Off gas outlet, 11... Thermistor. Applicant Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd. Agent Yutaka 1) Yoshio 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)粗製ホスフィンガスを熱分解して元素状リンを製
造するに際し、ガス導入部はアルシンの熱分解帯域、中
間部は該帯域よりも低い温度にある冷却帯域および最終
部はホスフィンの熱分解帯域として温度勾配を形成し、
かつガス導入部には砒化物を生成しうる金属、他の帯域
はホスフィンと不活性な物質をそれぞれ充填しである加
熱管に、粗製ホスフィンガスを導入し熱分解して元素状
リンを回収することを特徴とする高純度リンの製造法。
(1) When producing elemental phosphorus by thermally decomposing crude phosphine gas, the gas introduction part is an arsine thermal decomposition zone, the middle part is a cooling zone at a lower temperature than the zone, and the final part is a phosphine thermal decomposition zone. forming a temperature gradient as a zone,
In addition, crude phosphine gas is introduced into a heating tube whose gas introduction section is filled with a metal capable of producing arsenide, and other zones are filled with phosphine and an inert substance, and the crude phosphine gas is thermally decomposed to recover elemental phosphorus. A method for producing high-purity phosphorus, which is characterized by:
(2)アルシンの熱分解帯域は最高温度がホスフィンが
熱分解を開始する温度までである特許請求の範囲第1項
記載の高純度リンの製造法。
(2) The method for producing high-purity phosphorus according to claim 1, wherein the arsine thermal decomposition zone has a maximum temperature up to the temperature at which phosphine starts thermal decomposition.
(3)砒化物を生成しうる金属が亜鉛、マグネシウム又
は銅から選ばれた1種又は2種以上の金属である特許請
求の範囲第1項記載の高純度リンの製造法。
(3) The method for producing high-purity phosphorus according to claim 1, wherein the metal capable of producing arsenide is one or more metals selected from zinc, magnesium, and copper.
(4)ホスフィンの熱分解帯域が最高1000℃までで
ある特許請求の範囲第1項記載の高純度リンの製造法。
(4) The method for producing high-purity phosphorus according to claim 1, wherein the phosphine thermal decomposition zone is up to 1000°C.
(5)粗製ホスフィンが次亜リン酸ソーダの製造工程か
ら副生ずるホスフィンである特許請求の範囲第1項記載
の高純度リンの製造法。
(5) The method for producing high-purity phosphorus according to claim 1, wherein the crude phosphine is a phosphine produced as a by-product from the production process of sodium hypophosphite.
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