JPH09278438A - フッ化亜鉛の製造方法 - Google Patents

フッ化亜鉛の製造方法

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JPH09278438A
JPH09278438A JP11955696A JP11955696A JPH09278438A JP H09278438 A JPH09278438 A JP H09278438A JP 11955696 A JP11955696 A JP 11955696A JP 11955696 A JP11955696 A JP 11955696A JP H09278438 A JPH09278438 A JP H09278438A
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術における問題点を解決した高純度の
フッ化亜鉛を製造する方法を提供する。 【解決手段】 金属亜鉛の水溶液を作製する工程、該水
溶液に水酸化ナトリウム溶液を添加して水酸化亜鉛沈殿
物を作製する工程、該水酸化亜鉛沈殿物を洗浄する工
程、洗浄後の前記水酸化亜鉛沈殿物に、フッ素化剤とし
てフッ化水素酸、あるいはフッ化水素ガス若しくはフッ
素ガスを添加してフッ化亜鉛沈殿物を作製する工程、前
記フッ化亜鉛沈殿物を脱水する工程、及び脱水後の前記
フッ化亜鉛沈殿物を乾燥する工程を包含するフッ化亜鉛
の製造方法。 【効果】 増幅度の高い光ファイバアンプを製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高純度金属フッ化物
の製造方法、更に詳細には光増幅用フッ化物光ファイバ
用高純度原料の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】InF3 、GaF3 、PbF2 、ZnF
2 、SrF2 、LaF3 、YF3 は光増幅用フッ化物光
ファイバの構成原料であり、ZnF2 はInF3 、Ga
3 、PbF2 と共にInF3 系フッ化物光ファイバの
主要組成の一つである。フッ化物光ファイバによる光増
幅を阻害する要因として光ファイバ中に混入しているF
e、Cu、Niなどの遷移金属の不純物及び酸素不純物
が挙げられる。これらの遷移金属及び酸素は構成原料中
に不純物として存在しており、フッ化物光ファイバの光
増幅には遷移金属の不純物濃度が1ppb以下、酸素の
不純物濃度が1ppm以下の高純度金属フッ化物の作製
が不可欠である。従来、ZnF2 (以下、フッ化亜鉛と
略)の製造方法については、試薬特級品のZnCO3
熱フッ化水素酸を添加し、蒸発、濃縮後、ZnF2 ・4
2 Oとし、乾燥フッ化水素ガスにより、300℃で加
熱脱水し、フッ化亜鉛とする製造方法、又は、亜鉛塩の
水溶液にNaF水溶液を添加し、フッ化亜鉛沈殿を生成
後、ろ過、脱水・乾燥し、フッ化亜鉛とする製造方法が
ある。従来の方法で作製したフッ化亜鉛については、出
発物質のZnCO3 が未溶解のためCO2 が残留し、こ
れがフッ化物光ファイバの損失増の要因となり、光増幅
を阻害する。更に、出発物質の精製が行われていないた
めにフッ化亜鉛中の遷移金属の不純物濃度は1ppm以
上、酸素の不純物濃度は10ppm以上と推定され、こ
れについてもフッ化物光ファイバの損失増となる。ま
た、高純度フッ化亜鉛の製造方法として、亜鉛の水溶性
塩を出発物質としてpHを調整した後、金属不純物の抽
出有機試薬としてβ−ジケトンを使用して金属不純物を
除去する精製法が提案されている(特開平6−2396
04号)が、この方法では酸素不純物の除去ができない
ことに問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の欠点を解決し、高純度のフッ化亜鉛を製造する方法を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明はフッ化亜鉛の製造方法に関する発明であって、金
属亜鉛の水溶液を作製する工程、該水溶液に水酸化ナト
リウム溶液を添加して水酸化亜鉛沈殿物を作製する工
程、該水酸化亜鉛沈殿物を洗浄する工程、洗浄後の前記
水酸化亜鉛沈殿物に、フッ素化剤としてフッ化水素酸、
あるいはフッ化水素ガス若しくはフッ素ガスを添加して
フッ化亜鉛沈殿物を作製する工程、前記フッ化亜鉛沈殿
物を脱水する工程、及び脱水後の前記フッ化亜鉛沈殿物
を乾燥する工程、の各工程を包含することを特徴とす
る。
【0005】本発明は、従来技術のZnCO3 に熱フッ
化水素酸を添加する方法、又は、亜鉛塩の水溶液にNa
F水溶液を添加し、ZnF2 ・4H2 Oを生成後、脱水
・加熱乾燥後、フッ化亜鉛を製造する方法とは、金属亜
鉛を出発物質とし、水酸化ナトリウム水溶液を使用し、
水酸化亜鉛を作製後にフッ素化剤を加え、高純度のフッ
化亜鉛を製造する点で異なる。また、従来の抽出有機試
薬としてβ−ジケトンを添加して金属不純物を除去する
精製法とは製造方法に精製工程がない点が異なる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明において、目的とするフッ化亜鉛を、フッ化
物光ファイバアンプの出発物として使用する場合には、
高純度のフッ化亜鉛を生成させる必要がある。そのよう
な高純度のフッ化亜鉛を得るためには、原料、試薬及び
水として高純度のものを使用する必要がある。金属亜鉛
の高純度のものとしては、Fe、Ni、Cuなどの遷移
金属不純物及び酸素不純物の少ないものがよく、現在6
N(シックスナイン)、7N(セブンナイン)のものが
市販されており、上記した程度に高純度のフッ化亜鉛を
取得するためには、6N以上のものを使用することが好
適である。次に、該金属亜鉛の水溶液を作製する工程で
は、濃塩酸又は濃硝酸のような強酸中で加熱、溶解させ
ることが好ましい。
【0007】次の水酸ナトリウム溶液(好ましくは水溶
液)を用いて水酸化亜鉛〔Zn(OH)2 〕沈殿物を作
製する工程においては、前記した程度に高純度のフッ化
亜鉛を取得するためには、Fe、Ni、Cuなどの遷移
金属不純物が1ppbレベルの超高純度の水酸化ナトリ
ウム水溶液を用いることが好ましい。次の洗浄工程で
は、超純水で十分な洗浄を行い、Clイオン及びNaイ
オンを除去することが好ましい。次のフッ化工程では、
フッ素化剤として高純度のフッ化水素酸を使用するか、
水酸化亜鉛の水性液中に、フッ化水素ガス又はフッ素ガ
スを添加して行うのが好ましい。次に、得られたフッ化
亜鉛沈殿物は、好ましくは前記水酸化亜鉛沈殿物と同様
に、超純水による、又はそれにフッ化水素酸を少量加え
て洗浄を行うことが好ましい。フッ化亜鉛沈殿物の脱水
・乾燥は、同時に、又は連続的若しくは不連続的に行っ
てよい。その工程は、真空乾燥器中における加熱による
方法、フッ化水素ガス、又はフッ素ガス、あるいはそれ
らの混合ガス中で加熱する方法等が挙げられる。また、
乾燥工程後、フッ素を含むガスで後処理してもよい。
【0008】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0009】実施例1 純度:7N(99.99999%)の金属亜鉛を出発物
質とする高純度フッ化亜鉛の製造方法について、図1の
工程図によって説明する。高純度金属亜鉛50gを秤量
し、電子工業用の濃塩酸200mlを加え、加熱し、溶
解する。溶解後、濃度が3mol/リットルでFe、N
i、Cuの不純物濃度が1ppb以下の高純度水酸化ナ
トリウム溶液545mlを添加し、Zn(OH)2 沈殿
物を作製する。Zn(OH)2 沈殿物は、超純水500
mlを加え、5分間、かくはんし沈殿物の洗浄を十分に
行い、Clイオン及びNaイオンを除去する。洗浄操作
は3回繰り返す。Zn(OH)2 沈殿物を含む水溶液に
50%高純度フッ化水素酸40mlを加え、かくはん
し、ZnF2 ・4H2 O沈殿物を作製する。図2は、作
製したZnF2 ・4H2 OのTG(熱重量分析)−DT
A(示差熱分析)曲線を示す図である。また、図3は、
市販品の純度99.9%のZnF2 ・4H2 OのTG−
DTA曲線を示す図である。図2、3共、110℃付近
の脱水による吸熱ピーク、872℃のZnF2 の融点に
よる吸熱ピークは観察されたが、図3にはこれ以外に4
10℃付近の吸熱ピークが観察された。これは、ZnF
2 の出発物質のZnCO3 の一部の未溶解部がCO2
発生したことによるものである。図2のTG−DTA曲
線にはCO2 放出によるピークはない。これは、ZnF
2の出発物質にZnCO3 を用いていないからである。
図2における100℃から300℃までの重量減少率
は、41.0wt%、図3における100℃から300
℃までの重量減少率は、35.2wt%、300℃から
500℃までの重量減少率は、5.0%である。ZnF
2 ・4H2 O沈澱物は超純水300mlで洗浄後、ろ過
・真空脱気し、F2 ガスとHFガスを使用し、250℃
で脱水したのち、ZnF2 とする。また、作製したフッ
化亜鉛中のFe、Ni、Cu、酸素の放射化分析を行
い、Fe、Ni、Cuについて1ppb、酸素について
1ppmの分析結果が得られ、従来、行われていたフッ
化亜鉛についてのFe、Ni、Cu不純物濃度の定量値
よりも3桁、酸素不純物濃度の定量値よりも1桁ほど高
純度のフッ化亜鉛を作製することができた。
【0010】実施例2 純度:7N(99.99999%)の金属亜鉛を出発物
質とする高純度フッ化亜鉛の製造方法について、図4の
工程図によって説明する。高純度金属亜鉛50gを秤量
し、電子工業用の6M−塩酸400mlを加え、加熱
し、溶解する。溶解後、濃度が3mol/リットルでF
e、Ni、Cuの不純物濃度が1ppb以下の高純度水
酸化ナトリウム溶液545mlを添加し、Zn(OH)
2 沈殿物を作製する。Zn(OH)2 沈殿物は、超純水
500mlを加え、5分間、かくはんし、沈殿物の洗浄
を十分に行い、Clイオン及びNaイオンを除去する。
洗浄操作は3回繰り返す。Zn(OH)2 沈殿物を含む
水溶液に超純水200mlを加えた溶液中にフッ化水素
ガスを流し、かくはんしながらZnF2 ・4H2 O沈殿
物を作製する。ZnF2 ・4H2 Oの沈澱物のTG−D
TA曲線は図2に示すものと同じである。ZnF2 ・4
2 O沈殿物は超純水:フッ化水素酸=300ml:3
0mlの比で作製した希フッ化水素酸で洗浄後、ろ過・
真空脱気し、HFガスを使用し、250℃で脱水したの
ち、ZnF2 とする。また、作製したフッ化亜鉛中のF
e、Ni、Cu、酸素の放射化分析を行い、Fe、N
i、Cuについて1ppb、酸素について1ppmの分
析結果が得られ、従来、行われていたフッ化亜鉛につい
てのFe、Ni、Cu不純物濃度の定量値よりも3桁、
酸素不純物濃度の定量値よりも1桁ほど高純度のフッ化
亜鉛を作製することができた。
【0011】実施例3 純度:7N(99.99999%)の金属亜鉛を出発物
質とする高純度フッ化亜鉛の製造方法について、図5の
工程図によって説明する。高純度金属亜鉛50gを秤量
し、電子工業用の高純度の濃硝酸200mlを加え、加
熱し、溶解する。溶解後、濃度が3mol/リットルで
Fe、Ni、Cuの不純物濃度が1ppb以下の高純度
水酸化ナトリウム溶液545mlを添加し、Zn(O
H)2 沈殿物を作製する。Zn(OH)2 沈殿物は、超
純水500mlを加え、5分間、かくはんし、沈殿物の
洗浄を十分に行い、Clイオン及びNaイオンを除去す
る。洗浄操作は3回繰り返す。Zn(OH)2 沈殿物を
含む水溶液に高純度の濃度50%フッ化水素酸40ml
を加え、かくはんしながらZnF2 ・4H2 O沈殿物を
作製する。ZnF2 ・4H2 O沈澱物のTG−DTA曲
線は図2に示すものと同じである。ZnF2 ・4H2
沈殿物は超純水:フッ化水素酸=300ml:30ml
の比で作製した希フッ化水素酸で洗浄後、ろ過・真空脱
気し、HFガスを使用し、150℃で脱水・乾燥したの
ち、ZnF2 とする。また、作製したフッ化亜鉛中のF
e、Ni、Cu、酸素の放射化分析を行い、Fe、N
i、Cuについて1ppb、酸素について1ppmの分
析結果が得られ、従来、行われていたフッ化亜鉛につい
てのFe、Ni、Cu不純物濃度の定量値より3桁、酸
素不純物濃度の定量値よりも1桁ほど高純度のフッ化亜
鉛を作製することができた。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、遷移金属を極低濃度にした高純度のフッ化亜
鉛を製造することができるものである。また、特にフッ
化亜鉛(ZnF2 )沈殿物のフッ素ガス又はフッ化水素
ガスでの乾燥処理により、酸素不純物すなわち酸化物の
少ないフッ化亜鉛(ZnF2 )が作製できる。更に、こ
れをフッ化物光ファイバアンプの出発物質として用いる
ことにより、増幅度の高い光ファイバアンプを製造でき
る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における高純度フッ化亜鉛の
製造方法を示す工程図である。
【図2】本発明の実施例1における作製したZnF2
4H2 OのTG−DTA曲線を示す図である。
【図3】市販品の純度99.9%のZnF2 ・4H2
のTG−DTA曲線を示す図である。
【図4】本発明の実施例2における高純度フッ化亜鉛の
製造方法を示す工程図である。
【図5】本発明の実施例3における高純度フッ化亜鉛の
製造方法を示す工程図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属亜鉛の水溶液を作製する工程、該水
    溶液に水酸化ナトリウム溶液を添加して水酸化亜鉛沈殿
    物を作製する工程、該水酸化亜鉛沈殿物を洗浄する工
    程、洗浄後の前記水酸化亜鉛沈殿物に、フッ素化剤とし
    てフッ化水素酸、あるいはフッ化水素ガス若しくはフッ
    素ガスを添加してフッ化亜鉛沈殿物を作製する工程、前
    記フッ化亜鉛沈殿物を脱水する工程、及び脱水後の前記
    フッ化亜鉛沈殿物を乾燥する工程、の各工程を包含する
    ことを特徴とするフッ化亜鉛の製造方法。
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