關(guān)于鍺的生產(chǎn)流程是首先將鍺的富集物用濃鹽酸氯化,制取四氯化鍺,再用鹽酸溶劑萃取法除去主要的雜質(zhì)砷,然后經(jīng)石英塔兩次精餾提純,再經(jīng)高純鹽酸洗滌,可得到高純四氯化鍺,用高純水使四氯化鍺水解,得到高純二氧化鍺。
一些雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入水解母液,所以水解過程也是提純過程。純二氧化鍺經(jīng)烘干煅燒,在還原爐的石英管內(nèi)用氫氣于650-680℃還原得到金屬鍺。
鍺是一種重要的稀有稀散金屬,是除硅以外最重要的半導(dǎo)體材料,鍺系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、航空航天、光纖通訊、化學(xué)催化劑、紅外光學(xué)、太陽(yáng)能電池、保健醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
制備[1-2]
報(bào)道一、
從提鍺煤渣和提鍺酸渣中二次回收鍺的工藝方法:
第一步,取10.0 t含鍺量為1120 g/t的堿浸出渣,含鍺金屬量為11.20 kg;40 t破碎至粒徑2cm以下鍺含量為245 g/t的提鍺煤渣,含鍺金屬量為9.80 kg;50 t 破碎至粒徑2 cm以下的發(fā)熱值為25100 kJ/kg的工業(yè)褐煤,用混料機(jī)邊混合邊加入10.0 t的自來(lái)水,混合均勻成爐料;
第二步,鍺冶煉爐內(nèi)的鏈條爐排上加入工業(yè)煤作為底火煤,點(diǎn)燃后起動(dòng)引風(fēng)和鼓風(fēng)機(jī),到爐排上整體燃燒后,把爐料分批投入到冶煉爐排上,每次投入1.0 噸底火煤,2.0 噸混合料進(jìn)行冶煉,冶煉時(shí)間為2 小時(shí),冶煉溫度為 9001200℃,每進(jìn)料冶煉3次收集1次鍺精礦,分50次進(jìn)料,冶煉完成后收集得到鍺精礦重量757kg,含鍺2.10%,鍺精礦金屬15.897kg,鍺回收率達(dá)到75.71%;
第三步,待鍺揮發(fā)完成后,停止鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī),起動(dòng)脈沖振打電機(jī)收集含鍺煙塵即得到鍺精礦;
第四步,再將收集到的鍺精礦分成10次,每次約80 kg,投入到500 L的搪瓷蒸餾反應(yīng)釜內(nèi),放入自來(lái)水80L,放入10 mol.L1的工業(yè)鹽酸240L,攪拌均勻后,加熱蒸餾可得到四氯化鍺,四氯化鍺經(jīng)復(fù)蒸精餾提純工序,再進(jìn)行水解,可制備得到二氧化鍺,蒸餾起始酸度為7.61 mol/L,蒸餾殘液酸度為6.14 mol/L。
報(bào)道二、
從低濃度含鍺廢液中回收鍺的工藝方法,按照下列步驟實(shí)施:
(1)將鍺冶煉和生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的低濃度含鍺廢液總共30 t,含鍺40.0mg/L,分6 批次轉(zhuǎn)移至蒸餾釜中;
(2)打開加熱蒸汽,對(duì)低濃度含鍺廢液進(jìn)行加熱蒸餾,蒸餾溫度為115 ℃;同時(shí)冷卻蒸 餾產(chǎn)出的四氯化鍺和氯化氫氣體;
(3)從冷卻裝置出來(lái)的氣體采用鹽酸溶液逆向吸收四氯化鍺和氯化氫氣體;
(4)回收得到的含鍺酸液逐漸轉(zhuǎn)移至鍺精礦氯化蒸餾裝置中,與新鹽酸一并用于氯化 蒸餾提取鍺精礦中的鍺。
(5)每批次處理5t含鍺廢液,待含鍺廢液蒸餾釜中的釜液含鍺濃度低于10mg/L時(shí), 排出釜液。然后再進(jìn)行下一批次含鍺廢液的處理。最終該30t含鍺廢液回收鍺金屬接近1.15 kg;排出廢液5.2 t,含鍺10.3mg/L。鍺金屬回收率達(dá)到95.5 %。#貴金屬#
參考文獻(xiàn)
[1] [中國(guó)發(fā)明,中國(guó)發(fā)明授權(quán)] CN201310307880.2 從提鍺煤渣和提鍺酸渣中二次回收鍺的工藝方法
[2] [中國(guó)發(fā)明] CN201611029223.6 一種從低濃度含鍺廢液中回收鍺的工藝方法
鍺的提煉主要通過以下幾個(gè)步驟:
1. 含鍺礦石處理:首先,需要挖掘含有鍺元素的礦石,如鍺硫礦、黃鍺礦等。挖掘出的原礦需進(jìn)行破碎、篩分等預(yù)處理,以便后續(xù)提取鍺元素。
2. 礦石浮選分離:將處理過的含鍺礦石進(jìn)行浮選工藝,將其中的鍺礦物與其他雜質(zhì)礦物分離。通過在浮選槽中加入特定的化學(xué)試劑和攪拌,利用礦物間不同的浮力,使鍺礦物貼附在氣泡上浮到液面形成金屬泡沫,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鍺礦物與雜質(zhì)礦物的分離,提高鍺的濃度。
3. 濕法冶煉:將分離好的鍺礦物加入化學(xué)草酸溶液中,使鍺與其他剩余雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成可溶于水的鍺草酸鹽。接下來(lái),將溶液加熱到一定溫度,分離殘留的固體雜質(zhì)。最后,將溶液中獲得的鍺草酸鹽通過化學(xué)還原法(如電化學(xué)還原法等方式)還原,鍺就會(huì)從草酸鍺中析出為金屬鍺。
4. 精煉:由于從溶液中析出的金屬鍺仍含有一定量的雜質(zhì),因此需要通過節(jié)能還原爐或電抗?fàn)t等設(shè)備對(duì)金屬鍺進(jìn)行高溫精煉。在高溫狀態(tài)下,金屬鍺與雜質(zhì)之間的親和力降低,雜質(zhì)逐漸被去除。在此過程中,可通過控制溫度、還原劑等條件進(jìn)一步提高鍺的純度。
5. 制品加工:精煉后的鍺冶煉成各種形式的產(chǎn)品,如鍺錠、鍺粉等。這些產(chǎn)品可根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行加工使用,例如用于半導(dǎo)體材料、光伏產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。
以上是鍺的整個(gè)提煉流程,從礦石提取到制成純凈的金屬鍺。不同方法和技術(shù)細(xì)節(jié)可能有所差異,但基本原理和過程相似。