[發明專利]火法從褐煤中提取鍺的方法

無效

• 申請號: 200810233658.1
• 申請日: 2008-12-01
• 公開（公告）號: CN101413063A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 葛啟明;李巴克
• 申請（專利權）人: 云南藍灣礦業有限公司
• 主分類號: C22B41/00
• 分類號: C22B41/00
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明屬于有色稀有金屬提取技術領域，具體地說是火法從褐煤中提取鍺的方法。

背景技術

作為火法提取鍺的原料之一的褐煤，大多數鍺的含量一般在30ppm～200ppm，在采用傳統的鼓風爐冶煉、傳動式爐排的鏈條爐、固定式爐排的手工爐提取鍺時，當含鍺褐煤的發熱值太低，若在8360～14630kj/kg的范圍內時，若用此類設備進行冶煉提鍺時，爐內的溫度難于超過1100℃，存在著鍺的揮發率低，鍺煙塵品位低，布袋除塵效率低的問題，造成了鍺的回收率低，且產出的鍺煙塵由于未進過較高溫度的脫碳及脫煤焦油的過程，存在鍺的酸溶性較差，后期濕法處理的回收率低等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種火法從褐煤中提取鍺的方法，其經濟實用、提鍺成本較低，鍺的揮發效率高、靜電塵的直收率高、靜電塵的含鍺品位高、產出靜電塵的后期濕法處理收率高、易于后續加工。

本發明的方法包括從物料的預處理、物料的燃燒、鍺的高溫揮發、煙氣的空氣冷卻及水冷卻、鍺煙塵的靜電收成塵系統等的工藝技術條件，采用立窯爐來燃燒來揮發富集鍺。

本發明的含鍺褐煤在立窯爐的火法冶煉過程中鍺揮發的控制條件為：

1)溫度條件

要使鍺從褐煤中揮發出來，需要一定的溫度條件，溫度過低的話則鍺就無法揮發出來，溫度太高的話則鍺會轉變成四面體型，也不利于鍺的揮發，鍺的最佳揮發溫度是1150～1250℃的范圍內；

為了達到1150～1250℃的溫度，需要對入爐煤的發熱值和灰分進行檢測，然后再加以控制，按照不低于10450kj/kg的發熱值和不高于55％的灰份的比例來進行入爐料配料，以保證入爐料燃燒過程中的溫度能夠達到1150～1250℃。

2)還原氣氛

要使鍺從褐煤中分離出來，除了以上溫度條件的控制外，最主要的是要在立窯爐內造成一定的還原性氣氛，才利于鍺的揮發，只有在以上的溫度條件和還原性氣氛的條件下，鍺才能夠形成一氧化鍺，從其伴生的成分中揮發出來。具體做法是：通過調節鼓風與引風的風門大小，使爐膛內煤層上方的空氣流中的氧氣含量為質量百分數3～5％，此時由于供氧的不足，褐煤燃燒時碳被還原出來，另還產生了大量的一氧化碳，產生出的一氧化碳及碳粒附在煤層內部及表層，作為鍺被還原的還原劑，還原的溫度要求達到1150～1250℃，原料中的以二氧化鍺形式存在的鍺經過碳粒及一氧化碳的還原反應后生成一氧化鍺，一氧化鍺在此溫度下揮發逸出，進入煙氣管道。

原料中的以二氧化鍺形式存在的鍺經過還原反應生成一氧化鍺，反應方程式如下：

2C+O₂—2CO

GeO₂+CO＝GeO+CO₂

GeO₂+C＝GeO+CO₂

3)氧化氣氛

在隨鼓風鼓入爐內的空氣中的氧氣，約有三分之二的在煤的燃燒后消耗，剩下的三分之一的氧氣隨引風進入到煤層上方的爐膛及煙氣管內，作為氧化劑，造成氧化性氣氛。一氧化鍺，進入氣態，隨著同時揮發出來的煙塵顆粒一同被引風往后面移動的過程中，遇到煙氣管中的過量氧氣，又被過量的氧氣氧化成了二氧化鍺。

二氧化鍺通過冷卻器使溫度降低，生成的二氧化鍺變成了固態，附在了煙塵顆粒的表面上，富鍺的煙塵顆粒經過靜電除塵器后，附著在了靜電除塵器上，收集富鍺的靜電塵，即得到鍺精礦。

由一氧化鍺變成二氧化鍺的反應方程式如下：

2GeO+O₂＝2GeO₂

具備以上的鍺揮發條件后，在用立窯爐來提取含鍺褐煤中的鍺時，鍺就會被碳或一氧化碳還原，形成一氧化鍺，然后隨同煙塵一起逸出，再被剩余的氧氣氧化成了二氧化鍺后附著在煙塵顆粒的表面，再經過空氣冷卻器、水冷卻器冷卻后，進入到了靜電收塵系統，經過靜電吸附，富含鍺的煙塵被吸附下來，煙氣脫凈粉塵和除去二氧化硫以后，排放到了空氣當中，收集靜電收塵器中的靜電塵即可得到鍺精礦。

本發明經過大量的試驗研究，開發出了采用立窯爐來冶煉揮發提取鍺新工藝。經過一年多的生產試驗，證明此工藝技術先進、經濟實用、提鍺成本較低，比起鏈條爐提鍺工藝及其它的提鍺方法，具有鍺的揮發效率高、靜電塵的直收率高、靜電塵的含鍺品位高、產出靜電塵的后期濕法處理收率高、易于后續加工等優點。鍺的富集倍數(質量比)可達到300倍以上，含鍺煙塵中鍺的品位可以提高到4～8％，為鍺的進一步深加工創造了有利條件。

附圖說明