[發明專利]一種從鍺煙塵中微波預處理回收鍺的方法

有效

• 申請號: 201110294835.9
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102345021A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 彭金輝;王萬坤;張澤彪;王仕興
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B41/00
• 分類號: C22B41/00;C22B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種從鍺煙塵中微波預處理回收鍺的方法，屬于冶金化工技術領域。

背景技術

目前在光纖、紅外光學、太陽電池等領域，鍺占據越來越重要的地位。歐美發達國家大都將鍺列為國防儲備資源。

但是鍺是一種稀散金屬，世界鍺的資源較貧乏。我國鍺儲量位居世界前列，鍺一般是伴生在銅、鉛、鋅等金屬礦和煤礦中。主要分布在內蒙古勝利煤田烏蘭圖嘎煤礦，吉林九臺市營城煤田，廣東仁化縣凡口鉛鋅礦，四川會東縣大梁子鉛鋅礦床，云南鉛鋅礦床和青海興海縣銅峪溝銅礦。我國幾乎沒有獨立的鍺礦，鍺幾乎全部是從有色金屬伴生礦和煤礦中回收得到的。鍺的回收率低長期以來嚴重制約了鍺的開發和廣泛應用。

目前針對不同含鍺物料，所采用的回收鍺的方法主要有硫酸浸出法、氯化浸出蒸餾法、堿浸法、氫氟酸法、萃取法、還原法和微生物浸出法等。其中浸鋅渣和冶鋅、鉛和銅廢渣多采用硫酸浸出的方法回收鍺，硫酸浸出法可以分為常壓硫酸浸出法和高壓硫酸浸出法。硫酸浸出法的過程一般是先將含鍺物料富集鍺處理后，再在65℃以上的溫度，用濃度100g/L以上的硫酸浸出，浸出時間一般是3～5小時。浸出過程中鍺通過含鍺物料與硫酸溶液的反應轉入到溶液中。其主要反應如下：

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目前鍺的浸出率一般在50%左右。不溶解的鍺多以SiO₂-GeO₂形式存在，浸出過程會產生Si(OH)₄的多聚體，產生的Si(OH)₄越多，吸附性越強，鍺的浸出率就越低。為了提高鍺的浸出率一般采用降低含鍺物料中硅含量的方法，但是現有的除硅技術很難把硅含量降低至2%以下。目前的研究表明：高壓硫酸浸出法可以實現較高的鍺回收率（90%以上），而且鍺回收過程實現無廢生產，但是該方法需要用耐腐蝕的高壓釜等特殊設備，投資較大，因此沒有得到廣泛應用。

氯化浸出蒸餾法適合處理鍺含量大于2%的含鍺物料，鍺在HCl溶液中主要發生下列反應：

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由于生成的GeCl₄的沸點比一般氯化物的沸點低，所以可以采用蒸餾的方法使鍺與其他雜質分離。浸出液固比約為3，HCl溶液濃度一般大于7mol/L，蒸餾溫度為110℃左右，蒸餾時間約半小時。

堿浸法是將含鍺物料用氫氧化鈉溶液進行浸出，浸出過程主要發生下列反應：

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堿浸法工藝設備簡單、設備成本低。但由于堿度高，致使后續的固液分離工藝困難，而且鍺回收率一般不高于85%。

由于含鍺物料具有結構復雜多樣性，因此鍺的回收方法也多種多樣。但是這些回收方法都有各自的不足之處：成本低的方法鍺回收率低、鍺回收率高的方法成本較高或無法實現工業化。含鍺物料中鍺的品味低、硅含量高和鍺被其他礦物包裹是鍺回收率低的主要原因。常規的礦石處理技術很難滿足實際生產的需要，因此可以采用非常規的方法對含鍺物料進行處理。

發明內容

為提高鍺的浸出率，從而提高鍺回收率，本發明提供了一種從鍺煙塵中微波預處理回收鍺的方法，通過下列技術方案實現。

一種從鍺煙塵中微波預處理回收鍺的方法，經過下列各步驟：

A．對含鍺煙塵進行微波加熱預處理；

B．用硫酸溶液作為浸出劑，溶解步驟A所得含鍺煙塵，進行攪拌浸出；

C．再對步驟B所得浸出后的溶液進行過濾分離，洗滌三次后，棄去濾渣，即得到含鍺液。

所述步驟A的含鍺煙塵是含鍺的質量百分數為0.04～1%的鍺煙塵。

所述步驟A的微波加熱預處理的頻率為2450MHz、溫度為200～500℃，處理1～30min。

所述步驟B的硫酸溶液濃度為6～15mol/L。

所述步驟B中硫酸溶液和含鍺煙塵，按液固比為2～8︰1進行混合溶解。

所述步驟B的攪拌浸出溫度為50～90℃，攪拌浸出0.5～5小時。

本發明的效果和優點：采用該方法鍺的浸出率達到75%以上；鍺的浸出率比直接硫酸浸出提高15%以上；本發明將鍺煙塵經過微波加熱預處理，使難溶的鍺向易溶的鍺轉變，提高鍺的浸出率，而且工藝簡單、流程短、浸出速度快、浸出率高。