稀有金属 2006,(S1),111-113 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2006.s1.027

含锗烟尘中锗的提取工艺方法探讨

黄和明

南京锗厂有限责任公司,南京锗厂有限责任公司 江苏南京211165,江苏南京211165

摘 要：

一种含锗“烟尘”, 比重较小, 含锗量较高, 但成分复杂, 如直接用于提取锗直收率在40%⁶0%之间, 不仅造成资源浪费, 而且增加生产成本。通过大量的试验寻找出一种从该烟尘中提取锗的方法, 锗的回收率可达95%以上。

关键词：

含锗烟尘;提取方法;回收率;

中图分类号： TF845

作者简介：黄和明 (E-mail:hhm0718 @yahoo.com.cn) ;

收稿日期：2006-08-10

Discussion on Extraction Technology of Germanium from Smoke Dust Containing Germanium

Abstract：

A smoke dust contains germanium and lower density and complicated component.The recovery of germanium extracted between 40%～60%, which not only wastes resource containing germanium but increases production cost.A method of extraction germanium from smoke dust containing Ge was studied by a series of experiments.The recovery rate of Ge can be increased by over 95%.

Keyword：

smoke dust containing Ge;recovering technology;recovery;

Received： 2006-08-10

锗在烟尘中赋予的形态有多种, 但不外乎以GeS₂, GeS, GeO, GeO₂ (六方形) , GeO₂ (四方形) 等形态存在, 在从褐煤中提炼锗时, 首先将褐煤在还原性气氛中焙烧, 使锗以一氧化锗或GeS₂, GeS以及GeO₂等形态进行挥发, 从而通过电收尘或布袋收尘等方式收集含锗烟尘, 因此烟尘中锗的成分复杂给提取锗增加了难度。 本文通过大量试验, 从节约成本的角度出发, 寻找出一种从含锗烟尘中提取锗的工艺方法, 即: 含锗烟尘首先在250~300 ℃条件下进行低温焙烧, 接着用盐酸进行蒸馏, 将大部分锗首先提取, 再将蒸馏残渣用5 mol·L^-1 NaOH溶液湿法浸出, 用丹宁沉淀, 再进行焙烧后蒸馏, 回收率可达95%以上, 既增加了资源的利用效率, 又节约了成本。

1 实 验

1.1 工艺流程

工艺流程见图1。

1.2 转化

烟尘中锗采用加碱在800 ℃温度下焙烧进行转化, 其结果见表1。 由表可见: 该烟尘中锗比较难转化, 因此必须采取其他方法进行提炼。

1.3 低温焙烧

该烟尘由于比重较小, 其中含有较大量硫和碳水化合物, 在用盐酸进行蒸馏时产生剧烈的化学反应, 导致“反冲”而溢出, 因此比较难控制, 因此我们考虑采用低温焙烧选择温度, 将硫及部分碳去除, 其结果见表2。

图1 含锗烟尘中锗的提取工艺流程 Fig.1 Flow sheet for germanium extracted from smoke dust containing germanium

表1 加碱焙烧锗转化结果Table 1 Results for roasting with alkaline

序号	烟尘重量/ g	含锗量/g		加碱量/ g	焙后烟尘重量/ g	酸溶/ %	全溶/ %	金属量/ g
		酸溶	碱溶
S-H-1	100	3.31	4.02	150	202.5	1.78	1.97	3.60/4.00
S-H-2	100	3.31	4.02	100	146	2.48	2.75	3.62/4.02

表2 低温焙烧结果Table 2 Results of roasting at low temperature

序号	烟尘重量/g	温度/℃	焙后重量/g	锗损失/%
S-D-1	100	200	81.4	0
S-D-2	100	250	76.5	0
S-D-3	100	300	76	0
S-D-4	100	350	72	3.5

由表可见, 当温度在250~300 ℃时, 锗的焙烧基本没有损失, 当温度超过300 ℃时, 锗的损失比较明显, 本工艺采用300 ℃低温焙烧。

1.4 焙烧后烟尘锗转化试验

烟尘低温焙烧后, 酸溶锗为4.35%和全溶锗为5.29%相关仍然很大, 因此必须考虑转化, 采用料碱比1∶1.5混合在800 ℃条件下焙烧 ^[2] , 全溶锗几乎没有变化, 结果见表3。 因此要想通过加碱焙烧将全熔锗转化为酸溶锗比较困难, 只能采取先将酸溶锗提取后再进一步将剩余的锗进行提取。

表3 焙烧后烟尘中锗的转化结果Table 3Results of conversion of Ge in smoke dust for roasting

编号	料重/ g	含锗/g		焙后料量/ g	含锗/g
		酸溶	碱溶		酸溶	碱溶
2-H-1	100	4.35	5.29	200	4.61	5.25
2-H-2	100	4.35	5.29	201.5	4.57	5.26

1.5 焙后烟尘蒸馏渣转化试验

我们将1.3烟尘首先蒸馏, 提取酸溶锗后, 蒸馏渣进行集中处理以料碱比1∶1.5混合在800 ℃下焙烧, 全溶锗转化为酸溶锗的效果并不是很理想, 见表4。 为此我们考虑采用加碱焙烧, 无法将锗较理想地提取。

1.6 焙后烟尘蒸馏渣碱浸出试验

由于该烟尘有其特殊性, 我们考虑到以前曾经所做的工作 ^[1,2,3,4,5] , 将焙烧烟尘蒸馏渣进行碱浸出结果比较满意, 当该蒸馏渣在5 mol·L^-1 NaOH溶液中浸出3次, 浸出率达到98%以上, 见表5。

表4 蒸渣中锗转化结果Table 4Results for conversion of Ge in distillation residue by alkaline

编号	料重/ g	含锗/g		焙后料量/ g	锗含量/g
		酸溶	碱溶		酸溶	碱溶
S-H-1-1	100	0.2	1.7	213	0.22	0.8
S-H-2-1	100	0.2	1.7	211	0.24	0.79

表5 蒸馏渣中锗碱浸出结果Table 5Results for germanium from distillation residue by alkaline leaching

序号	料重/ g	含锗/ g	3次碱浸后 渣重/g	浸出渣 含锗/g	渣出率/ %
S-H-1-2	100	1.7	42	0.024	98.6
S-H-2-2	100	1.7	41.5	0.022	98.7

2 结 论

该含锗烟尘经过低温焙烧, 直接蒸馏将大部分锗进行提取, 剩余的蒸馏渣进行单独用碱浸出、 沉淀等处理, 方法行之有效。 应用到实际生产中大大降低生产成本, 提高锗的周转利用, 收到较好的效果。

参考文献

[1] 黄和明.从含锗蒸馏渣中回收锗的工艺方法探讨[J].广东微量元素科学报, 1998, 5 (3) :57.

[2] 黄和明, 杭清涛.从含锗浸出渣中回收锗的工艺方法探讨[J].江苏冶金, 2000, 43.

[3] 黄和明, 杭清涛.从含锗富集物中回收锗的工艺方法探讨[J].辽宁大学学报 (自然科学版) , 1999, 26:51.

[4] 黄和明, 赵立奎.高硅含锗物料中锗的提取工艺探讨[J].广东有色金属学报, 2002, 33.

[5] 黄和明, 李国辉, 杭清涛.从含锗石英玻璃原料中锗的提取工艺探讨[J].广东有色金属学报, 2006, 16 (1) :6.