当前提取锗的原料主要有三类:
1) 各种金属冶炼过程中锗的富集物,如各种含锗烟尘、炉渣等;
2) 煤燃烧的各种产物,如烟尘、煤灰、焦炭等;
3) 锗加工过程中的各种废料。
目前提取锗的工艺主要有火法冶金、湿法冶金以及火法–湿法联合法。
火法提取锗的工艺
火法提锗:在高温下使含锗的物料发生一系列物理化学反应,使其中的锗与杂质分离,实现分离提取锗的目的。通常火法工艺用于从含锗褐煤和锌浸出渣中提锗,既充分利用煤的热能,又回收了煤中锗,但煤中提锗的发展十分缓慢,且对环境带来影响。
1. 从含锗褐煤中提锗
采用高温火法二次富集的工艺对含锗粉煤灰进一步富集,在其中加入 CaO 和 C,调节粉煤灰的碱度和氧化还原性,将配好的粉煤灰造球,放入高温管式电阻炉中煅烧,收集挥发分获得锗富集物。该法的优点是提高湿法处理原料的锗品位,降低后期处理盐酸用量,减小废渣和废液的排放量,提高锗回收率。
采用低温缓慢氧化焙烧法对内蒙古锡林浩特含锗褐煤进行实验研究,获得了优化的低温缓慢氧化焙烧工艺过程:将煤样从室温逐渐升温到 550℃并保温 2 h,然后升温至 625℃焙烧 2 h,经该方法处理煤中的锗被高度富集于煤灰中,进一步对煤灰进行提锗,锗回收率可达 80%左右。该方法对煤中锗的提取具有实践性指导意义。
2. 从锌浸出渣提锗
以锌浸出渣为研究对象,研究其中的锗在高温下挥发富集特性,按照锌浸出渣:石灰:煤粉:碳粉:硫化物 = 100:20:8:8:2 的配比混料,然后在 1100℃下硫化挥发 2 h,锗的挥发率超过 90%。
采用 FeCl 2 -NH 4 Cl 氯盐体系,对含镓锗的高铁渣进行电解分离并从中提镓和锗,锗的回收率达 85%左右。在电解过程的适宜条件为:Fe 2+ ~40 g/L,NH 4 Cl~150 g/L,pH ~5,电解温度 50℃~60℃,电流密度 100~300 A/m 2 。电解过程中获得电解铁,镓和锗进入阳极泥得到富集。