[发明专利]一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，属于冶金化工技术领域。

背景技术

目前在光纤、红外光学、太阳电池等领域，锗占据越来越重要的地位。欧美发达国家大都将锗列为国防储备资源。我国几乎没有独立的锗矿，锗几乎全部是从有色金属伴生矿和煤矿中回收得到的。锗的回收率低长期以来严重制约了锗的开发和广泛应用。

目前针对不同含锗物料，所采用的回收锗的方法主要有硫酸浸出法、氯化浸出蒸馏法、碱浸法、氢氟酸法、萃取法、还原法和微生物浸出法等。其中，浸锌渣和冶锌、铅和铜废渣多采用硫酸浸出法的方法回收锗，硫酸浸出法可以分为常压硫酸浸出法和高压硫酸浸出法。硫酸浸出法的过程一般是先将含锗物料富集锗处理后，在65℃以上的温度，用浓度100g/L以上的硫酸浸出，浸出时间一般是3～5小时。浸出过程中锗通过含锗物料与硫酸溶液的反应转入到溶液中。其主要反应如下：

                   （1）

                     （2）

         （3）

目前锗的浸出率一般在50%左右。不溶解的锗多以SiO₂-GeO₂形式存在，浸出过程会产生Si(OH)₄的多聚体，产生的Si(OH)₄越多，吸附性越强，锗的浸出率就越低。为了提高锗的浸出率一般采用降低含锗物料中硅含量的方法，但是现有的除硅技术很难把硅含量降低至2%以下。目前的研究表明：高压硫酸浸出法可以实现较高的锗回收率（90%以上），而且锗回收过程实现无废生产，但是该方法需要用耐腐蚀的高压釜等特殊设备，投资较大，因此没有得到广泛应用。

氯化浸出蒸馏法适合处理锗含量大于2%的含锗物料，锗在HCl溶液中主要发生下列反应：

                      （4）

                      （5）

由于生成的GeCl₄的沸点比一般氯化物的沸点低，所以可以采用蒸馏的方法使锗与其他杂质分离。浸出液固比约为3，HCl溶液浓度一般大于7mol/L，蒸馏温度为110℃左右，蒸馏时间约半小时。

碱浸法是将含锗物料用氢氧化钠或碳酸钠在900℃下进行氧化熔炼，熔炼过程主要发生下列反应：

                    （6）

                   （7）

碱浸法工艺设备简单、设备成本低。但现有的碱浸法存在熔融温度高，熔融时间长等问题。

发明内容

为解决锗的回收率低、现有碱浸法存在熔融温度高、熔融时间长等问题，本发明提供一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，通过微波加热对锗烟尘进行碱熔处理，将锗烟尘中的锗转变为锗酸盐，再用热水浸出，锗酸盐便溶解在碱浸液中，过滤后即为含锗液。

本发明通过下列技术方案实现：一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，经过下列各步骤：

A．将含锗烟尘与氢氧化钠混合均匀成混合料；

B．将步骤A所得混合料，在微波下加热得碱熔后的物料；

C．将步骤B所得碱熔后的物料加入到温度为40～80℃的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液。

所述步骤A的含锗烟尘是含锗的质量百分数为0.04～1%的锗烟尘。

所述步骤A的含锗烟尘与氢氧化钠是按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1︰0.5～2进行混合。

所述步骤B的微波加热是在频率为2450MHz下，加热至150～400℃，再保温0～20min。

所述步骤C的碱熔后的物料与水按固液比为1︰3～8进行溶解。

该方法所得锗的回收率大于90%。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

该方法步骤简单，易于操作；在微波加热的条件下进行碱熔，比现有方法中的碱熔温度低500℃左右，同时具有碱熔速度快、水溶速度快、锗的回收率高等特点。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

A．将含锗的质量百分数为0.06%的含锗烟尘（Ge0.06%、Pb:50.54%、Zn:1.56%、Fe:1.89%、Si:2.15%）与氢氧化钠按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1︰1，混合均匀成混合料；