一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法技术

本发明专利技术涉及一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，属于锗回收技术领域。本发明专利技术氧化锌烟尘加入到硫酸溶液A中，在温度为50～90℃下进行浸出15～60min，再进行超声强化浸出2～10min，固液分离得到一段浸出渣和一段浸出液；一段浸出渣加入到硫酸溶液B中，在温度为70～95℃下超声强化浸出20～60min，固液分离得到二段浸出渣和二段浸出液，二段浸出液返回替代硫酸溶液A。本发明专利技术超声产生的空化效应能促进未反应核的浸出，瞬时强超声能加大可逆反应平衡常数，长时间超声能促进难浸出锗物相的浸出，本发明专利技术利用“常规浸出易浸出物相+瞬时强超声加大可逆相溶解+长时间超声浸出难浸相”来实现烟尘中锗酸盐的浸出，锗的浸出率能达到90％以上。90％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法


[0001]本专利技术涉及一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，属于锗回收


技术介绍

[0002]锗是一种不可再生、稀缺的分散元素。锗具有高红外折射率、色散率低等光学性质和优良的力学性能，常被应用于红外光学、纤维光纤、太阳能电池、聚合催化剂及医药等高新
，同时也广泛应用于信息通讯、生物科学、现代航空、现代军事以及高新能源等领域。随着这些领域的不断发展提高，对锗材料的需求日益增长。
[0003]含锗氧化锌烟尘是最重要的锗提取原料，我国72％以上的锗都是从含锗氧化锌烟尘中生产的。现有技术中，在二段浸出时将低浸渣与废电解液在170
‑
190℃、空压为0.6
‑
0.65MPa搅拌，进行空压浸出来提高锗的浸出率；采用
“Ⅰ
段常压低温低酸浸出+Ⅱ段氧压低温高酸浸出”两段逆流浸出来提高锗和锌的浸出；通过“硫分散调浆一段高酸浸出
‑
一段低酸浸出
‑
二段高酸浸出”来提高锗的浸出；通过调节和控制浆液pH值，采用“浆化
‑
一段浸出、二段浸出、三段浸出和过滤”，选择性先后浸出锌、硅酸盐和锗，使硅酸盐先于锗浸出，且产生的正硅酸以水合硅蛋白形态析出成渣，有效解决了硅酸盐与锗同步溶出，共沉淀对锗收率的影响，使锗浸出率提高15～22％；采用单段连续梯级浸出，分阶段逐级控制锌锗的浸出率、铁离子的还原、浸出液终点酸度，解决冶炼过程中锌、锗的高效浸出和浸出液中三价铁的控制等问题；通过硫酸第1次2次浸出、氢氧化钠第1次第2次浸出、浸出液中和、蒸发浓缩、氯化蒸馏以及二氧化锗制备等工序来回收含锗烟尘中锗，锗的回收率可达到93％以上。
[0004]然而，现有技术仅仅研究了烟尘中锗浸出强化工艺，对于针对烟尘中不同锗物相浸出并未涉及，使得浸出对象具有局限性，一旦烟尘原料变化，则锗浸出会受到限制。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中锗回收浸出技术对象适用局限性问题，提供一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，即基于超声波具有空化效应及机械效应，来高效浸出烟尘中的锗，超声产生的空化效应能促进未反应核的浸出，强超声产生的高温高压条件能增加溶液中锗的可溶度，超声的机械效应能强化浸出动力学条件，瞬时强超声能加大可逆反应平衡常数，长时间超声能促进难浸出物相的浸出。
[0006]一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，具体步骤如下：
[0007](1)氧化锌烟尘加入到硫酸溶液A中，在温度为50～90℃下进行浸出15～60min，以浸出锗酸钠、锗酸镁和部分锗酸锌，再进行超声强化浸出2～10min，固液分离得到一段浸出渣和一段浸出液；超声缩时强化产生瞬时高温高压，破坏锗酸锌的溶解平衡，加速锗酸锌的浸出，并可防止溶出锗粒子碰撞长大，产生溶解损失；
[0008](2)一段浸出渣加入到硫酸溶液B中，在温度为70～95℃下超声强化浸出20～60min，以利用超声声能破坏锗酸钙价键，促进锗酸钙的溶出，固液分离得到二段浸出渣和
二段浸出液，二段浸出液返回步骤(1)替代硫酸溶液A；
[0009]所述步骤(1)氧化锌烟尘含有锗酸钠、锗酸镁、锗酸锌和锗酸钙等四种锗酸盐物象，锗的总含量为200～5000g/t；
[0010]四种锗酸盐物象中锗酸锌占30wt％～90wt％，锗酸钠和锗酸镁共占10wt％～60wt％，锗酸钙占1wt％～10wt％，锗酸钠和锗酸镁属于易浸出锗酸盐，锗酸锌浸出为可逆浸出，锗酸钙为难浸出锗酸盐；
[0011]所述步骤(1)硫酸溶液A与氧化锌烟尘的液固比L:g为3:1～8:1，硫酸溶液A的浓度为120～160g/L；
[0012]所述步骤(1)超声强度为1～5w/cm3；
[0013]所述步骤(2)硫酸溶液B的浓度为50～120g/L，硫酸溶液B与一段浸出渣液固比L:g为3:1～8:1，超声强度为0.5～3W/cm3；
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015](1)本专利技术针对锗酸锌浸出可逆，利用超声空化效应产生的高温高压来提高锗酸锌溶解平衡常数，从而促进锗酸锌的溶出；
[0016](2)本专利技术针对难浸出锗酸钙，通过超声产生的高温高压及空蚀作用来促进锗酸钙的浸出；
[0017](3)本专利技术在一段浸出时控时加入超声波，防止浸出锗粒子团聚沉淀。
附图说明
[0018]图1为实施例1烟尘原料EPMA谱；
[0019]图2为实施例1二段浸出渣的EPMA谱。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0021]实施例1：本实施例中含锗烟尘中锗酸盐物相分布如表1所示，
[0022]表1烟尘锗酸盐物相分布
[0023][0024]由表可知，易浸出锗为10％，可逆浸出锗为89％，难浸出锗为1％；
[0025]烟尘原料EPMA谱见图1，从图中可知，锗主要以锗酸锌形式存在，部分锗以锗酸钠和锗酸镁浸出，少量锗以锗酸钙形式存在；
[0026]一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，具体步骤如下：
[0027](1)氧化锌烟尘加入到硫酸溶液A中，其中硫酸溶液A与氧化锌烟尘的液固比L:g为3:1，硫酸溶液A的浓度为120g/L，在温度为50℃下进行浸出15min，以浸出锗酸钠、锗酸镁和部分锗酸锌，此时，含锗浸出液中锗浓度为110mg/L，再在超声强度为1w/cm3下进行超声强化浸出2min，固液分离得到一段浸出渣和一段浸出液，一段浸出液中锗含量为122mg/L；超声缩时强化产生瞬时高温高压，破坏锗酸锌的溶解平衡，加速锗酸锌的浸出，并可防止溶出
锗粒子碰撞长大，产生溶解损失；
[0028](2)一段浸出渣加入到硫酸溶液B中，其中硫酸溶液B的浓度为50g/L，硫酸溶液B与一段浸出渣液固比L:g为3:1，超声强度为0.5W/cm3，在温度为70℃下超声强化浸出20min，以利用超声声能破坏锗酸钙价键，促进锗酸钙的溶出，固液分离得到二段浸出渣和二段浸出液，二段浸出液中锗含量为20mg/L，二段浸出液中添加硫酸至硫酸的浓度为120g/L后返回步骤(1)替代硫酸溶液A；
[0029]二段浸出渣的EPMA谱见图2，从图2中可知，残余的锗部分以锗酸钙形式存在，少量以锗酸锌、锗酸钠和锗酸镁形式存在；
[0030]本实施例锗酸盐的浸出率达到87.77％。
[0031]实施例2：本实施例中含锗烟尘中锗酸盐物相分布如表2所示，
[0032]表2烟尘锗酸盐物相分布
[0033][0034]由表可知，烟尘中的锗含量为1160g/t，属于高锗烟尘，烟尘中易浸出锗为15％，可逆浸出锗为80％，难浸出锗为5％；锗主要以锗酸锌形式存在，部分锗以锗酸钠和锗酸镁浸出，少量锗以锗酸钙形式存在；
[0035]一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)氧化锌烟尘加入到硫酸溶液A中，在温度为50～90℃下进行浸出15～60min，再进行超声强化浸出2～10min，固液分离得到一段浸出渣和一段浸出液；(2)一段浸出渣加入到硫酸溶液B中，在温度为70～95℃下超声强化浸出20～60min，固液分离得到二段浸出渣和二段浸出液，二段浸出液返回步骤(1)替代硫酸溶液A。2.根据权利要求1所述超声强化氧化锌烟尘中锗酸盐浸出的方法，其特征在于：步骤(1)氧化锌烟尘含有锗酸钠、锗酸镁、锗酸锌和锗酸钙，锗的总含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利波，杨坤，宋雷婷，胡途，梁明，狄浩凯，曾尹儿，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：