一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法技术

本发明专利技术提供一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法，该方法是将富锗锌精矿的锗渣破碎成小颗粒；在搅拌的情况下加入适量的NaOH；加热蒸发部分水分，再加入适量盐酸中和；加入氯酸钠反应一定时间；移入蒸发釜，开通蒸汽；再将蒸发后的反应移至蒸馏釜中，开通冷却水冷却至室温；将冷却后的反应液移入精馏塔内，进行升温蒸馏一定时间；最后将其进行水解得到高纯二氧化锗，再经氢气还原和区域熔炼，制得金属锗。本方法回收锗的回收率在95％

【技术实现步骤摘要】
一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法。

技术介绍

[0002]锗金属是一种典型的高值稀有分散元素，具备多方面的特殊性质，在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学、军事等领域都有广泛而重要的应用，是一种性能独特的战略资源。
[0003]地壳中锗的储藏总量不少，但因没有独立的矿藏，而是分散伴生于各类矿物中，因此，其提取十分困难。煤矿中的Ge含量约为1ppm，岩石、泥土和一些泉水中也含有微量的Ge。目前国内外对锗矿的处理工艺主要有：离子交换法、液膜萃取法、经典氯化法、锌粉置换法、丹宁沉淀法等。从煤中提锗的方法归纳起来，又分为火冶法、水冶法和萃取法。水冶法是直接从煤中提取锗，工艺简单，但盐酸消耗量大，工业化成本高；萃取法碍于可供选择的高效萃取剂较少，且价格昂贵，主要有Lix63、Kelexl100、TOA、Ywl等。
[0004]锗提取的研究论文有王聚恒等2018年公布了《纳米TiO2从酸性硫酸锌溶液中提取锗及其再生工艺研究》、李哲雄等《从含锗氧化锌烟尘中提取锌锗的方法》、尹玮的《N235提取锗新工艺》的工艺条件，专利公开号为CN108048672A、CN114921664A、CN101418373A等方法提取。丹宁沉淀法中对锗的机理还没有统一的认识。经典氯化法在浸出过程存在HCl浓度高、锗浸出率偏低、设备防腐问题、工作环境恶劣及生产不安全等缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法。为实现本专利技术目的，所使用的技术方案为：
[0006]一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法，包括如下步骤：
[0007](1)将富锗锌精矿的锗渣破碎成小颗粒；
[0008](2)向锗渣置于反应釜中，在搅拌的情况下加入适量的NaOH；
[0009](3)步骤(2)反应完成后，加热蒸发部分水分，再加入适量盐酸中和；
[0010](4)将步骤(3)的反应釜中加入氯酸钠反应一定时间；
[0011](5)将步骤(4)反应溶液移入蒸发釜，开通蒸汽；
[0012](6)将蒸发后的反应移至蒸馏釜中，开通冷却水冷却至室温；
[0013](7)再将冷却后的反应液移入精馏塔内，进行升温蒸馏一定时间；
[0014](8)最后将其进行水解得到高纯二氧化锗，再经氢气还原和区域熔炼，制得金属锗。
[0015]优选地，所述锗渣的品位在2
‑
3％，所述物料破碎至粒径为300
‑
500目。
[0016]优选地，所述步骤(2)中，加入NaOH：锗渣的质量比为(2
‑
4)：(1
‑
2)。
[0017]优选地，所述步骤(3)中，蒸发的温度为60
‑
90℃，加入盐酸的量使反应体系的pH为4
‑
6。
[0018]优选地，所述步骤(4)中，氯酸钠：亚砷酸钠的摩尔比为1:1。
[0019]优选地，所述步骤(5)的蒸发温度控制在90
‑
115℃之间。
[0020]优选地，所述步骤(7)的蒸馏温度为83
‑
90℃，蒸馏时间为3
‑
5h。
[0021]主要化学反应如下：
[0022]GeO2+2NaOH＝Na2GeO3+H2O
[0023]GeO+2NaOH＝Na2GeO2+H2O
[0024]As2O3+2NaOH＝aNaAsO2+H2O
[0025]3NaAsO2+NaC1O+6NaOH＝3Na3AsO4+NaC1+3H2O
[0026]2Fe3++Ge2+＝Fe2++Ge4+
[0027]GeO2
·
SiO2+4NaOH＝Na2GeO3+Na2SiO3+2H2O
[0028]NaOH+HC1＝NaC1+H2O
[0029]Na2GeO3+6HC1＝2NaC1+GeC14+3H2O
[0030]GeC14+2H2O＝GeO2+4HCl
[0031]本专利技术的有益效果为：
[0032](1)本专利技术通过将品位在Ge2％左右的锗渣加入适量NaoH，使锗渣中的主要杂质成份砷与NaoH作用生成亚砷酸钠，锗则反应生成锗酸钠；待反应完成后蒸干部分水分，加入盐酸中和过量的碱，然后在微酸条件下加入氯酸钠以充分将亚砷酸钠氧化为砷酸钠，避免了蒸馏时亚砷酸钠与盐酸作用形成三氯化砷。省去了“锗渣造液—锗萃取—反萃”工序，可以节省大量生产成本，提高锗回收率，本方法回收锗的回收率在95％
‑
98％。
[0033](2)本专利技术解决了锗渣的有害成分砷的作用条件对提取的影响，确定了最佳的碱的加入量、反应时间和反应温度，去除了残渣中铅、锌的沉淀条件，降低砷渣的含量。
[0034](3)本专利技术将低品位锗渣进行富集，减少了萃取
‑
反萃富集过程，工艺大为简化，效率提升明显，减少了因萃取
‑
反萃过程的有机物污染，锗回收环节的硫酸锌溶液可以返回电解系统，避免了产出化工级硫酸锌产品。提高了生产效率，减少了低价值副产品的产出，简化了生产系统。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。如无特别说明，本专利技术所用原料均可在市面上购买获得。
[0036]一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法，包括如下步骤：
[0037](1)将富锗锌精矿的锗渣破碎成小颗粒；所述锗渣的品味在2
‑
3％，所述物料破碎至粒径为300
‑
500目；
[0038](2)向锗渣置于反应釜中，在搅拌的情况下加入适量的NaOH；加入NaOH：锗渣的质量比为(2
‑
4)：(1
‑
2)；
[0039](3)步骤(2)反应完成后，加热蒸发部分水分，再加入适量盐酸中和；蒸发的温度为50
‑
60℃，加入盐酸的量使反应体系的pH为4
‑
6；
[0040](4)将步骤(3)的反应釜中加入氯酸钠反应一定时间；氯酸钠：亚砷酸钠的摩尔比
为1:1；
[0041](5)将步骤(4)反应溶液移入蒸发釜，开通蒸汽；蒸发温度控制在90
‑
115℃之间
[0042](6)将蒸发后的反应移至蒸馏釜中，开通冷却水冷却至室温；
[0043](7)再将冷却后的反应液移入精馏塔内，进行升温蒸馏一定时间；蒸馏温度为83
‑
90℃，蒸馏时间为3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将富锗锌精矿的锗渣破碎成小颗粒；(2)向锗渣置于反应釜中，在搅拌的情况下加入适量的NaOH；(3)步骤(2)反应完成后，加热蒸发部分水分，再加入适量盐酸中和；(4)将步骤(3)的反应釜中加入氯酸钠反应一定时间；(5)将步骤(4)反应溶液移入蒸发釜，开通蒸汽；(6)将蒸发后的反应移至蒸馏釜中，开通冷却水冷却至室温；(7)再将冷却后的反应液移入精馏塔内，进行升温蒸馏一定时间；(8)最后将其进行水解得到高纯二氧化锗，再经氢气还原和区域熔炼，制得金属锗。2.如权利要求1所述一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法，其特征在于，所述锗渣的品位在2
‑
3％，所述物料破碎至粒径为300
‑
500目。3.如权利要求1所述一种从富锗锌精矿中回收锗的工艺方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军，蒋庆，钟明志，邱加焕，莫德杨，刘坚，黄震海，韦日问，薛凤昌，
申请(专利权)人：广西誉升锗业高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：