含锗烟尘中锗的提取工艺方法探讨
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:
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
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
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
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