專利名稱：火法從褐煤中提取鍺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色稀有金屬提取技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是火法從褐煤中提取鍺的方法。
背景技術(shù)：
作為火法提取鍺的原料之一的褐煤，大多數(shù)鍺的含量一般在30ppm 200ppm，在采用 傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐冶煉、傳動(dòng)式爐排的鏈條爐、固定式爐排的手工爐提取鍺時(shí)，當(dāng)含鍺褐煤的 發(fā)熱值太低，若在8360 14630kj/kg的范圍內(nèi)時(shí)，若用此類設(shè)備進(jìn)行冶煉提鍺時(shí)，爐內(nèi)的 溫度難于超過(guò)110(TC，存在著鍺的揮發(fā)率低，鍺煙塵品位低，布袋除塵效率低的問(wèn)題，造 成了鍺的回收率低，且產(chǎn)出的鍺煙塵由于未進(jìn)過(guò)較高溫度的脫碳及脫煤焦油的過(guò)程，存在 鍺的酸溶性較差，后期濕法處理的回收率低等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種火法從褐煤中提取鍺的方法，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用、提鍺成本較低， 鍺的揮發(fā)效率高、靜電塵的直收率高、靜電塵的含鍺品位高、產(chǎn)出靜電塵的后期濕法處理 收率高、易于后續(xù)加工。
本發(fā)明的方法包括從物料的預(yù)處理、物料的燃燒、鍺的高溫?fù)]發(fā)、煙氣的空氣冷卻及 水冷卻、鍺煙塵的靜電收成塵系統(tǒng)等的工藝技術(shù)條件，采用立窯爐來(lái)燃燒來(lái)?yè)]發(fā)富集鍺。
本發(fā)明的含鍺褐煤在立窯爐的火法冶煉過(guò)程中鍺揮發(fā)的控制條件為 1)溫度條件
要使鍺從褐煤中揮發(fā)出來(lái)，需要一定的溫度條件，溫度過(guò)低的話則鍺就無(wú)法揮發(fā)出來(lái)， 溫度太高的話則鍺會(huì)轉(zhuǎn)變成四面體型，也不利于鍺的揮發(fā)，鍺的最佳揮發(fā)溫度是1150 125(TC的范圍內(nèi);
為了達(dá)到1150 1250'C的溫度，需要對(duì)入爐煤的發(fā)熱值和灰分進(jìn)行檢測(cè)，然后再加以 控制，按照不低于10450kj/kg的發(fā)熱值和不高于55。/n的灰份的比例來(lái)進(jìn)行入爐料配料，以 保證入爐料燃燒過(guò)程中的溫度能夠達(dá)到1150 1250 °C 。 2)還原氣氛
要使鍺從褐煤中分離出來(lái)，除了以上溫度條件的控制外，最主要的是要在立窯爐內(nèi)造 成一定的還原性氣氛，才利于鍺的揮發(fā)，只有在以上的溫度條件和還原性氣氛的條件下， 鍺才能夠形成一氧化鍺，從其伴生的成分中揮發(fā)出來(lái)。具體做法是通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)與引風(fēng)的風(fēng)門大小，使?fàn)t膛內(nèi)煤層上方的空氣流中的氧氣含量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)3 5%，此時(shí)由于供 氧的不足，褐煤燃燒時(shí)碳被還原出來(lái)，另還產(chǎn)生了大量的一氧化碳，產(chǎn)生出的一氧化碳及 碳粒附在煤層內(nèi)部及表層，作為鍺被還原的還原劑，還原的溫度要求達(dá)到1150 125(TC， 原料中的以二氧化鍺形式存在的鍺經(jīng)過(guò)碳粒及一氧化碳的還原反應(yīng)后生成一氧化鍺， 一氧 化鍺在此溫度下?lián)]發(fā)逸出，進(jìn)入煙氣管道。
原料中的以二氧化鍺形式存在的鍺經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)生成一氧化鍺，反應(yīng)方程式如下
2C+02—2C0
Ge02+CO=GeO+C02
Ge02+C=GeO+C02 3)氧化氣氛
在隨鼓風(fēng)鼓入爐內(nèi)的空氣中的氧氣，約有三分之二的在煤的燃燒后消耗，剩下的三分 之一的氧氣隨引風(fēng)進(jìn)入到煤層上方的爐膛及煙氣管內(nèi)，作為氧化劑，造成氧化性氣氛。一 氧化鍺，進(jìn)入氣態(tài)，隨著同時(shí)揮發(fā)出來(lái)的煙塵顆粒一同被引風(fēng)往后面移動(dòng)的過(guò)程中，遇到 煙氣管中的過(guò)量氧氣，又被過(guò)量的氧氣氧化成了二氧化鍺。
二氧化鍺通過(guò)冷卻器使溫度降低，生成的二氧化鍺變成了固態(tài)，附在了煙塵顆粒的表 面上，富鍺的煙塵顆粒經(jīng)過(guò)靜電除塵器后，附著在了靜電除塵器上，收集富鍺的靜電塵， 即得到鍺精礦。
由一氧化鍺變成二氧化鍺的反應(yīng)方程式如下
2GeO +02=2Ge02
具備以上的鍺揮發(fā)條件后，在用立窯爐來(lái)提取含鍺褐煤中的鍺時(shí)，鍺就會(huì)被碳或一氧 化碳還原，形成一氧化鍺，然后隨同煙塵一起逸出，再被剩余的氧氣氧化成了二氧化鍺后 附著在煙塵顆粒的表面，再經(jīng)過(guò)空氣冷卻器、水冷卻器冷卻后，進(jìn)入到了靜電收塵系統(tǒng)， 經(jīng)過(guò)靜電吸附，富含鍺的煙塵被吸附下來(lái)，煙氣脫凈粉塵和除去二氧化硫以后，排放到了 空氣當(dāng)中，收集靜電收塵器中的靜電塵即可得到鍺精礦。
本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)出了采用立窯爐來(lái)冶煉揮發(fā)提取鍺新工藝。經(jīng)過(guò)一 年多的生產(chǎn)試驗(yàn)，證明此工藝技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、提鍺成本較低，比起鏈條爐提鍺工藝 及其它的提鍺方法，具有鍺的揮發(fā)效率高、靜電塵的直收率高、靜電塵的含鍺品位高、產(chǎn) 出靜電塵的后期濕法處理收率高、易于后續(xù)加工等優(yōu)點(diǎn)。鍺的富集倍數(shù)(質(zhì)量比)可達(dá)到 300倍以上，含鍺煙塵中鍺的品位可以提高到4~8%，為鍺的進(jìn)一步深加工創(chuàng)造了有利條件。


圖1是本發(fā)明的從褐煤中提取鍺的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
用含鍺248ppm，發(fā)熱值為11077kj/kg的褐煤，按日處理80噸的量經(jīng)過(guò)破碎篩分至5mm 后，混勻，按不高于55% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的灰份的比例把優(yōu)質(zhì)褐煤及劣質(zhì)褐煤進(jìn)行配料，再 用皮帶運(yùn)輸至立窯爐內(nèi)燃燒揮發(fā)，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)與引風(fēng)的風(fēng)門大小至最佳的鍺揮發(fā)條件，即使 爐膛內(nèi)煤層上方的空氣流中的氧氣含量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)3%，使褐煤在供氧不足的還原性氣氛 下進(jìn)行燃燒，以保證有足夠的碳和一氧化碳，鍺在1150'C高溫下被碳和一氧化碳還原后形 成了一氧化鍺， 一氧化鍺在此溫度下?lián)]發(fā)逸出，隨爐氣揮發(fā)進(jìn)入到煙氣管中，在500-1200 'C高溫下又被空氣中的氧氣氧化成了二氧化鍺，二氧化鍺通過(guò)冷卻器使溫度降低，生成的 二氧化鍺變成了固態(tài)，附在了煙塵顆粒的表面上，富鍺的煙塵顆粒經(jīng)過(guò)靜電除塵器后，附 著在了靜電除塵器上，收集富鍺的靜電塵，即得到了含鍺為5.10%的精礦。鍺的揮發(fā)率為 92.3%，鍺的靜電塵直收率為90.7%，富集倍數(shù)為205倍。
實(shí)施例2:
用含鍺462ppm，發(fā)熱值為12600kj/kg的褐煤，按日處理80噸的量經(jīng)過(guò)破碎篩分至5mm .后，混勻，按不高于55% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的灰份的比例把優(yōu)質(zhì)褐煤及劣質(zhì)褐煤進(jìn)行配料，再 用皮帶運(yùn)輸至立窯爐內(nèi)燃燒揮發(fā)，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)與引風(fēng)的風(fēng)門大小至鍺最佳的揮發(fā)條件，即使 爐膛內(nèi)煤層上方的空氣流中的氧氣含量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%，使褐煤在供氧不足的還原性氣氛 下進(jìn)行燃燒，以保證有足夠的碳和一氧化碳，鍺在1250'C的高溫下被碳和一氧化碳還原后 形成了一氧化鍺，隨爐氣揮發(fā)進(jìn)入到煙氣管中，在500 1200'C的高溫下又被空氣中的氧氣 氧化成了二氧化鍺，二氧化鍺通過(guò)冷卻器使溫度降低，生成的二氧化鍺變成了固態(tài)，附在 了煙塵顆粒的表面上，富鍺的煙塵顆粒經(jīng)過(guò)靜電除塵器后，附著在了靜電除塵器上，收集 富鍺的靜電塵，即得到了含鍺為7.28%的精礦。鍺的揮發(fā)率為94.7%，鍺的靜電塵直收率 為93.1%，富集倍數(shù)為158倍。
權(quán)利要求
1、一種火法從褐煤中提取鍺的方法，其特征在于含鍺褐煤在立窯爐的火法冶煉過(guò)程中揮發(fā)鍺，使鍺揮發(fā)的控制條件為1)溫度條件溫度為1150～1250℃；2)還原氣氛通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)與引風(fēng)的風(fēng)門大小，使?fàn)t膛內(nèi)煤層上方的空氣流中的氧氣含量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)3～5％，原料中的以二氧化鍺形式存在的鍺經(jīng)過(guò)碳粒及一氧化碳的還原反應(yīng)后生成一氧化鍺，一氧化鍺在此溫度下?lián)]發(fā)逸出，進(jìn)入煙氣管道；3)氧化氣氛隨鼓風(fēng)鼓入爐內(nèi)的空氣中的氧氣，作為氧化劑，造成氧化性氣氛，當(dāng)氣態(tài)一氧化鍺隨著同時(shí)揮發(fā)出來(lái)的煙塵顆粒遇到煙氣管中的過(guò)量氧氣，又被過(guò)量的氧氣氧化成了二氧化鍺；二氧化鍺通過(guò)冷卻器使溫度降低，生成的二氧化鍺變成了固態(tài)，附在了煙塵顆粒的表面上，富鍺的煙塵顆粒經(jīng)過(guò)靜電除塵器后，附著在了靜電除塵器上，收集富鍺的靜電塵，即得到鍺精礦。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火法從褐煤中提取鍺的方法，其特征在于入爐料的發(fā)熱值 不低于10450kj/kg、灰分不高于55%。
全文摘要
本發(fā)明一種火法從褐煤中提取鍺的方法，其特征在于含鍺褐煤在立窯爐的火法冶煉過(guò)程中揮發(fā)鍺，使鍺揮發(fā)的控制條件為溫度為1150～1250℃；適合的還原氣氛，二氧化鍺形式存在的鍺經(jīng)過(guò)碳粒及一氧化碳的還原反應(yīng)后生成一氧化鍺；適合的氧化氣氛使一氧化鍺隨著同時(shí)揮發(fā)出來(lái)的煙塵顆粒遇到煙氣管中的過(guò)量氧氣氧化成了二氧化鍺；二氧化鍺通過(guò)冷卻器使溫度降低，生成的二氧化鍺變成了固態(tài)，附在了煙塵顆粒的表面上，富鍺的煙塵顆粒經(jīng)過(guò)靜電除塵器后，附著在了靜電除塵器上，收集富鍺的靜電塵，即得到鍺精礦。本發(fā)明工藝技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、提鍺成本較低，比起鏈條爐提鍺工藝及其它的提鍺方法，具有鍺的揮發(fā)效率高、靜電塵的直收率高、靜電塵的含鍺品位高、產(chǎn)出靜電塵的后期濕法處理收率高、易于后續(xù)加工等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B41/00GK101413063SQ200810233658
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者李巴克, 葛啟明 申請(qǐng)人:云南藍(lán)灣礦業(yè)有限公司