專(zhuān)利名稱(chēng)：一種從鍺煙塵中微波加熱堿熔回收鍺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從鍺煙塵中微波加熱堿熔回收鍺的方法，屬于冶金化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在光纖、紅外光學(xué)、太陽(yáng)電池等領(lǐng)域，鍺占據(jù)越來(lái)越重要的地位。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家大都將鍺列為國(guó)防儲(chǔ)備資源。我國(guó)幾乎沒(méi)有獨(dú)立的鍺礦，鍺幾乎全部是從有色金屬伴生礦和煤礦中回收得到的。鍺的回收率低長(zhǎng)期以來(lái)嚴(yán)重制約了鍺的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用。目前針對(duì)不同含鍺物料，所采用的回收鍺的方法主要有硫酸浸出法、氯化浸出蒸餾法、堿浸法、氫氟酸法、萃取法、還原法和微生物浸出法等。其中，浸鋅渣和冶鋅、鉛和銅廢渣多采用硫酸浸出法的方法回收鍺，硫酸浸出法可以分為常壓硫酸浸出法和高壓硫酸浸出法。硫酸浸出法的過(guò)程一般是先將含鍺物料富集鍺處理后，在65°C以上的溫度，用濃度 100g/L以上的硫酸浸出，浸出時(shí)間一般是3 5小時(shí)。浸出過(guò)程中鍺通過(guò)含鍺物料與硫酸溶液的反應(yīng)轉(zhuǎn)入到溶液中。其主要反應(yīng)如下
Ge4++2SOf ^Ge(SO4)2(1)
2ZnO +SiO2 — Zn 2Si04(2 )
Zn2SiO4+H2SO4 2ZnSO + + Si(OH)4(3)
目前鍺的浸出率一般在50%左右。不溶解的鍺多以SiO2-GeO2形式存在，浸出過(guò)程會(huì)產(chǎn)生Si (OH)4的多聚體，產(chǎn)生的Si (OH)4越多，吸附性越強(qiáng)，鍺的浸出率就越低。為了提高鍺的浸出率一般采用降低含鍺物料中硅含量的方法，但是現(xiàn)有的除硅技術(shù)很難把硅含量降低至洲以下。目前的研究表明高壓硫酸浸出法可以實(shí)現(xiàn)較高的鍺回收率(90%以上)，而且鍺回收過(guò)程實(shí)現(xiàn)無(wú)廢生產(chǎn)，但是該方法需要用耐腐蝕的高壓釜等特殊設(shè)備，投資較大，因此沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。氯化浸出蒸餾法適合處理鍺含量大于m的含鍺物料，鍺在HCl溶液中主要發(fā)生下列反應(yīng)
GeO2 +4HC1 4 GeCl4 +2H20(4)
GeS2 +4HC1 ^GeCl4+2H2St(5)
由于生成的GeCl4的沸點(diǎn)比一般氯化物的沸點(diǎn)低，所以可以采用蒸餾的方法使鍺與其他雜質(zhì)分離。浸出液固比約為3，HC1溶液濃度一般大于7mol/L，蒸餾溫度為110°C左右，蒸餾時(shí)間約半小時(shí)。堿浸法是將含鍺物料用氫氧化鈉或碳酸鈉在900°C下進(jìn)行氧化熔煉，熔煉過(guò)程主要發(fā)生下列反應(yīng)
GeO2 + 2NaOH ^ Na2GeO3 +H2O(6)
GeOJ +Na2CO3 ^Na2GeO3 +CO2(7)堿浸法工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低。但現(xiàn)有的堿浸法存在熔融溫度高，熔融時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決鍺的回收率低、現(xiàn)有堿浸法存在熔融溫度高、熔融時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種從鍺煙塵中微波加熱堿熔回收鍺的方法，通過(guò)微波加熱對(duì)鍺煙塵進(jìn)行堿熔處理， 將鍺煙塵中的鍺轉(zhuǎn)變?yōu)殒N酸鹽，再用熱水浸出，鍺酸鹽便溶解在堿浸液中，過(guò)濾后即為含鍺液。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種從鍺煙塵中微波加熱堿熔回收鍺的方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟
A.將含鍺煙塵與氫氧化鈉混合均勻成混合料；
B.將步驟A所得混合料，在微波下加熱得堿熔后的物料；
C.將步驟B所得堿熔后的物料加入到溫度為40 80°C的水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液。所述步驟A的含鍺煙塵是含鍺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 04 1%的鍺煙塵。所述步驟A的含鍺煙塵與氫氧化鈉是按含鍺煙塵與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 0. 5 2進(jìn)行混合。所述步驟B的微波加熱是在頻率為M50MHz下，加熱至150 400°C，再保溫0 20mino所述步驟C的堿熔后的物料與水按固液比為1 3 8進(jìn)行溶解。該方法所得鍺的回收率大于90%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
該方法步驟簡(jiǎn)單，易于操作；在微波加熱的條件下進(jìn)行堿熔，比現(xiàn)有方法中的堿熔溫度低500°C左右，同時(shí)具有堿熔速度快、水溶速度快、鍺的回收率高等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
A.將含鍺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.06%的含鍺煙塵(GeO. 06%、Pb 50. 54%, Zn 1. 56%、 Fe:l. 89%、Si :2. 15%)與氫氧化鈉按含鍺煙塵與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 1，混合均勻成混合料；
B.將步驟A所得混合料，在頻率為M50MHz的微波下加熱至260°C，再保溫Smin，得堿熔后的物料；
C.將步驟B所得堿熔后的物料按固液比為1 3加入到溫度為40°C的水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液，在此條件下鍺的回收率為96. 13%。。實(shí)施例2
A.將含鍺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 12%的含鍺煙塵(Ge 0. 12%、Pb 40. 24%、Zn 5. 66%、 Fe :3. 89%,Si :1. 85%)與氫氧化鈉按含鍺煙塵與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 1. 25，混合均勻成混合料；
B.將步驟A所得混合料，在頻率為M50MHz的微波下加熱至270°C，再保溫lOmin，得堿熔后的物料；
C.將步驟B所得堿熔后的物料按固液比為1 6加入到溫度為60°C的水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液，在此條件下鍺的回收率為95. 28%。實(shí)施例3
A.將含鍺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.04%的含鍺煙塵(Ge 0. 04%、Pb 46. 29%, Zn 3. 75%、 Fe :2. 54%, Si: 1. 98%)與氫氧化鈉按含鍺煙塵與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 0. 5，混合均勻成混合料；
B.將步驟A所得混合料，在頻率為M50MHz的微波下加熱至400°C，再保溫20min，得堿熔后的物料；
C.將步驟B所得堿熔后的物料按固液比為1 8加入到溫度為80°C的水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液，在此條件下鍺的回收率為94. 96%。實(shí)施例4
A.將含鍺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%的含鍺煙塵(Ge:1%、Pb:43. 24%、Zn: 5. 43%、Fe: 3. 82%、 Si :1. 49%)與氫氧化鈉按含鍺煙塵與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 2，混合均勻成混合料；
B.將步驟A所得混合料，在頻率為M50MHz的微波下加熱至150°C，得堿熔后的物料；
C.將步驟B所得堿熔后的物料按固液比為1 7加入到溫度為50°C的水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液，在此條件下鍺的回收率為96. 33%。
權(quán)利要求
1.一種從鍺煙塵中微波加熱堿熔回收鍺的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列各步驟A.將含鍺煙塵與氫氧化鈉混合均勻成混合料；B.將步驟A所得混合料，在微波下加熱得堿熔后的物料；C.將步驟B所得堿熔后的物料加入到溫度為40 80°C的水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A的含鍺煙塵是含鍺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 04 1%的鍺煙塵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A的含鍺煙塵與氫氧化鈉是按含鍺煙塵與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 0.5 2進(jìn)行混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B的微波加熱是在頻率為 2450MHz下，加熱至150 400°C，再保溫0 20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟C的堿熔后的物料與水按固液比為1 3 8進(jìn)行溶解。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從鍺煙塵中微波加熱堿熔回收鍺的方法，將含鍺煙塵與氫氧化鈉混合均勻成混合料；再在微波下加熱得堿熔后的物料；然后加入到熱水中，進(jìn)行溶解，溶解后再進(jìn)行過(guò)濾分離，棄去濾渣，即得到含鍺液。該方法步驟簡(jiǎn)單，易于操作；在微波加熱的條件下進(jìn)行堿熔，比現(xiàn)有方法中的堿熔溫度低500℃左右，同時(shí)具有堿熔速度快、水溶速度快、鍺的回收率高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B7/02GK102345017SQ20111029490
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者張澤彪, 彭金輝, 王萬(wàn)坤, 王仕興 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)