CN101418373A - 一种从氯化蒸馏渣中提取锗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种从氯化蒸馏渣中提取锗的方法。经一次碱浸、二次碱浸、除硅、硅渣碱浸、沉锗、烘干灼烧、氯化蒸馏等工艺。锗浸出率>85%,除硅率>95%,沉锗率>95%,锗的回收率>70%。本发明的氯化蒸馏渣中的锗提取方法,年处理氯化渣2000余吨,回收锗(以GeCl4中Ge计)1吨余,获利税450万元。解决了碱液中硅锗分离,锗沉淀技术等问题。本发明的运用,为从氯化蒸馏渣中锗的提取开辟了一条合理的途径,减少了废渣的堆存,合理的利用了资源,减少了工作时间,间接地降低了生产成本,使沉淀锗成本由原栲胶(价格高)沉锗695元/kg Ge降为370元/kg Ge。
Description
技术领域
本发明涉及锗提取技术领域,具体地说是一种从氯化蒸馏渣中提取锗的方法。
背景技术
氯化蒸馏渣是锗的氯化生产过程中产生的废渣,含Ge0.1~0.8%。酸渣虽然含锗品位高,同时也含有大量的氯化物和二氧化硅。目前多数冶炼厂采用鼓风炉、烧煤土炉、回转窑进行火法回收处理,因锗回收率低,设备受腐蚀严重,处理成本高而停止了回收处理工作,将酸渣堆存。随着生产规模的扩大,酸渣的堆存量也随之增大。酸渣在堆存过程中,造成环境污染和资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种从氯化蒸馏渣中提取锗的方法,提高了资源利用率,同时治理了酸渣对环境的污染。
氯化蒸馏渣的性质:本发明处理的是两种氯化蒸馏渣:一种是未加石灰中和处理直接堆放的渣;一种是加石灰中和后堆放的渣,以下分别叙述。
1、未加石灰中和的氯化蒸馏渣称为酸渣(为强酸性渣)。渣的形成是含锗的烟尘,锗精矿通过氯化蒸馏生产过程,90%的酸溶锗以四氯化锗形态提取,锗烟尘和锗精矿中的锗约5%以类质同相夹在硅酸盐中,形成硅锗酸盐,另有约2%的锗以四方晶体形态存在于锗烟尘和锗精矿中,盐酸对这两种形态的锗是不起作用的,所以这两部份锗以酸不溶锗形态留存于氯化蒸馏渣中。
表1:酸渣中锗的化学物相分析数据如下(占总锗%)
2、加石灰中和后的氯化蒸馏渣称为钙渣(为强碱性渣),是氯化蒸馏的渣为了便于运输和堆存加入过量石灰中和处理后的渣。在大量的石灰作用下,渣中硅锗酸盐的锗部份转化为锗酸钙形态,其余锗仍以硅锗酸盐、四方晶体锗形态仍存在渣中。
表2:钙渣中锗的化学物相分析数据如下(占总锗%)
对于上述两种废渣酸渣和钙渣本发明从中提取锗的方法按以下步骤进行:
1、对于氯化蒸馏酸渣,按以下步骤进行:
1)一次碱浸:100kg酸渣加25~30kg氢氧化钠(碱),氢氧化钠浓度为5~8%,加水或沉锗后的滤液使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1~1.5小时,进行固液分离,滤液除硅,碱渣进二次碱浸;
2)二次碱浸:一次碱渣2000kg加氢氧化钠100~120kg,氢氧化钠浓度为1.5~2%,加水使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌浸出1~1.5小时,进行固液分离,滤液和一次碱浸液和并后除硅,二次碱渣进人火法回收锗生产系统;
3)除硅:用氯化蒸馏后的废盐酸(或盐酸、硫酸等)加入一次碱浸和二次碱浸混合滤液中,酸浓度为:2.5~3.0mol/L,温度>90℃,调pH=8.8~9.2,然后进行固液分离,硅渣进行碱浸;
4)硅渣碱浸:硅渣2000kg加氢氧化钠125~130Kg,氢氧化钠浓度为1.8~2%,加水使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌1~1.5小时,进行固液分离,滤液和一次碱液合并后除硅,碱渣进入火法回收锗生产系统;
5)沉锗:除硅后碱浸液用氢氧化钠或盐酸调PH为6.5~6.8,搅拌加热,温度>90℃,静止30~40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段;
6)烘干灼烧:温度450-550℃,烘干灼烧一小时后为锗精矿,含锗2~3%;
7)氯化蒸馏:锗精矿进入氯化蒸馏车间,按100kg锗精矿加300~320kg工业盐酸,加热进行氯化蒸馏回收GeCl4,氯化蒸馏渣返回一次碱浸。
2、对于氯化蒸馏钙渣,按以下步骤进行:
1)酸浸:用盐酸(或氯化蒸馏后的废盐酸),酸浓度=4.5~5.0mol/L,100kg钙渣加盐酸150~160kg,加酸后加热至80℃,40分钟,测pH,保持pH<2(pH>2时,应补加酸),加含有2000~2100g骨胶的溶液除硅30~35分钟,加水至固:液=1:6~7,进行固液分离,液体与除硅后碱浸液混合沉锗,酸浸渣进入一次碱浸;
2)碱浸:一次碱浸,3000kg酸浸渣加氢氧化钠250~280kg,氢氧化钠浓度为8.3~9%,加水或沉锗后的滤液使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1~1.5小时,进行固液分离,滤液进入除硅,碱渣进行二次碱浸;
二次碱浸、碱液除硅、硅渣碱浸、等后续工序均与实施例1相同。
其中沉锗工序为:除硅后酸浸液:除硅后碱浸液=1:7~8,用浓度为10~12%氢氧化钠液调PH=6.5~6.8,搅拌加热,温度>90℃,静止30~40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段。
本发明的方法具有以下特点:
1、酸渣由于含硅酸盐较高,而硅酸盐不溶于酸易溶于碱的特性,采用碱熔融后水浸出,或者是碱溶液浸出的方法回收锗。碱熔融酸渣效果较好,可回收酸渣中90~95%的锗;碱溶液浸出(可利用现有的生产设备进行处理),溶解90%硅锗酸盐中的锗,四方晶体锗很难溶出,酸渣中锗浸出率70~85%,在碱浸出过程中,硅锗酸盐中的锗生成偏锗酸盐,能较好的溶于水中,便于提取。
2、钙渣中的锗大部份呈锗酸钙盐形态存在,锗酸钙盐很稳定,在一般高温很难溶解,利用钙盐易溶于酸的特性,用强酸溶解钙盐、再用碱溶解硅锗酸盐对钙渣中锗(Ge)进行回收,可提取钙渣中70~80%的锗,提取了锗酸钙和硅锗酸盐中大部份锗而四方晶体锗仍留存于渣中。
3、碱浸液的净化(除硅):由于酸渣中含二氧化硅>50%以上,采用强碱处理后,酸渣中二氧化硅浸出20~40%。浸出的这部分二氧化硅以硅酸钠形态存在于碱浸出液中,液中SiO2:Ge>50:1。由于过高的硅酸钠存在,造成生产过程中的固液分离困难及锗精矿含锗品位下降,本工艺进行了脱硅处理。选择了最佳除硅条件,对碱浸液中的Na2SiO3进行了脱除。经除硅后,碱浸液中的95%以上的硅酸钠与锗分离,除硅率>90%,锗损失率<5%,溶液中SiO2:Ge=3:1,除硅同时,碱浸液中其它一些物质也随之与SiO2共沉淀而与锗分离除去,通过除硅工艺,达到了净化沉锗前液的目的,给沉锗工段创造了好的条件,提高了锗精矿含锗品位,提高了锗的氯化蒸出率,除硅与未除硅的锗精矿对此数据见下表:
表4
钙渣的酸浸液除硅选择了传统的在酸性条件下加骨胶除硅工艺,同样也取得了较好的效果。
本发明的氯化蒸馏渣中的锗提取方法,年处理氯化渣2000余吨,回收锗(以GeCl4中Ge计)1吨余,获利税450万元。解决了碱液中硅锗分离,锗沉淀技术等问题。本发明的运用,为从氯化蒸馏渣中锗的提取开辟了一条合理的途径,减少了废渣的堆存,合理的利用了资源,减少了工作时间,间接地降低了生产成本,使沉淀锗成本由原栲胶(价格高)沉锗695元/kg Ge降为370元/kgGe,在取得经济效益的同时,也取得了很好的社会效益。
具体实施方式
实施例1:
从酸渣中提取锗,按以下步骤进行:
1)一次碱浸:100kg酸渣加25kg氢氧化钠(碱),加水(或沉锗后的滤液),使固液比=1:6,氢氧化钠浓度为5%,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1小时,进行固液分离,滤液除硅,碱渣进二次碱浸;
2)二次碱浸:一次碱渣2000kg加氢氧化钠100kg,加水使固液比=1:6,氢氧化钠浓度为1.5%,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌浸出1小时;进行固液分离,滤液和一次碱浸液和并后除硅,二次碱渣进人火法回收锗生产系统;
3)除硅:用氯化蒸馏后的废盐酸,酸浓度:2.5~3.0mol/L,加入一次碱浸和二次碱浸混合滤液中,搅拌加热,温度>90℃,调pH=9.0,进行固液分离,硅渣进行碱浸;
4)硅渣碱浸:硅渣2000kg加氢氧化钠125Kg,氢氧化钠浓度=1.8%,加水使固液比=1:6,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌1小时;进行固液分离,滤液和一次碱液合并后除硅,碱渣进入火法回收锗生产系统;
5)沉锗:除硅后碱浸液用氢氧化钠或盐酸调PH为6.5,搅拌加热,温度>90℃,静止30~40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段;
6)灼烧:温度450-550℃,烘干灼烧一小时后为锗精矿,含锗2~3%。
7)氯化蒸馏:锗精矿进入氯化蒸馏车间,按100kg锗精矿加300kg工业盐酸,加热进行氯化蒸馏回收GeCl4,氯化蒸馏渣返回一次碱浸。
实施例2:
从酸渣中提取锗,按以下步骤进行:
1)一次碱浸:100kg酸渣加30kg氢氧化钠,氢氧化钠浓度为8%,加水(或沉锗后的滤液),使固液比=1:7,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1.5小时,进行固液分离,滤液除硅,碱渣进二次碱浸;
2)二次碱浸:一次碱渣2000kg加氢氧化钠120kg,氢氧化钠浓度为2%,加水使固液比=1:7,温度>90℃,温度达到后搅拌浸出1.5小时,进行固液分离,滤液和一次碱浸液和并后除硅,二次碱渣进人火法回收锗生产系统;
3)除硅:用氯化蒸馏后的废盐酸(或盐酸、硫酸等)加入一次碱浸和二次碱浸混合滤液中,酸浓度为:3.0mol/L,搅拌加热,温度>90℃,调pH=8.8,然后进行固液分离,硅渣进行碱浸;
4)硅渣碱浸:硅渣2000kg加氢氧化钠130Kg氢氧化钠浓度为2%,,加水使固液比=1:7,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌1.5小时,进行固液分离,滤液和一次碱液合并后除硅,碱渣进入火法回收锗生产系统;
5)沉锗:除硅后碱浸液用氢氧化钠或盐酸调PH为6.8,搅拌加热,温度>90℃,静止30~40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段;
6)烘干灼烧:温度450-550℃,烘干灼烧一小时后为锗精矿,含锗2~3%;
7)氯化蒸馏:锗精矿进入氯化蒸馏车间,按100kg锗精矿加320kg工业盐酸,加热进行氯化蒸馏回收GeCl4,氯化蒸馏渣返回一次碱浸。
实施例3:
从钙渣中提取锗,按以下步骤进行:
1)酸浸:用盐酸(或氯化蒸馏后的废盐酸),酸浓度=4.5mol/L,100kg钙渣加盐酸150kg,加酸后加热至80℃,40分钟,测pH,保持pH<2(pH>2时,应补加酸),加含有2000g骨胶的溶液除硅30分钟,加水至固:液=1:6,进行固液分离,液体与除硅后碱浸液混合沉锗,酸浸渣进入一次碱浸;
2)碱浸:一次碱浸,3000kg酸浸渣加氢氧化钠250~280kg,碱浓度为8.3%,加水(或沉锗后的滤液),使固液比=1:6,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1小时,进行固液分离,滤液进入除硅,碱渣进行二次碱浸;
二次碱浸、碱液除硅、硅渣碱浸、等后续工序均与实施例1或实施例2相同。
其中沉锗工序为:除硅后酸浸液:除硅后碱浸液=1:7,用浓度为10%氢氧化钠液调PH=6.5,搅拌加热,温度>90℃,静止30分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段。
实施例4:
从钙渣中提取锗,按以下步骤进行:
1)酸浸:用盐酸(或氯化蒸馏后的废盐酸),酸浓度=4.5~5.0mol/L,100kg钙渣加盐酸160kg,加酸后加热至80℃,40分钟,测pH,保持pH<2(pH>2时,应补加酸),加含有2100g骨胶的溶液除硅35分钟,加水至固:液=1:7,进行固液分离,液体与除硅后碱浸液混合沉锗,酸浸渣进入一次碱浸;
2)碱浸:一次碱浸,3000kg酸浸渣加氢氧化钠280kg,氢氧化钠浓度为9%,加水使固液比=1:7,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1小时,进行固液分离,滤液进入除硅,碱渣进行二次碱浸;
二次碱浸、碱液除硅、硅渣碱浸、等后续工序均与实施例1或实施例2相同。
其中沉锗工序为:除硅后酸浸液:除硅后碱浸液=1:8,用浓度为12%氢氧化钠液调pH=6.8,搅拌加热,搅拌加热,温度>90℃,静止40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段。
各段技术指标数据见下表:
Claims (3)
1、一种从氯化蒸馏渣中提取锗的方法,其特征在于:
(1)对于氯化蒸馏酸渣,按以下步骤进行:
1)一次碱浸:100kg酸渣加25~30kg氢氧化钠,加水或沉锗后的滤液使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1~1.5小时,进行固液分离,滤液除硅,碱渣进二次碱浸;
2)二次碱浸:一次碱渣2000kg加氢氧化钠100~120kg,加水使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌浸出1~1.5小时,进行固液分离,滤液和一次碱浸液和并后除硅,二次碱渣进人火法回收锗生产系统;
3)除硅:用盐酸或硫酸,或者氯化蒸馏后的废盐酸,加入一次碱浸和二次碱浸混合滤液中,搅拌加热,温度>90℃,调pH=8.8~9.2,然后进行固液分离,硅渣进行碱浸;
4)硅渣碱浸:硅渣2000kg加氢氧化钠125~130Kg,加水使固液比=1:6~7,搅拌加热,温度>90℃,温度达到后搅拌1~1.5小时,进行固液分离,滤液和一次碱液合并后除硅,碱渣进入火法回收锗生产系统;
5)沉锗:除硅后碱浸液用氢氧化钠或盐酸调PH为6.5~6.8,搅拌加热,温度>90℃,静止30~40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段;
6)烘干灼烧:温度450-550℃,烘干灼烧一小时后为锗精矿,含锗2~3%;
7)氯化蒸馏:锗精矿进入氯化蒸馏车间,按100kg锗精矿加300~320kg工业盐酸,加热进行氯化蒸馏回收GeCl4,氯化蒸馏渣返回一次碱浸;
(2)对于氯化蒸馏钙渣,按以下步骤进行:
1)酸浸:用盐酸或硫酸,或者氯化蒸馏后的废盐酸,100kg钙渣加盐酸150~160kg,加酸后加热至80℃,40分钟,测pH,保持pH<2,加含有2000~2100g骨胶的溶液除硅30~35分钟,加水至固:液=1:6~7,进行固液分离,液体与除硅后碱浸液混合沉锗,酸浸渣进入一次碱浸;
2)碱浸:一次碱浸,3000kg酸浸渣加氢氧化钠250~280kg,加水或沉锗后的滤液使固液比=1:6~7搅拌加热,温度>90℃,达到温度后搅拌浸出1~1.5小时,进行固液分离,滤液进入除硅,碱渣进行二次碱浸;
二次碱浸、碱液除硅、硅渣碱浸、烘干灼烧、氯化蒸馏工序均与上述相同;
其中沉锗工序为:除硅后酸浸液:除硅后碱浸液=1:7~8,用氢氧化钠调PH=6.5~6.8,搅拌加热,温度>90℃,静止30~40分钟,进行固液分离,滤液进入一次碱浸,含锗物进入烘干灼烧段。
2、根据权利要求1所述的从氯化蒸馏渣中提取锗的方法,其特征在于所述的氢氧化钠浓度为1.5~12%。
3、根据权利要求1所述的从氯化蒸馏渣中提取锗的方法,其特征在于所述的盐酸或硫酸、或者氯化蒸馏后的废盐酸的浓度为:2.5~5.0mol/L。
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Denomination of invention: A method of extracting germanium from chlorinated distillation residue Effective date of registration: 20230208 Granted publication date: 20100901 Pledgee: CITIC Bank Limited by Share Ltd. Kunming branch Pledgor: YUNNAN ZHONGKE XINYUAN CRYSTALLINE MATERIAL Co.,Ltd.|YUNNAN LINCANG XINYUAN GERMANIUM INDUSTRY Co.,Ltd.|YUNNAN DONGCHANG METAL PROCESSING Co.,Ltd.|KUNMING YUNZHE HIGH-TECH Co.,Ltd. Registration number: Y2023530000003 |
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