CN103540755B - 一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，特别适用于中性和酸性的复杂多成分的低浓度含锗溶液，通过向Ge含量小于30mg/L的含锗溶液中添加硅试剂，生成硅胶，利用锗具有“亲硅”的性质，使得溶液中的91%以上的锗被硅胶吸附富集，然后通过过滤反应溶液，得到含锗2%以上的锗精矿。本发明工艺过程简单，成本低，且锗与其它金属离子分离效果好，锗富集比高，适用于工业化应用。

Description

一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法
技术领域
本发明公开了一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法；属于化学分离技术领域。
背景技术
锗是重要的稀散金属之一，其性能独特，主要用于制造电子工业的半导体器件、红外、光纤与化工催化剂的方面，是支撑当代高新技术的支撑材料之一。由于锗分布过于分散，其提取难度较大，因而科技工作者一直都很重视锗的提取研究。
对于含锗溶液中锗的回收，通常主要采用萃取的方法处理，如专利CN1552923A公开了一种用三辛胺从含锗酸性溶液中萃取、NaOH反萃的锗的富集方法，采用该方法，锗的萃取率可达95%-97%，锗的富集比可达15-30倍，但其仅适用于Ge含量大于30mg的酸性溶液，对于低浓度含Ge溶液处理效果不佳。此外，也有研究人员采用沉淀吸附的方法从溶液中回收锗，如专利CN101892387A公开了一种综合回收水解母液和洗水中锗的方法，通过调节不同pH值（pH>7）使得三氯化铁充分水解吸附液相中的锗，过滤后得到含锗滤渣，锗回收率可达98.5%以上，但工艺流程较长，耗时长达72h以上，并且仅适用于溶液成分较为简单的情况，对于多金属溶液，由于杂质金属离子的沉淀，势必造成锗富集效果不佳的情况。
因此，现有从溶液中回收锗的方法存在诸多不足，如适用范围较窄、流程较长、富集效果不佳等问题，业界迫切需要开发新的溶液中锗的回收方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、锗回收率高、适用范围较宽的从低浓度含锗溶液中富集锗的方法。
本发明所述的从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，具体步骤如下：
第一步：将低浓度含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至30-80℃；
第二步：然后再往反应釜中加入硅试剂，控制硅试剂与溶液中锗的物质的量之比为5:1-20:1，继续搅拌反应1-4h；
第三步：结束反应并过滤分离，将所得的滤渣干燥，获得富锗混合物，其锗含量可达2%以上。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，所述的含锗溶液为含多种金属离子溶液。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，所述的含锗溶液为单一锗溶液。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，所述的含锗溶液中锗含量大于或等于0.5mg/L。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，其特征在于：所述的低浓度含锗溶液中锗含量为0.5mg/L-30mg/L。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，所述的含锗溶液的pH值小于10。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，第二步中所用的硅试剂为水溶性无机硅酸盐。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，所述的水溶性无机硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠或偏硅酸钾中的一种。
一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，锗的回收率和所得锗精矿中的锗含量通过硅试剂的加入量来控制。
本发明由于采用上述技术方案，在搅拌、加热的条件下将水溶性无机硅酸盐投加到低浓度含锗溶液中，生成活性高，比表面积大，吸附能力极强的新生态硅胶，其饱和吸附量超过普通硅胶的30-50%以上，从而，实现低浓度含锗溶液中锗的高效富集。
与已有的从溶液中回收锗的方法相比较，本发明具有以下优点：
（1）可处理低浓度含锗溶液，锗回收率高。
（2）可处理多金属离子的含锗溶液，锗分离效果好，富集比高。
（3）工艺过程简单，无复杂特殊装备要求，易于生产应用。
（4）与萃取工艺相比，本工艺无需使用有机物，无有毒有害试剂消耗，因而，不会产生环境污染。
本发明工艺过程简单，成本低，且锗与其它金属离子分离效果好，锗富集比高，适用于工业化应用。
具体实施方式
实施例1：
将1000ml pH为3，含锗12mg/L、铜220mg/L、锌326mg/L、铁48mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至50℃，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸钠溶液，控制硅酸钠与Ge的物质的量之比为12。加料完成后，继续保温反应2h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料约0.24克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为4.84%，锗的回收率可达96.32%。
实施例2：
将1000ml pH为3，含锗12mg/L、铜220mg/L、锌326mg/L、铁48mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至70℃，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸钠溶液，控制硅酸钠与Ge的物质的量之比为7。加料完成后，继续保温反应3h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料约0.17克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为6.34%，锗的回收率可达91.32%。
实施例3：
将1000ml pH为3，含锗12mg/L、铜220mg/L、锌326mg/L、铁48mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至35℃，然后向溶液中加入0.25mol/L偏硅酸钠溶液，控制偏硅酸钠与Ge的物质的量之比为18。加料完成后，继续保温反应2h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料约0.42克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为2.84%，锗的回收率可达99.12%。
实施例4：
将1000ml pH为2，含锗68mg/L、铜132mg/L、锌278mg/L、铁53mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至60℃，然后向溶液中加入0.25mol/L硅酸钾溶液，控制硅酸钾与Ge的物质的量之比为15。加料完成后，继续保温反应4h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料约1.26克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为5.26%，锗的回收率可达97.15%。
实施例5：
将1000ml pH为6，含锗3mg/L、铜17mg/L、锌26mg/L、铁3mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至80℃，然后向溶液中加入0.1mol/L偏硅酸钾溶液，控制偏硅酸钾与Ge的物质的量之比为12。加料完成后，继续保温反应2h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料0.088克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为3.16%，锗的回收率可达93.32%。
实施例6：
将1000ml pH为1，含锗212mg/L、铜646mg/L、锌522mg/L、铁242mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至30℃，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸钠溶液，控制硅酸钠与Ge的物质的量之比为14。加料完成后，继续保温反应4h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料约6.16克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为3.34%，锗的回收率可达97.14%。
实施例7：
将1000ml pH为5，含锗0.55mg/L、铜6mg/L、锌5mg/L、铁12mg/L的含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至30℃，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸钠溶液，控制硅酸钠与Ge的物质的量之比为18。加料完成后，继续保温反应4h停止反应，真空抽滤，所得滤渣干燥后，即可得到富锗物料约0.018克，采用萃取分离苯芴酮分光光度法（GB/T8151.13-2000）测得富锗物料中，锗的质量百分含量约为2.84%，锗的回收率可达95.25%。
以上实施例表明，本发明对溶液中锗的回收具有良好的效果，特别是针对低浓度、多金属成分的复杂含锗溶液。

Claims (3)

1.一种从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，具体步骤如下：
第一步：将低浓度含锗溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，并升温至30-80℃；
第二步：往反应釜中加入硅试剂，控制硅试剂与溶液中锗的物质的量的比为5:1-20:1，继续搅拌反应1-4h；
第三步：结束反应并过滤分离，将所得的滤渣干燥，获得富锗物料；
所述的低浓度含锗溶液中锗含量大于等于0.5mg/L；
第二步中所用的硅试剂为水溶性无机硅酸盐；
所述的水溶性无机硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠或偏硅酸钾中的一种；
所述的低浓度含锗溶液的pH值小于10。
2.根据权利要求1所述的从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，其特征在于：所述的低浓度含锗溶液中锗含量为0.5mg/L-30mg/L。
3.根据权利要求1所述的从低浓度含锗溶液中富集锗的方法，其特征在于：锗的回收率达91％以上,锗的回收率和所得富锗物料中锗的含量可通过硅试剂的加入量来调整。
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