CN103993178A - 从含锗光纤废料中回收锗的方法 - Google Patents

Abstract

从含锗光纤废料中回收锗的方法，涉及废料回收技术，属于冶金化工技术领域，具体涉及从含锗的光纤废料中回收锗的方法。先将含锗光纤废料进行球磨粉碎，取粉碎后细料进行依次进行加碱焙烧、浸出、固液分离、沉锗和锗的富集步骤。本发明收率高、工艺操作简单、设备投资小、生产成本低、不产生二次污染。

Description

从含锗光纤废料中回收锗的方法

技术领域

本发明涉及废料回收技术，属于冶金化工技术领域，具体涉及从含锗的光纤废料中回收锗的方法。

背景技术

随着锗的用途的广泛拓宽，锗被大量用作制造光导纤维的原料。据统计，近年锗在光导纤维中的应用以占全世界用量的42%～45%。因此废料也就越来越多。由于锗的资源十分短缺，光导纤维废料中又含有大量的锗。在生产光棒时锗的化合物与硅的化合物一道反应后，锗被大量的二氧化硅胶体吸附或包裹，这种废料用一般的工业酸反应几乎无法提炼锗，要提炼锗必须打破二氧化硅胶体的保护，用碱处理后直接蒸馏效果仍不理想，回收率都在80%以下。因此合理回收综合利用光导纤维废料中的锗已成为很重要的课题。

常见含锗光纤废料的回收方法是高温还原挥发法、氢氟酸浸法和单纯加碱焙烧蒸馏法来回收锗。

1、高温还原挥发法：即在此物料中加入碳粉，混合均匀，放在炉内加热到600～800℃，并通入惰性气体或使加热炉减压，使锗以GeO形态挥发出来，用捕集器捕集GeO。该工艺设备比较复杂，且过程难以控制。

2、氢氟酸浸出法：由于二氧化硅的包裹，先用氢氟酸浸出，破坏二氧化硅对锗的包裹，然后对浸出液调pH值后用栲胶沉淀锗，烘干焙烧后氯化蒸馏提锗。该工艺锗浸出率高，但生产链比较长，成本比较高，且由于过程中使用了大量的氢氟酸，无论是浸出设备还是蒸馏设备，都会被严重腐蚀。

3、单纯加碱焙烧蒸馏法：将此物料加纯碱拌匀，高温焙烧破碎后直接蒸馏。该工艺蒸馏酸耗大，锗直收率低于80%，不经济。

发明内容

本发明目的是提出一种收率高、工艺操作简单、设备投资小、生产成本低、不产生二次污染的从含锗光纤废料中回收锗的方法。

本发明技术方案是：先将含锗光纤废料进行球磨粉碎，取粉碎后细料进行依次进行加碱焙烧、浸出、固液分离、沉锗和锗的富集步骤。

本发明的优越点：

1、通过球磨和加碱焙烧，将紧密结合的氧化硅和氧化锗都转化成能够水溶的锗酸钠和硅酸钠。

2.通过浸出、固液分离和沉锗等工序，将硅锗转化过程中加入的大量碱与锗进行了分离，既提高了产品锗富集物的品位，也大大节约了后续蒸馏工序的酸消耗。

3.本发明工艺采用火湿法联合工艺，生产效率高，锗直收率大于90%，可直接得到含锗10%以上的锗富集物，利于后续生产和提纯锗。

4、本发明具有明显的清洁特征：辅材中仅使用纯碱和三氯化铁，没有带入重金属或有机物等污染物，因此污水环保处理工艺简单，处理后水返回生产使用，污水沉淀渣仅含硅、铁、钠，可作为一般工业废物送生产建材产品等等。

具体地，本发明所述球磨是：采用球磨机对含锗光纤废料进行干磨，干磨后过150目筛，取过筛的粉碎后细料。

所述加碱焙烧是：将粉碎后细料和纯碱以重量比为1:1.2的比例混合后，置于850℃恒温焙烧6小时。

所述浸出是：将加碱焙烧后形成的物料与水以重量比1:3的比例混合后加热至沸腾，搅拌条件下浸出处理6小时。

所述固液分离是将浸出后的溶液静置至溶液温度低于40℃后，泵出含锗清液；下层沉淀采用离心分离，也能取得含锗清液，将离心后的渣质置于烘箱120℃恒温8小时后返回加碱焙烧。

所述沉锗是：在固液分离后的含锗清液中加入三氯化铁，经搅拌反应后静置。可使上清液含锗低于10ug/ml。进一步地，所述含锗清液中的锗质量与三氯化铁的投料质量比为1:15。

所述锗的富集是：固液分离出上清液后，将沉沉物放入电炉中120℃恒温12小时，取得锗的富集成品。

具体实施方式

操作步骤：球磨、加碱焙烧、浸出、固液分离、沉锗、锗富集物。

1、球磨：将含锗光纤废料采用球磨机干磨，磨后过150目筛，取得粉碎后细料。

2、加碱焙烧：将粉碎后细料与纯碱按重量比1:1.2的比例搅拌均匀后装入不锈钢料盘，放入箱型电阻炉，于炉内温度为850℃的条件下恒温焙烧6小时，使氧化硅转换成硅酸钠，氧化锗转化成锗酸钠。

3、浸出：将焙烧后的物料放入浸出池中，按物料与水的重量比为1:3的比例加水，并加热至沸腾，搅拌条件下浸出处理6小时。

4、固液分离：将浸出后的溶液静置12小时以上，待溶液温度低于40℃后，将含锗的清液直接用泵打出进入沉锗工序；浸出池底部少量渣液使用离心机固液分离，取得的含锗的清液也进入沉锗工序，将离心后的渣质置于烘箱120℃恒温8小时后返回上述步骤2加碱焙烧。

5、沉锗：将步骤4的两组含锗清液合并后放入浸出池进行搅拌，分析计算溶液中含锗量，按锗元素与三氯化铁的重量比为1:15的比例向溶液中加入三氯化铁溶液，加完后搅拌1小时，溶液静置12小时以上，取样分析上清液含锗量，如含锗量低于10ug/ml，则进入后道工序。

6、锗富的富集：将合格的沉锗上清液排放至水处理站中和环保处理，处理后水可返回生产用，污水沉淀渣仅含硅、铁、钠，可作为一般工业废物送生产建材产品等等。

沉锗后底层含锗渣液混合物用离心机进行固液分离，分离出滤渣为锗富集物，放入电炉中120℃恒温12小时，产出物料含锗品位>10%，可作为锗原料出售或者进入蒸馏、精馏、水解工序生产高纯氧化锗。 

Claims (8)

1.从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于先将含锗光纤废料进行球磨粉碎，取粉碎后细料进行依次进行加碱焙烧、浸出、固液分离、沉锗和锗的富集步骤。

2.根据权利要求1所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述球磨是：采用球磨机对含锗光纤废料进行干磨，干磨后过150目筛，取过筛的粉碎后细料。

3.根据权利要求1所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述加碱焙烧是：将粉碎后细料和纯碱以重量比为1:1.2的比例混合后，置于850℃恒温焙烧6小时。

4.根据权利要求1所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述浸出是：将加碱焙烧后形成的物料与水以重量比1:3的比例混合后加热至沸腾，搅拌条件下浸出处理6小时。

5.根据权利要求1所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述固液分离是：将浸出后的溶液静置至溶液温度低于40℃后，泵出含锗清液；下层沉淀采用离心分离，取得含锗清液，将离心后的渣质置于烘箱120℃恒温8小时后返回加碱焙烧。

6.根据权利要求1所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述沉锗是：在固液分离后的含锗清液中加入三氯化铁，经搅拌反应后静置。

7.根据权利要求6所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述含锗清液中的锗质量与三氯化铁的投料质量比为1:15。

8.根据权利要求1所述从含锗光纤废料中回收锗的方法，其特征在于所述锗的富集是：固液分离出上清液后，将沉沉物放入电炉中120℃恒温12小时，取得锗的富集成品。