CN112981115A - 一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法 - Google Patents

一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法，该方法包括如下步骤：将含锗金刚砂废料与NaOH溶液浆化，加入双氧水进行氧化碱浸，得到金刚砂副产品和含锗浸出液；对含锗浸出液进行两步沉锗，第一步加硫酸，得到一次锗精矿；对一次沉锗后液进行二次沉锗，加入三氯化铁溶液，实现Fe3+/Ge4+共沉淀，得到二次锗精矿；二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。本工艺技术操作简单，工艺成本低，锗综合回收率高，环境污染小，易于大规模实际生产使用。

Description

一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法
技术领域
本发明涉及资源回收领域，尤其涉及一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法。
背景技术
金刚砂由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，常作锗单晶研磨料用。锗单晶进行研磨过程中会产生含锗金刚砂废料，该含锗金刚砂废料中锗含量高，具有较高的回收价值。目前，二次资源中提取锗的主要方法包括氯化蒸馏锗法、溶剂萃取锗法、离子交换锗法、沉锗法、氢氟酸溶解提锗法、碱浸提锗法以及生化提锗法。含锗金刚砂物料夹杂了活泼金属铁和铝，若直接用氯化蒸馏法处理，易产生爆炸性气体氢气，且反应剧烈不易控制。
所以，有必要设计一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种工艺技术流程简单、成本低，锗综合回收率高，环境污染小，易于大规模生产使用的从含锗金刚砂废料中回收锗的方法。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法，该方法包括如下步骤：
S1碱浸：将含锗金刚砂物料与NaOH溶液按照一定液固比浆化，然后加入质量分数为50%的双氧水，保温，搅拌，过滤得到浸出渣和浸出液；
S2一次沉锗：将S1得到的浸出液用硫酸调节pH，搅拌后进行过滤得到一次锗精矿和一次沉锗后液；
S3二次沉锗：将S2得到的一次沉锗后液，加入质量分数为30%的三氯化铁溶液，搅拌，然后调节溶液pH，搅拌后进行过滤得到二次锗精矿和二次沉锗后液；
S4深度处理：将二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。
作为本发明的进一步改进，含锗金刚砂废料中锗所占质量分数为5%~10%。
作为本发明的进一步改进，所述碱浸的NaOH溶液与含锗金刚砂废料的液固比为5~8:1，NaOH溶液的浓度为80~120g/L。
作为本发明的进一步改进，双氧水的加入量为含锗金刚砂废料质量的30~60%。
作为本发明的进一步改进，所述两次碱浸反应温度均控制在70~80℃，反应时间均控制在2~4h。
作为本发明的进一步改进，所述一次沉锗的pH均控制在8.5~9.5。
作为本发明的进一步改进，所述二次沉锗的pH均控制在8.5~9.5。
作为本发明的进一步改进，30%三氯化铁溶液的加入量为一次沉锗后液所含锗质量的15~20倍。
作为本发明的进一步改进，所述含锗金刚砂废料中有价金属包括锗、铁。
作为本发明的进一步改进，所述金刚砂副产品为碳化硅。
本发明提出一种从含锗金刚砂废料回收锗的方法，与现有技术相比，第一，氧化碱浸可选择性浸出锗，铁、铝等杂质浸出率低，锗综合回收率大于95%；第二，整个工艺过程操作简单，设备投资少，能耗低，环境污染低，便于大规模生产。
具体实施方式
本发明提出一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法，该方法包括如下步骤：
S1碱浸：将含锗金刚砂物料与NaOH溶液按照一定液固比浆化，然后加入质量分数为50%的双氧水，保温，搅拌，过滤得到浸出渣和浸出液；
S2一次沉锗：将S1得到的浸出液用硫酸调节pH，搅拌后进行过滤得到一次锗精矿和一次沉锗后液；
S3二次沉锗：将S2得到的一次沉锗后液，加入30%三氯化铁溶液，搅拌，然后调节溶液pH，搅拌后进行过滤得到二次锗精矿和二次沉锗后液；
S4深度处理：将二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。
实施例 1。
取含锗7%的金刚砂废料80g置于500ml烧杯中，按液固比5:1加入100g/L氢氧化钠溶液，待物料浆化后，按含锗金刚砂废料质量的50%加入50%双氧水，升温至75℃，保温反应2h，得到浸出渣和浸出液，Ge的浸出率大于99%，Fe、Al的浸出率小于2%；浸出液用98%的硫酸调节pH至8.5，搅拌30min后，过滤得到一次锗精矿和一次沉锗后液；将得到的一次沉锗后液，按一次沉锗后液所含锗质量的15倍加入30%三氯化铁溶液，搅拌，然后调节溶液pH至9.5，搅拌30min后，过滤得到二次锗精矿和二次沉锗后液，Ge的综合回收率大于95%；将二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。
实施例 2。
取含锗5%的金刚砂废料80g置于500ml烧杯中，按液固比7:1加入80g/L氢氧化钠溶液，待物料浆化后，按含锗金刚砂废料质量的30%加入50%双氧水，升温至70℃，保温反应3h，得到浸出渣和浸出液，Ge的浸出率大于99%，Fe、Al的浸出率小于1.5%；浸出液用98%的硫酸调节pH至8.5，搅拌30min后，过滤得到一次锗精矿和一次沉锗后液；将得到的一次沉锗后液，按一次沉锗后液所含锗质量的17倍加入30%三氯化铁溶液，搅拌，然后调节溶液pH至8.5，搅拌30min后，过滤得到二次锗精矿和二次沉锗后液，Ge的综合回收率大于95%；将二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。
实施例 3。
取含锗10%的金刚砂废料80g置于500ml烧杯中，按液固比8:1加入120g/L氢氧化钠溶液，待物料浆化后，按含锗金刚砂废料质量的40%加入50%双氧水，升温至80℃，保温反应4h，得到浸出渣和浸出液，Ge的浸出率大于99%，Fe、Al的浸出率小于2%；浸出液用98%的硫酸调节pH至9.0，搅拌30min后，过滤得到一次锗精矿和一次沉锗后液；将得到的一次沉锗后液，按一次沉锗后液所含锗质量的20倍加入30%三氯化铁溶液，搅拌，然后调节溶液pH至8.5，搅拌30min后，过滤得到二次锗精矿和二次沉锗后液，Ge的综合回收率大于95%；将二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。
本发明的有益效果：该方法与常规酸浸从含锗物料中提取锗相比，本发明提出的工艺更适用于含铁铝等金属杂质的含锗物料，可选择性浸出锗，而铁、铝浸出率低，实现锗与铁、铝的高效分离。此外，本发明首次针对锗单晶研磨过程产生的金刚砂废料进行锗回收，开拓了锗回收渠道。最后，本工艺中锗的综合回收率超过95%，工序简单，易于操作，便于推广使用。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (10)

1.一种从含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1碱浸：将含锗金刚砂物料与NaOH溶液按照一定液固比浆化，然后加入质量分数为50%的双氧水，保温，搅拌，过滤得到浸出渣和浸出液；
S2一次沉锗：将S1得到的浸出液用硫酸调节pH，搅拌后进行过滤得到一次锗精矿和一次沉锗后液；
S3二次沉锗：将S2得到的一次沉锗后液，加入质量分数为30%的三氯化铁溶液，搅拌，然后调节溶液pH，搅拌后进行过滤得到二次锗精矿和二次沉锗后液；
S4深度处理：将二次沉锗后液排入污水处理车间进行深度处理。
2.根据权利要求1所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：含锗金刚砂废料中锗所占质量分数为5%~10%。
3.根据权利要求1所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：碱浸的NaOH溶液与含锗金刚砂废料的液固比为5~8:1，NaOH溶液的浓度为80~120g/L。
4.根据权利要求1所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：双氧水加入量为含锗金刚砂废料质量的30~60%。
5.根据权利要求1所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：碱浸的反应温度控制在70~80℃，反应时间均控制在2~4h。
6.根据权利要求1 所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：一次沉锗的pH控制在8.5~9.5。
7.根据权利要求1 所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：二次沉锗的pH控制在8.5~9.5。
8.根据权利要求1 所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：30%三氯化铁溶液的加入量为一次沉锗后液所含锗质量的15~20倍。
9.根据权利要求1所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：所述的含锗金刚砂废料中有价金属包括锗、铁。
10.根据权利要求1所述的含锗金刚砂废料中回收锗的方法，其特征在于：金刚砂副产品为碳化硅。
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