CN113337738A - 锗废料回收的方法 - Google Patents

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germanium waste
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grinding
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尹士平
郭晨光
黄雪丽
黄治成
熊聪
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Anhui Guangzhi Technology Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B41/00—Obtaining germanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes

Abstract

本公开提供一种锗废料回收的方法，包括以下步骤：步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料，将粉状锗废料装入加热炉后升温；步骤二，持续通入保护气体N2，升温后，保温一段时间，降温至室温出炉，得到锗锭；步骤三，将含有杂质的锗锭进行表面杂质去除，从而得到可利用的高纯度锗锭。本公开提供一种锗废料回收的方法，简化了回收工艺过程，将传统的回收过程“研磨→氯化蒸馏→GeCl4→水解→GeO2→Ge”简化为“高温分离及表面去除→Ge”，本公开的锗废料回收过程简单，回收成本低，避免造成资源的浪费和环境的污染的问题。

Description

锗废料回收的方法
技术领域
本发明涉及锗机加工技术领域，具体涉及一种锗废料回收的方法。
背景技术
锗在地壳中的含量约为0.0007％，是地壳中最分散的元素之一，几乎没有比较集中的锗矿。目前锗被广泛应用于电子、光学、化工、生物医学、能源及其他高新科技领域。由于加工过程中工艺、设备、技术等多方面的限制，造成较大的锗原料损耗，需要对其进行回收。在进行红外光学镜头加工时会产生一些锗废料，主要成分为含锗金属颗粒和加工过程使用辅料的混合物。一般将锗废料进行回收处理流程为：锗废料回收→预处理(分类)→脱水→研磨→氯化蒸馏→GeCl4→水解→GeO2→Ge。在锗整个回收过程中，分别经过物理分离，多次化学合成过程，需要消耗大量的三氯化铁和浓盐酸及氢气、氯气等资源，工艺复杂程度高，回收成本高，容易造成二次污染，回收效率和回收率较低，因此有必要对锗废料回收的方法进行改进。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种锗废料回收的方法。
为了实现上述目的，本公开提供了一种锗废料回收的方法，包括步骤：步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料，将粉状锗废料装入加热炉后升温；步骤二，持续通入保护气体N2，升温后，保温一段时间，降温至室温出炉，得到锗锭；步骤三，将含有杂质的锗锭进行表面杂质去除，从而得到可利用的高纯度锗锭。
在一些实施例中，所述锗废料中主要杂质成分为金刚砂。
在一些实施例中，步骤一中的中加热炉为单晶炉、还原炉、退火炉、石英管加热炉中的其中一个。
在一些实施例中，步骤一中升温温度为940℃～1200℃。
在一些实施例中，步骤二中的保温时间1h～10h。
在一些实施例中，步骤三中表面杂质去除包括物理切割、研磨或化学酸碱腐蚀。
在一些实施例中，步骤三中，物理切割可用研磨机。
在一些实施例中，步骤三中，研磨可用切割机床。
在一些实施例中，步骤三中，化学酸碱腐蚀可用氢氟酸、硫酸溶液。
本公开的有益效果如下：
本公开提供一种锗废料回收的方法，简化了回收工艺过程，将传统的回收过程“研磨→氯化蒸馏→GeCl4→水解→GeO2→Ge”简化为“高温分离及表面去除→Ge”，本公开的锗废料回收过程简单，回收成本低，避免造成资源的浪费和环境的污染的问题。
具体实施方式
下面详细说明根据本公开的锗废料回收的方法。
本申请公开一种锗废料回收的方法，包括以下步骤：步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料，将粉状锗废料装入加热炉后升温；步骤二，持续通入保护气体N2，升温后，保温一段时间，降温至室温出炉，得到锗锭；步骤三，将含有杂质的锗锭进行表面杂质去除，从而得到可利用的高纯度锗锭。
在一些实施例中，在步骤一中，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料过程中包括机加工车间加工过程中产生的刀具、砂轮磨损碎屑，锗废料中主要杂质成分为金刚砂。
在一些实施例中，在步骤一中的中加热炉为单晶炉、还原炉、退火炉、石英管加热炉中的其中一个。
在一些实施例中，步骤一中升温温度为940℃～1200℃。若升温温度过低，使锗粉不能完全熔化，使杂质不能去除完全，影响锗的纯度。
在一些实施例中，步骤二中的保温时间1h～10h。若保温时间过短，锗粉不能完全熔化，使杂质不能去除完全，影响锗的纯度。
在一些实施例中，步骤三中表面杂质去除包括物理切割、研磨或化学酸碱腐蚀。
在一些实施例中，步骤三中，物理切割可用研磨机。
在一些实施例中，步骤三中，研磨可用切割机床。
在一些实施例中，步骤三中，化学酸碱腐蚀可用氢氟酸、硫酸溶液。
实施例1
步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料1kg，将粉状锗废料装入石墨舟中，填平放入石英管加热炉中后升温；
步骤二，持续通入保护气体N2，在升温至940℃，保温1h，锗粉全部熔化，其中的杂质浮于液面上方；经过缓慢降温，熔体析晶转变为固态锗锭，降温至室温出炉，得到锗锭；
步骤三，将含有杂质的锗锭置于研磨机上进行表面杂质去除，将表面富集的杂质层去除，从而得到可利用的高纯度锗锭。
实施例2
步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料5kg，将粉状锗废料装入石墨舟中，填平放入石英管加热炉中后升温；
步骤二，持续通入保护气体N2，在升温至1000℃，保温2h，锗粉全部熔化，其中的杂质浮于液面上方；经过缓慢降温，熔体析晶转变为固态锗锭，降温至室温出炉，得到锗锭；
步骤三，将含有杂质的锗锭置于切割机床上进行表面杂质去除，将表面富集的杂质层切除，从而得到可利用的高纯度锗锭。
实施例3
步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料5kg，将粉状锗废料装入石墨舟中，填平放入石英管加热炉中后升温；
步骤二，持续通入保护气体N2，在升温至1200℃，保温10h，锗粉全部熔化，其中的杂质浮于液面上方；经过缓慢降温，熔体析晶转变为固态锗锭，降温至室温出炉，得到锗锭；
步骤三，将含有杂质的锗锭置于容器中，倒入氢氟酸、硫酸溶液中，将表面富集的杂质层腐蚀，得到纯度较高的锗锭。
上述公开特征并非用来限制本公开的实施范围，因此，以本公开权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本公开的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种锗废料回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将锗废料研磨后过滤烘干为粉状锗废料，将粉状锗废料装入加热炉后升温；
步骤二，持续通入保护气体N2，升温后，保温一段时间，降温至室温出炉，得到锗锭；
步骤三，将含有杂质的锗锭进行表面杂质去除，从而得到可利用的高纯度锗锭。
2.根据权利要求1所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
所述锗废料中主要杂质成分为金刚砂。
3.根据权利要求1所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤一中的中加热炉为单晶炉、还原炉、退火炉、石英管加热炉中的其中一个。
4.根据权利要求1所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤一中升温温度为940℃～1200℃。
5.根据权利要求1所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤二中的保温时间1h～10h。
6.根据权利要求1所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤三中表面杂质去除包括物理切割、研磨或化学酸碱腐蚀。
7.根据权利要求6所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤三中，物理切割可用研磨机。
8.根据权利要求6所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤三中，研磨可用切割机床。
9.根据权利要求6所述的锗废料回收的方法，其特征在于，
步骤三中，化学酸碱腐蚀可用氢氟酸、硫酸溶液。
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