CN115536055B - 一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，属于湿法冶金技术领域。本发明湿法炼锌无机锗渣加入到氯化铵溶液中浸出锌得到富锌浸出液和富锗渣；富锗渣加入到盐酸中酸浸锗得到含氯化锗的浸出液和酸浸残渣；将氨水加入到含氯化锗的浸出液中调节体系pH值为1.5～2.5，沉淀析出锗酸铵，固液分离得到锗酸铵固体和氯化铵溶液，氯化铵溶液返回进入循环；将锗酸铵固体进行煅烧分解得到二氧化锗和氨气，氨气用于制备氨水返回进入循环。本发明采用试剂循环利用工艺分离提取湿法炼锌无机锗渣中锗，制备二氧化锗，试剂消耗量小、反应温度低、能耗低。

Description

一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法
技术领域
本发明涉及一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
锗作为稀散金属，因其独特的物理和化学性能，广泛应用于高科技领域。自然界中极少有可独立开采的锗矿床，目前，锗的回收主要来自锌冶炼工业，在闪锌矿的常规湿法冶炼流程中，锗会富集在锌浸渣中，锌浸渣已成为回收镓锗的重要资源。
含锗锌浸渣回收锗的方法主要为火法还原挥发法，如，采用烟化炉挥发含锗氧化锌工艺，含锗氧化锌烟尘再采用酸浸工艺将锗溶解进入湿法炼锌溶液，之后采用单宁沉锗工艺对溶液中的锗进行分离富集，获得单宁锗渣，单宁锗渣经煅烧脱除有机物后再采用盐酸浸出-蒸馏四氯化锗-水解氢氧化锗-煅烧分解工艺制备氧化锗。单宁沉淀法，锗回收效率较高，后续也容易锗的氯化挥发，但由于单宁耗量大，成本较高，且大量单宁的加入使得湿法炼锌体系有机物含量升高，对后续电解带来不利影响。
针对上述问题，研究出湿法炼锌溶液无机沉淀分离锗的方法，在非有机体系下实现了湿法炼锌溶液中锗的清洁高效富集，降低成本、消除砷化氢等气体的危害、避免有机物进入湿法炼锌溶液，获得的无机锗渣可采用与单宁锗渣相同的处理方式，即盐酸浸出-蒸馏四氯化锗-水解氢氧化锗-煅烧分解工艺制备氧化锗，但其蒸馏及水解工艺处理量大、废水量大。
发明内容
本发明针对现有技术中湿法炼锌溶液分离富集锗的问题，提出了一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，在湿法炼锌溶液无机沉淀分离锗的基础上，采用反应温度低、能耗低、试剂消耗量小的试剂循环利用工艺分离提取湿法炼锌无机锗渣中锗，制备二氧化锗。
一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，具体步骤如下：
（1）湿法炼锌无机锗渣加入到氯化铵溶液中浸出锌得到富锌浸出液和富锗渣；
（2）富锗渣加入到盐酸中酸浸锗得到含氯化锗的浸出液和酸浸残渣；
（3）将氨水加入到含氯化锗的浸出液中调节体系pH值为1.5~2.5，沉淀析出锗酸铵，固液分离得到锗酸铵固体和氯化铵溶液，氯化铵溶液返回步骤（1）进入循环；
（4）将锗酸铵固体进行煅烧分解得到二氧化锗和氨气，氨气用于制备氨水返回步骤（3）进入循环。
所述步骤（1）湿法炼锌无机锗渣含有Zn10~30wt.%、Ge1~3wt.%和Fe2~5wt.%。
所述步骤（1）氯化铵溶液浓度为4-6mol/L，氯化铵溶液与湿法炼锌无机锗渣的液固比mL:g为6~8:1。
所述步骤（1）浸出锌的温度为25~50℃，时间为20~40min，浸出锌无外加热源。
所述步骤（2）盐酸浓度为4-6mol/L，盐酸与富锗渣的液固比mL:g为2~4:1。
所述步骤（2）酸浸锗的温度为15~35℃，时间为1~3h，酸浸锗无外加热源。
所述步骤（3）氨水浓度为4-6mol/L，氯化铵溶液浓度为4-6mol/L。
所述步骤（4）煅烧分解的温度为450~550℃。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提取锗过程利用氯化铵分离锌富集锗，盐酸浸出锗后再对含氯化锗的盐酸溶液用氨水沉淀锗，同时将溶液转化氯化铵溶液，用于分离锌富集锗，实现了采用无机试剂循环利用提取锗，全流程无有机物引入，试剂消耗量小
（2）本发明在浸出锌和酸浸锗的过程中，反应温度均为加入试剂的溶解及反应放热而引起的溶液温度变化，无需专门加热；同时锗的分离无需加热蒸发氯化锗，全流程能耗低，过程清洁高效。
实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：以含Zn10.21wt.%、Ge2.96wt.%、Fe2.15wt.%的湿法炼锌无机锗渣为原料制备二氧化锗；
一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，具体步骤如下：
（1）湿法炼锌无机锗渣加入到浓度为4mol/L的氯化铵溶液中，在温度25℃且无外加热源的条件下浸出锌40min得到富锌浸出液和富锗渣；其中氯化铵溶液与湿法炼锌无机锗渣的液固比mL:g为8:1；
（2）富锗渣加入到浓度为4mol/L的盐酸中，在温度35℃且无外加热源的条件下酸浸锗2h得到含氯化锗的浸出液和酸浸残渣；其中盐酸与富锗渣的液固比mL:g为4:1；
（3）将浓度为4mol/L的氨水加入到含氯化锗的浸出液中调节体系pH值为1.52，沉淀析出锗酸铵，固液分离得到锗酸铵固体和浓度为4mol/L的氯化铵溶液，氯化铵溶液返回步骤（1）进入循环；
（4）将锗酸铵固体至于温度为450℃下进行煅烧分解得到二氧化锗和氨气，氨气用于制备氨水返回步骤（3）进入循环；
本实施例锗回收率为97.21%，二氧化锗纯度99.86%。
实施例2：以含Zn29.93wt.%、Ge1.16wt.%、Fe3.78wt.%的湿法炼锌无机锗渣为原料制备二氧化锗；
一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，具体步骤如下：
（1）湿法炼锌无机锗渣加入到浓度为5mol/L的氯化铵溶液中，在温度40℃且无外加热源的条件下浸出锌30min得到富锌浸出液和富锗渣；其中氯化铵溶液与湿法炼锌无机锗渣的液固比mL:g为7:1；
（2）富锗渣加入到浓度为5mol/L的盐酸中，在温度15℃且无外加热源的条件下酸浸锗3h得到含氯化锗的浸出液和酸浸残渣；其中盐酸与富锗渣的液固比mL:g为3:1；
（3）将浓度为5mol/L的氨水加入到含氯化锗的浸出液中调节体系pH值为2.13，沉淀析出锗酸铵，固液分离得到锗酸铵固体和浓度为5mol/L的氯化铵溶液，氯化铵溶液返回步骤（1）进入循环；
（4）将锗酸铵固体至于温度为550℃下进行煅烧分解得到二氧化锗和氨气，氨气用于制备氨水返回步骤（3）进入循环；
本实施例锗回收率为96.52%，二氧化锗纯度99.61%。
实施例3：以含21.57wt.%、Ge2.03wt.%、Fe4.96wt.%的湿法炼锌无机锗渣为原料制备二氧化锗；
一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，具体步骤如下：
（1）湿法炼锌无机锗渣加入到浓度为6mol/L的氯化铵溶液中，在温度50℃且无外加热源的条件下浸出锌20min得到富锌浸出液和富锗渣；其中氯化铵溶液与湿法炼锌无机锗渣的液固比mL:g为6:1；
（2）富锗渣加入到浓度为6mol/L的盐酸中，在温度25℃且无外加热源的条件下酸浸锗1h得到含氯化锗的浸出液和酸浸残渣；其中盐酸与富锗渣的液固比mL:g为2:1；
（3）将浓度为6mol/L的氨水加入到含氯化锗的浸出液中调节体系pH值为2.49，沉淀析出锗酸铵，固液分离得到锗酸铵固体和浓度为6mol/L的氯化铵溶液，氯化铵溶液返回步骤（1）进入循环；
（4）将锗酸铵固体至于温度为500℃下进行煅烧分解得到二氧化锗和氨气，氨气用于制备氨水返回步骤（3）进入循环；
本实施例锗回收率为97.55%，二氧化锗纯度99.72%。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：
（1）湿法炼锌无机锗渣加入到氯化铵溶液中浸出锌得到富锌浸出液和富锗渣；所述湿法炼锌无机锗渣含有Zn10~30wt.%、Ge1~3wt.%和Fe2~5wt.%；
（2）富锗渣加入到盐酸中酸浸锗得到含氯化锗的浸出液和酸浸残渣；
（3）将氨水加入到含氯化锗的浸出液中调节体系pH值为1.5~2.5，沉淀析出锗酸铵，固液分离得到锗酸铵固体和氯化铵溶液，氯化铵溶液返回步骤（1）进入循环；
（4）将锗酸铵固体进行煅烧分解得到二氧化锗和氨气，氨气用于制备氨水返回步骤（3）进入循环。
2.根据权利要求1所述湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：步骤（1）氯化铵溶液浓度为4-6mol/L，氯化铵溶液与湿法炼锌无机锗渣的液固比mL:g为6~8:1。
3.根据权利要求1所述湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：步骤（1）浸出锌的温度为25~50℃，时间为20~40min，无外加热源。
4.根据权利要求1所述湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：步骤（2）盐酸浓度为4-6mol/L，盐酸与富锗渣的液固比mL:g为2~4:1。
5.根据权利要求1所述湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：步骤（2）酸浸锗的温度为15~35℃，时间为1~3h，无外加热源。
6.根据权利要求1所述湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：步骤（3）氨水浓度为4-6mol/L，氯化铵溶液浓度为4-6mol/L。
7.根据权利要求1所述湿法炼锌无机锗渣制备二氧化锗的方法，其特征在于：步骤（4）煅烧分解的温度为450~550℃。
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