关于锗的生产流程是首先将锗的富集物用浓盐酸氯化,制取四氯化锗,再用盐酸溶剂萃取法除去主要的杂质砷,然后经石英塔两次精馏提纯,再经高纯盐酸洗涤,可得到高纯四氯化锗,用高纯水使四氯化锗水解,得到高纯二氧化锗。
一些杂质会进入水解母液,所以水解过程也是提纯过程。纯二氧化锗经烘干煅烧,在还原炉的石英管内用氢气于650-680℃还原得到金属锗。
锗是一种重要的稀有稀散金属,是除硅以外最重要的半导体材料,锗系列产品广泛应用于半导体工业、航空航天、光纤通讯、化学催化剂、红外光学、太阳能电池、保健医学等领域。
制备[1-2]
报道一、
从提锗煤渣和提锗酸渣中二次回收锗的工艺方法：
第一步,取10.0 t含锗量为1120 g/t的碱浸出渣,含锗金属量为11.20 kg；40 t破碎至粒径2cm以下锗含量为245 g/t的提锗煤渣,含锗金属量为9.80 kg；50 t 破碎至粒径2 cm以下的发热值为25100 kJ/kg的工业褐煤,用混料机边混合边加入10.0 t的自来水,混合均匀成炉料；
第二步,锗冶炼炉内的链条炉排上加入工业煤作为底火煤,点燃后起动引风和鼓风机,到炉排上整体燃烧后,把炉料分批投入到冶炼炉排上,每次投入1.0 吨底火煤,2.0 吨混合料进行冶炼,冶炼时间为2 小时,冶炼温度为 9001200℃,每进料冶炼3次收集1次锗精矿,分50次进料,冶炼完成后收集得到锗精矿重量757kg,含锗2.10%,锗精矿金属15.897kg,锗回收率达到75.71%；
第三步,待锗挥发完成后,停止鼓风机和引风机,起动脉冲振打电机收集含锗烟尘即得到锗精矿；
第四步,再将收集到的锗精矿分成10次,每次约80 kg,投入到500 L的搪瓷蒸馏反应釜内,放入自来水80L,放入10 mol.L1的工业盐酸240L,搅拌均匀后,加热蒸馏可得到四氯化锗,四氯化锗经复蒸精馏提纯工序,再进行水解,可制备得到二氧化锗,蒸馏起始酸度为7.61 mol/L,蒸馏残液酸度为6.14 mol/L。
报道二、
从低浓度含锗废液中回收锗的工艺方法,按照下列步骤实施：
（1）将锗冶炼和生产加工过程中产生的低浓度含锗废液总共30 t,含锗40.0mg/L,分6 批次转移至蒸馏釜中；
（2）打开加热蒸汽,对低浓度含锗废液进行加热蒸馏,蒸馏温度为115 ℃；同时冷却蒸 馏产出的四氯化锗和氯化氢气体；
（3）从冷却装置出来的气体采用盐酸溶液逆向吸收四氯化锗和氯化氢气体；
（4）回收得到的含锗酸液逐渐转移至锗精矿氯化蒸馏装置中,与新盐酸一并用于氯化 蒸馏提取锗精矿中的锗。
（5）每批次处理5t含锗废液,待含锗废液蒸馏釜中的釜液含锗浓度低于10mg/L时, 排出釜液。然后再进行下一批次含锗废液的处理。最终该30t含锗废液回收锗金属接近1.15 kg；排出废液5.2 t,含锗10.3mg/L。锗金属回收率达到95.5 %。#贵金属#
参考文献
[1] [中国发明,中国发明授权] CN201310307880.2 从提锗煤渣和提锗酸渣中二次回收锗的工艺方法
[2] [中国发明] CN201611029223.6 一种从低浓度含锗废液中回收锗的工艺方法
锗的提炼主要通过以下几个步骤：
1.含锗矿石处理：首先,需要挖掘含有锗元素的矿石,如锗硫矿、黄锗矿等。挖掘出的原矿需进行破碎、筛分等预处理,以便后续提取锗元素。
2.矿石浮选分离：将处理过的含锗矿石进行浮选工艺,将其中的锗矿物与其他杂质矿物分离。通过在浮选槽中加入特定的化学试剂和搅拌,利用矿物间不同的浮力,使锗矿物贴附在气泡上浮到液面形成金属泡沫,进而实现锗矿物与杂质矿物的分离,提高锗的浓度。
3.湿法冶炼：将分离好的锗矿物加入化学草酸溶液中,使锗与其他剩余杂质发生化学反应,生成可溶于水的锗草酸盐。接下来,将溶液加热到一定温度,分离残留的固体杂质。最后,将溶液中获得的锗草酸盐通过化学还原法（如电化学还原法等方式）还原,锗就会从草酸锗中析出为金属锗。
4.精炼：由于从溶液中析出的金属锗仍含有一定量的杂质,因此需要通过节能还原炉或电抗炉等设备对金属锗进行高温精炼。在高温状态下,金属锗与杂质之间的亲和力降低,杂质逐渐被去除。在此过程中,可通过控制温度、还原剂等条件进一步提高锗的纯度。
5.制品加工：精炼后的锗冶炼成各种形式的产品,如锗锭、锗粉等。这些产品可根据不同的应用需求进行加工使用,例如用于半导体材料、光伏产业等领域。
以上是锗的整个提炼流程,从矿石提取到制成纯净的金属锗。不同方法和技术细节可能有所差异,但基本原理和过程相似。
