专利名称：一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法
技术领域：
本发明涉及一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，属于冶金化工技术领域。
背景技术：
目前在光纤、红外光学、太阳电池等领域，锗占据越来越重要的地位。欧美发达国家大都将锗列为国防储备资源。我国几乎没有独立的锗矿，锗几乎全部是从有色金属伴生矿和煤矿中回收得到的。锗的回收率低长期以来严重制约了锗的开发和广泛应用。目前针对不同含锗物料，所采用的回收锗的方法主要有硫酸浸出法、氯化浸出蒸馏法、碱浸法、氢氟酸法、萃取法、还原法和微生物浸出法等。其中，浸锌渣和冶锌、铅和铜废渣多采用硫酸浸出法的方法回收锗，硫酸浸出法可以分为常压硫酸浸出法和高压硫酸浸出法。硫酸浸出法的过程一般是先将含锗物料富集锗处理后，在65°C以上的温度，用浓度 100g/L以上的硫酸浸出，浸出时间一般是3 5小时。浸出过程中锗通过含锗物料与硫酸溶液的反应转入到溶液中。其主要反应如下
Ge4++2SOf ^Ge(SO4)2(1)
2ZnO +SiO2 — Zn 2Si04(2 )
Zn2SiO4+H2SO4 2ZnSO + + Si(OH)4(3)
目前锗的浸出率一般在50%左右。不溶解的锗多以SiO2-GeO2形式存在，浸出过程会产生Si (OH)4的多聚体，产生的Si (OH)4越多，吸附性越强，锗的浸出率就越低。为了提高锗的浸出率一般采用降低含锗物料中硅含量的方法，但是现有的除硅技术很难把硅含量降低至洲以下。目前的研究表明高压硫酸浸出法可以实现较高的锗回收率(90%以上)，而且锗回收过程实现无废生产，但是该方法需要用耐腐蚀的高压釜等特殊设备，投资较大，因此没有得到广泛应用。氯化浸出蒸馏法适合处理锗含量大于m的含锗物料，锗在HCl溶液中主要发生下列反应
GeO2 +4HC1 4 GeCl4 +2H20(4)
GeS2 +4HC1 ^GeCl4+2H2St(5)
由于生成的GeCl4的沸点比一般氯化物的沸点低，所以可以采用蒸馏的方法使锗与其他杂质分离。浸出液固比约为3，HC1溶液浓度一般大于7mol/L，蒸馏温度为110°C左右，蒸馏时间约半小时。碱浸法是将含锗物料用氢氧化钠或碳酸钠在900°C下进行氧化熔炼，熔炼过程主要发生下列反应
GeO2 + 2NaOH ^ Na2GeO3 +H2O(6)
GeOJ +Na2CO3 ^Na2GeO3 +CO2(7)碱浸法工艺设备简单、设备成本低。但现有的碱浸法存在熔融温度高，熔融时间长等问题。
发明内容
为解决锗的回收率低、现有碱浸法存在熔融温度高、熔融时间长等问题，本发明提供一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，通过微波加热对锗烟尘进行碱熔处理， 将锗烟尘中的锗转变为锗酸盐，再用热水浸出，锗酸盐便溶解在碱浸液中，过滤后即为含锗液。本发明通过下列技术方案实现一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，经过下列各步骤
A.将含锗烟尘与氢氧化钠混合均勻成混合料；
B.将步骤A所得混合料，在微波下加热得碱熔后的物料；
C.将步骤B所得碱熔后的物料加入到温度为40 80°C的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液。所述步骤A的含锗烟尘是含锗的质量百分数为0. 04 1%的锗烟尘。所述步骤A的含锗烟尘与氢氧化钠是按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1 0. 5 2进行混合。所述步骤B的微波加热是在频率为M50MHz下，加热至150 400°C，再保温0 20mino所述步骤C的碱熔后的物料与水按固液比为1 3 8进行溶解。该方法所得锗的回收率大于90%。本发明与现有技术相比，具有如下优点
该方法步骤简单，易于操作；在微波加热的条件下进行碱熔，比现有方法中的碱熔温度低500°C左右，同时具有碱熔速度快、水溶速度快、锗的回收率高等特点。
具体实施例方式下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。实施例1
A.将含锗的质量百分数为0.06%的含锗烟尘(GeO. 06%、Pb 50. 54%, Zn 1. 56%、 Fe:l. 89%、Si :2. 15%)与氢氧化钠按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1 1，混合均勻成混合料；
B.将步骤A所得混合料，在频率为M50MHz的微波下加热至260°C，再保温Smin，得碱熔后的物料；
C.将步骤B所得碱熔后的物料按固液比为1 3加入到温度为40°C的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液，在此条件下锗的回收率为96. 13%。。实施例2
A.将含锗的质量百分数为0. 12%的含锗烟尘(Ge 0. 12%、Pb 40. 24%、Zn 5. 66%、 Fe :3. 89%,Si :1. 85%)与氢氧化钠按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1 1. 25，混合均勻成混合料；
B.将步骤A所得混合料，在频率为M50MHz的微波下加热至270°C，再保温lOmin，得碱熔后的物料；
C.将步骤B所得碱熔后的物料按固液比为1 6加入到温度为60°C的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液，在此条件下锗的回收率为95. 28%。实施例3
A.将含锗的质量百分数为0.04%的含锗烟尘(Ge 0. 04%、Pb 46. 29%, Zn 3. 75%、 Fe :2. 54%, Si: 1. 98%)与氢氧化钠按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1 0. 5，混合均勻成混合料；
B.将步骤A所得混合料，在频率为M50MHz的微波下加热至400°C，再保温20min，得碱熔后的物料；
C.将步骤B所得碱熔后的物料按固液比为1 8加入到温度为80°C的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液，在此条件下锗的回收率为94. 96%。实施例4
A.将含锗的质量百分数为1%的含锗烟尘(Ge:1%、Pb:43. 24%、Zn: 5. 43%、Fe: 3. 82%、 Si :1. 49%)与氢氧化钠按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1 2，混合均勻成混合料；
B.将步骤A所得混合料，在频率为M50MHz的微波下加热至150°C，得碱熔后的物料；
C.将步骤B所得碱熔后的物料按固液比为1 7加入到温度为50°C的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液，在此条件下锗的回收率为96. 33%。
权利要求
1.一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，其特征在于经过下列各步骤A.将含锗烟尘与氢氧化钠混合均勻成混合料；B.将步骤A所得混合料，在微波下加热得碱熔后的物料；C.将步骤B所得碱熔后的物料加入到温度为40 80°C的水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A的含锗烟尘是含锗的质量百分数为0. 04 1%的锗烟尘。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A的含锗烟尘与氢氧化钠是按含锗烟尘与氢氧化钠的质量比为1 0.5 2进行混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B的微波加热是在频率为 2450MHz下，加热至150 400°C，再保温0 20min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤C的碱熔后的物料与水按固液比为1 3 8进行溶解。
全文摘要
本发明涉及一种从锗烟尘中微波加热碱熔回收锗的方法，将含锗烟尘与氢氧化钠混合均匀成混合料；再在微波下加热得碱熔后的物料；然后加入到热水中，进行溶解，溶解后再进行过滤分离，弃去滤渣，即得到含锗液。该方法步骤简单，易于操作；在微波加热的条件下进行碱熔，比现有方法中的碱熔温度低500℃左右，同时具有碱熔速度快、水溶速度快、锗的回收率高等特点。
文档编号C22B7/02GK102345017SQ20111029490
公开日2012年2月8日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者张泽彪, 彭金辉, 王万坤, 王仕兴 申请人:昆明理工大学