[发明专利]一种从含锗废弃元件中提取锗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从工业废料中回收稀散金属的方法，尤其涉及一种从含锗废弃元件中提取锗的方法。

背景技术

锗是重要的半导体材料，在航空航天、光纤通讯、太阳能电池、生物医学和日常生活中有广泛而重要的用途。随着科技水平的不断提高，锗的需求量在急剧增加。锗属稀散金属，在自然界中以分散状态存在，在地壳中的丰度约为十五万分之一。由于锗富集难度较大,原生锗的产量愈发无法满足日益增长的工业(电子元器件、光纤通信、光伏发电、航空航天等行业)需求，因此开发新型高效便捷的锗回收技术将有重要意义。

目前，对于从含锗废弃元件(电子元器件生产中获得的废料、废电子元器件、锗基太阳能电池废料以及废太阳能电池片)中回收锗的研究还不多见。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种从含锗废弃元件中提取锗的方法。

本发明以含锗废弃元件为原料，通过工艺程序处理，回收废弃元件中的锗，以实现锗再生的目的。

本发明提供了一种从含锗废弃元件中提取锗的方法，包括以下步骤：

(1)将含锗废弃元件机械粉碎、研磨和过筛，得到含锗废料粉末；

(2)将含锗废料粉末加入到浓硝酸中进行浸出，过滤得到浸出液和浸出渣；

(3)用Kelex-100作为萃取剂，磺化煤油和异辛醇的混合溶液为稀释剂，从浸出液中萃取锗，分离含锗的有机相；

(4)对所得含锗的有机相进行水洗，然后用NaOH溶液反萃取，得到含锗的水相；

(5)调节含锗的水相的pH值，水解得到GeO₂；

(6)用氢气还原GeO₂，得到金属锗。

本发明步骤(1)为材料预处理阶段，对含锗废弃元件进行机械粉碎，收集含锗废弃元件碎料过筛后制得含锗废料粉末。所述含锗废弃元件为电子元器件生产中获得的废料、废电子元器件、锗基太阳能电池废料以及废太阳能电池片。优选地，研磨和过筛为研磨后过200~400目筛。

步骤(2)中用浓硝酸浸出含锗废料粉末的作用是使含锗废料粉末中的锗进入到浓硝酸中，过滤后浸出液与浸出渣分离，锗以离子形式存在于浸出液中。

优选地，含锗废料粉末与浓硝酸的固液比为1:30~70g/mL。更优选地，含锗废料粉末与浓硝酸的固液比为1:45g/mL。优选地，浓硝酸的浓度为35%。优选地，浸出反应的温度为20~35℃，反应时间为0.5~4小时。

步骤(3)中的萃取是将锗离子从步骤(2)的浸出液中转移至萃取剂Kelex-100溶液中。

优选地，萃取剂Kelex-100溶液用磺化煤油和异辛醇的混合溶液稀释至20~45g/L。优选地，所述稀释剂中异辛醇所占的质量含量为10~20%。更优选地，所述稀释剂中异辛醇的比例为18%。优选地，萃取的温度为30~60℃，萃取的时间为5~25min。优选地，萃取时有机相∶水相=1:0.7~1。

步骤(4)中的反萃取作用是使锗离子从有机相中转移至水相。

优选地，NaOH溶液的浓度为110~120g/L。优选地，反萃取温度为30~45℃，反萃取时间为5~15min。

步骤(5)中调节含锗的水相的pH值至8.8~9.1，然后加热水解得到GeO₂。

优选地，水解的条件为加热至35~45℃，时间为3~10min。

步骤(6)将GeO₂还原为金属锗。优选地，还原温度为650~700℃，还原时间为30~120min。

本发明提供的从含锗废弃元件中提取锗的方法，具有以下有益效果：

(1)本发明采用溶剂萃取法，以Kelex100为萃取剂，以磺化煤油和10~20%异辛醇为稀释剂，以NaOH溶液为反萃取剂，能有效回收含锗废弃元件中的锗，所得的再生锗可广泛用于制造太阳能电池、光纤通信、石油产品催化剂、医疗器械等领域，具有较高的经济效益，实现变废为宝；

(2)流程简便，易于操作，污染小。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整也视为在本发明的保护范围内。图1为本发明的流程示意图。

实施例一

一种从含锗废弃元件中提取锗的方法，包括以下步骤：

(1)取含锗废弃元件机械粉碎、球磨和过筛