[发明专利]一种红外硫系玻璃废料中锗的再生利用方法

说明书

本发明具体涉及一种红外硫系玻璃废料中锗的再生利用方法。本技术方案中，从红外硫系玻璃废料中提取回收锗，实现废旧锗资源再生利用的方法原理是：利用H₂O₂的氧化性质，使红外硫系玻璃废料中的Ge‑Se、Ge‑As、Ge‑Sb键受到破坏，锗被氧化为GeO，在表面形成单层GeO，GeO被进一步氧化为GeO₂，GeO₂溶解到水中形成锗酸，当溶液中有碱存在时，锗酸与碱作用生产锗酸钠，从而加速锗的溶解，利用浓硫酸中和多余的氢氧化钠溶液及调整控制溶液中氢离子的浓度，利用FeCl₃使As³⁺氧化为As⁶⁺，并提供充足的氯离子，然后利用浓盐酸从溶液中蒸出四氯化锗，AsCl₆则留在蒸馏残液中。蒸出的四氯化锗通过复蒸、精馏、水解、还原、区域熔炼等传统工序得到高纯区熔锗锭。

技术领域

本发明属于废旧资源的综合利用、循环再生技术领域，具体涉及一种红外硫系玻璃废料中锗的再生利用方法。

背景技术

红外硫系玻璃具有许多优良的光学特性和热学特性，是目前替代锗应用于热成像仪光学系统的最佳候选材料之一。随着科学技术的发展和红外技术的进步，红外硫系玻璃材料在民用夜视仪、热成像系统中作为光学元器件应用正如日中升，日益增长。目前常用的含锗红外硫系玻璃的组成主要有Ge28Sb12Se60、Ge33As12Se55、Ge20Sb15Se65、Ge33As12Se55等。这些硫系玻璃材料在制备过程中的头尾切削料，不合格品，加工过程中产生的报废件、边角废料、研磨废料以及废旧红外光学镜头中的光学镜片，都属于硫系玻璃废料，其中含有大量稀缺的锗资源。

国内有文献报道了锗的回收工艺技术，如从褐煤、硫化锌精矿、碱性腐蚀液、四氯化锗水解母液、氯化铵焙烧浸渣、烟尘、粉煤灰、有机锗废液、炼锌沉矾上清液、锌金属冶炼中锗的提取工艺。研究人员对富锗氧化矿湿法综合回收锗工艺技术进行了研究。有发明专利公开了锗的回收方法，如有机锗废液(专利号：CN101871047A)、铟精矿(专利号：CN102337391A)、烟尘中回收锗的方法(专利号：CN102703717A、CN103173624A)、锌湿法清洁冶炼及资源综合回收利用工艺(专利号：CN102978391A)。马里奥·贝热龙，阿兰·朗格莱发明从光纤或玻璃渣中回收GeCl4和/或SiCl4的方法，专利号：CN101925537A。但未见从组分复杂、品位各异的红外硫系玻璃废料中回收锗的技术方法的相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是：提供一种红外硫系玻璃废料中锗的再生利用方法，用以克服上述现有技术中的缺陷。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种红外硫系玻璃废料中锗的再生利用方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

S1：将所述红外硫系玻璃废料烘干、破碎、球磨、过筛，获得硫系玻璃的粉末原料；

S2：向所述粉末原料中加入氢氧化钠粉末，混合均匀，得到硫系玻璃和氢氧化钠的混合原料；

S3：向反应釜中加入过氧化氢溶液，在搅拌条件下将所述混合原料加入到反应釜中，加热溶解，然后向反应釜中通入氯气；

S4：向反应釜中加入硫酸溶液；

S5：向反应釜中分别加入三氯化铁和盐酸，搅拌加热蒸馏，得到粗四氯化锗；

S6：将所述粗四氯化锗提纯得到高纯区熔锗锭。

进一步的，在S1中，所述粉末原料的粒径不大于200μm。

进一步的，在S2中，所述粉末原料中锗的理论质量与氢氧化钠粉末的质量比为1:1～3。