[发明专利]一种从含锗褐煤烟灰中富集锗的方法

说明书

一种从含锗褐煤烟灰中富集锗的方法，所述含锗褐煤烟灰成分：锗0.2~1.5%wt，硅10~20%wt，碳10~40%wt，包括以下步骤：将含锗褐煤烟灰:煤粉:硫化剂按质量比1:0.10~0.20:0.05~0.20，混合均匀后制成直径为10~20mm的球团颗粒，在100℃脱水干燥；将干燥后的球团颗粒置于密闭炉中，升温至600℃后，以0.1~1.0L/min流量通入空气，继续升温至800~1200℃硫化，加热硫化2~6小时，得到球团残渣，并在收尘器中得到锗富集物。本发明方法的使用温度显著降低，能耗成本降低，同时得到高品位的锗富集物，显著降低氯化蒸馏方法的试剂消耗，降低生产及环保成本。

技术领域

本发明涉及一种从含锗褐煤烟灰中富集锗的方法，具体涉及一种从含锗褐煤旋涡炉烟灰中富集锗的方法。

背景技术

战略性稀散金属锗是一种重要的半导体材料，是新材料领域不可或缺的一员， 与稀土一起享有工业“黄金”的美誉。广泛应用于半导体照明、太阳电池、电子信息、红外光学仪器、光导纤维、冶金、化工催化剂、医学、核物理探测、航空航天等领域。锗在自然界中少有独立矿床，主要伴生于铅锌矿、褐煤等矿产资源中。我国含锗褐煤主要分布在云南帮卖、腊东、芒回和等嘎矿区（勘探估算锗储量共计2177吨），及内蒙古地区（预计锗储量超过4000吨）。内蒙古地区含锗褐煤储量大，但锗品位普遍较低，一般在100~200ppm。含锗褐煤中锗资源的提取主要是褐煤旋涡炉火力发电中副产烟灰，在褐煤完全燃烧过程中，锗以烟气形式进入副产烟灰，烟灰中锗含量0.2~1.2%，硅含量10~50%,碳含量2~5%，锗主要以二氧化锗形式存在，属高硅低锗低碳的锗二次资源。

目前，锗的提取方法主要采用经典的氯化蒸馏提锗工艺先制备二氧化锗，再经还原与区域熔炼制备高纯度金属锗锭。由于含锗褐煤烟灰中锗含量偏低，采用常规酸浸或火法挥发工艺，难以提高烟灰中锗的分离效果，在氯化蒸馏工艺中既需要消耗大量的盐酸，同时又产生大量高酸含氯的蒸馏残液，直接影响后续残液治理的试剂消耗和经济成本。如何大幅提高含锗褐煤烟灰中锗品位，降低成本，成为含锗褐煤中锗资源高效提取的关键。高硅低锗低碳的旋涡炉含锗烟灰目前主要采用高温电炉挥发工艺进一步富集锗，将炉内温度加热至1500~1600℃，负荷1000kw/h，从炉的进煤口注入粒煤，含锗化合物挥发经排烟道进入布袋，烟气经脱硫后排放，渣处于熔融状态，从排渣口排出。该工艺尽管可以显著提高锗的挥发性、实现锗的二次富集，但反应温度高，能耗高，需经常更换电加热石墨棒，成本高。