[发明专利]一种含砷、钨、锗废物的分段分离富集提取方法

说明书

本发明公开了一种砷、钨、锗废物的分段分离富集提取方法，涉及工业废物处理、资源化领域，独权。本发明方法步骤为先将含砷、钨和锗的废物与磷化亚铁、氧化磷、硫化亚铁、硫磺、活性炭粉、焦炭粉中的任意组合，按一定配比进行研磨混合，使各个物料接触充分，得到混合物料，混合物料加水造粒，得到混合球团；接着将所述的混合球团置于真空熔炼炉中，按多段式升温、降温及真空度条件，进行分离处理。本发明实现了含砷、钨、锗废物的分步分离回收，而且最终的残渣不是危险废物，可以被再利用，具有高效、环保、资源化程度高的特点，适合大规模工业化应用。

技术领域

本发明涉及工业废物处理、资源化领域，尤其涉及一种含砷、钨、锗废物的分段分离富集提取方法。

背景技术

锗，作为一种稀散金属，已经被广泛用于半导体，电子以及光学器件中。很多国家也把锗作为一种战略储备金属。根据锗应用领域的分布，全球锗使用主要在光纤、红外设备以及化学催化剂，分别占到30％，22％，34％。然而，随着锗的使用量不断增加，而全球范围内，锗资源却十分稀缺。全球锗储量只有8600吨，只有金储量的1/10。正是因为这样的矛盾性，锗的市场价格不断增加，2015年5月的价格为2000美元/千克。

锗金属在自然界中没有单独的矿藏，而是伴生在一些矿中，如闪锌矿等。含锗废物(如含锗烟尘)作为煤燃尽的残渣，通常只有被填埋，而一些含锗烟尘中含有锗，这部分锗如果不加以利用，会造成资源的浪费且污染环境。煤焚烧后的含锗烟尘通常是做填埋处理，而这些含锗烟尘一般含有丰富的锗资源。另外，这些废物中往往还伴生一些金属钨的氧化物等，其资源价值更高。

从环境角度考虑，含锗废物填埋处理，只能进入危险废物填埋场。既消耗了土地资源还增加了填埋成本。从资源的角度考虑，含锗量如此之高的褐煤烟尘不加以再次利用，会造成资源的极大浪费。如能对其进行合理的回收利用，其经济效益十分可观。我国是全球第二大锗资源国，已探明锗矿产地35处，在全球已探明的8600金属吨锗保有储量当中，我国的保有储量约3500金属吨，而远景储量达到约9600金属吨，在世界上占有明显优势。目前我国已经成为世界主要的锗生产与消费大国，因此，回收含锗烟尘中锗资源不仅能产生经济价值，也是缓解我国锗消费量不断提高与锗资源相对短缺矛盾的必然要求。

废物中锗提取后的废渣通常作为有毒含砷废渣处理。目前，国内外对有毒含砷废渣的处理普遍采用固化稳定化处理技术，其中水泥固化技术因其固化材料廉价易得、处理成本低且效果好而得到广泛的应用，很多学者从不同角度研究了水泥固化含砷废渣的机理和效果。然而，含砷的固化水泥经长期使用中，暴露于水体和土壤等环境介质会被逐渐释放，而导致环境介质中砷浓度升高，具有潜在的环境风险。对于粉煤灰中砷脱除的研究报道较少，有研究采用硝酸、硫酸酸洗的方法洗脱粉煤灰中的砷，但是砷的脱除率不高，仅为60％左右，而且湿法脱砷同样存在废酸、废水污染等问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可以分段提取砷、钨、锗的方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是技术问题本发明克服了传统湿法回收贵金属过程中工艺复杂，回收率低以及废酸，废水产量大的问题。为实现上述目的，本发明提供了一种含砷、钨、锗废物的分段分离富集提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将含砷、钨和锗的废物与磷化亚铁、氧化磷、硫化亚铁、硫磺、活性炭粉、焦炭粉中的任意组合，按一定配比进行研磨混合，使各个物料接触充分，得到混合物料，混合物料加水造粒，得到混合球团；步骤2、将所述的混合球团置于真空熔炼炉中，按多段式升温、降温及真空度条件，进行分离处理。

进一步地，步骤1所述的含砷、钨和锗的废物为褐煤烟尘、粉煤灰、尾矿中的一种。

进一步地，步骤1所述配比为所述磷化亚铁、氧化磷、硫化亚铁、硫磺、活性炭粉、焦炭粉相对于所述砷、钨、锗废物含量分别为0-20wt.％、0-15wt.％、0-20wt.％、0-25wt.％、0-40wt.％、0-40wt.％。