[发明专利]一种从含锗煤中提取锗的工艺

说明书

本发明涉及一种从含锗煤中提取锗的工艺，属于冶金化工领域。

从含锗煤中提取锗，通常有二种途径，一是从燃煤后的飞灰中提锗;一是从炼焦过程所产生的焦油水中提取锗。前者如美国专利4678647，4643110;后者如美国专利2786750。另外，原苏联110688号专利，发明了一种在液态介质中从煤中提锗的工艺方法。国内某地区六十年代开始从煤中试验提锗，方法是采用薄层煤低温燃烧，使锗进入燃烧后的煤灰中，然后将含锗煤灰团矿后入鼓风炉二次挥发富集锗;1980年左右，该地区冶炼厂用沸腾炉燃烧含锗煤，然后将含锗煤尘和煤灰团矿后入鼓风炉二次挥发富集锗，最后用传统的氯化蒸馏工艺从富锗尘中进一步提锗，现有技术的共同不足之处是未能经济有效地从煤中直接提锗，因而导致流程长、收率低、能耗大、成本高昂。例如某地区冶炼厂，含锗煤燃烧后所得的煤尘和煤灰中锗的品位低，特别是对于高灰份的含锗褐煤更是如此，通常仅富集4～5倍，品位仅达0.1～0.7%，不能采用传统氯化蒸馏工艺进一步提锗，必须经团矿后入鼓风炉二次挥发富集锗。经二次富集后，锗尘含锗为5～8%，同原煤相比通常富集100多倍。鼓风炉工序，金属直收率低，通常仅60%，而操作成本却非常高，耗能也高，仅适应于处理含锗＞0.03%的锗煤。

本发明的目的在于提供一种能克服现有技术共同缺点的工艺。用合理的燃烧方式，利用含Ge煤自身燃烧时所产生的温度和气氛，使Ge得到充分挥发和高度富集，从而省去收率低、成本高的二次富集工序，达到从煤中直接富集提锗的目的。

本发明的目的通过以下措施来达到：

煤的燃烧采用较高料层的块煤或煤球或二者混合入炉燃烧方式，块度10～120mm，煤层高度300～2000mm，燃烧挥发锗的温度为1000～1500℃，燃烧过程所产生的含锗带有焦油等挥发份的煤气进行二次燃烧，二次燃烧的温度只要求把焦油烧尽，然后将二次燃烧后的含锗烟气冷却进入收尘器收尘。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

1.块煤或煤球采用煤气化或半煤气化燃烧，煤层高度最好是400～1800mm，燃烧高温区最佳温度为1100～1350℃。

2.二次燃烧在一次燃烧炉的上部进行或在另一独立的燃烧炉内进行。

3.二次燃烧的烟气冷却至80～170℃进入布袋室收尘。

4.用含锗粉煤制球或制成蜂窝煤时，粘合剂采用粘土，其加入量按粉煤重量的15～25%加入，具体可按最终煤球灰份35～40%配入。

本发明的工艺流程见图1。下面对本发明的具体工艺方法作进一步描述：

1.将含锗煤筛分，块度＞10mm的直接入炉，＞120mm的煤块需稍加破碎。筛下的粉煤送制煤球，压制煤球所用粘合剂可以是石灰，废纸浆，但最经济是用粘土，配入量为原煤的15～25%，具体视原煤灰份而定，以制成的煤球灰份为30～45%。但最好为35～40%。煤球大小为20～100克/个。也可将粉煤压制成蜂窝煤。

2.含Ge块煤和煤球可单独入炉，也可按任意比例混合入炉。煤层厚度＞300mm，但最好400～1800mm，鼓风强度按床能力50～250公斤/米²小时计，燃烧挥发Ge的温度1000～1500℃，最好1100～1400℃。块煤和煤球发热量＞12000KJ/kg，但最好块煤＞13000KJ/kg，煤球＞14000KJ/kg。

3.将块煤和煤球燃烧挥发锗时所产生的含锗带有焦油等挥发份的煤气进行二次燃烧，二次燃烧可在块煤和煤球燃烧炉的上部进行，也可引入另一独立的二次燃烧炉内进行。二次燃烧温度不作严格限制，只要满足明火燃烧，能把焦油燃烧干净即可。

4.经二次燃烧后的含锗烟气，经冷却器冷却至80～170℃，进入布袋室收尘，也可采用其它收尘方式。

5.锗尘用传统的氯化蒸馏工艺进一步提锗。

6.块煤和煤球燃烧挥发锗后所产生的炉渣，筛分出少量粒度小于1mm的富锗细渣，返回至粉煤制球工序进一步回收其中的锗。筛上粗渣含锗极低，可弃去。

本发明与现有技术相比，有如下优点：

1.采用高料层操作，使空气逐步得到预热，从而提高了燃烧温度，有利于锗的挥发，也降低了对锗煤发热量的要求，高料层的燃烧，可在某一层面上形成能满足锗挥发的弱还原性气氛。因此，利用含锗煤自身燃烧时所达到的温度和所产生的气氛就使锗得到充分挥发和富集无需增加能耗和辅助材料，使生产成本大幅度降低。