[发明专利]从褐煤中提取锗的方法

说明书

本发明涉及金属冶炼技术，具体地说是从褐煤中提取锗的方法。

中国发明专利公开了一种名称为“一种从含锗煤中提取锗的工艺”(请号为92105988.4)的专利申请，其提锗方法是：褐煤首先在煤气化或半煤气化炉中冶炼(燃烧)实现锗的挥发，同时伴生有煤焦油的挥发，然后把含锗带焦油的煤气在煤气燃烧炉内或者在煤气化炉的上部进行燃烧，除去焦油，最后把含锗烟尘冷却后用布袋收尘器把含锗烟尘收下来，再进入传统湿法工艺。此法的不足是：1)原料和冶炼条件要求较高，需将煤层厚度加得较高，若原料块度较细，则炉内难以通风，故要求原料煤块的块度较大，品位和热值较高；2)需依靠二次燃烧的方法除去焦油；3)只能采取阶段加料，间断出渣的方式进行，劳动强度大，难以实现规模化生产；4)由于采用冷却器冷却烟气，被加热的热水不能充分利用，热能浪费较大。基于上述的诸多原因致使其难以实现工业化生产。

本发明的目的在于提供一种使褐煤原料在一般条件下连续加料通过链条炉的高温冶炼，提高富集率，减少工艺过程和劳动强度，降低成本，能实现大规模生产的从褐煤中提取锗的方法。

本发明的技术方案为：用火法与湿法相结合的冶炼过程，火法的过程是用含锗原煤经筛分、制煤棒或煤球，然后加入链条炉冶炼，冶炼温度为1100～1300℃，炉内产生的含锗烟尘由旋风收尘器、布袋收尘器和泡沫收尘器回收，所得锗精矿再次经湿法提取锗。湿法包括氯化蒸馏和水解两个过程。

原料是品位为0.01％以上，热值为11715千焦/千克以上非粉状含锗褐煤。链条炉的炉内温度可达1100～1300℃，在此温度条件下，褐煤中的锗以金属氧化物和金属硫化物的形式迅速挥发、富集。链条炉产生的含锗烟尘由旋风收尘器、布袋收尘器和泡沫收尘器回收。回收后的锗精矿再经湿法工艺提取锗。

本发明具有以下特点：1)对原料品位和热值要求不高；2)由于采用链条炉冶炼，其煤层厚度较薄，有过剩空气，使煤焦油不产生或少产生，少量焦油在链条炉的上部也会燃烧尽(因烟气中有过剩氧气)。又因炉温高，使锗的挥发、富集效果更好，布袋尘品位可达2～5％，富集比可达80～100倍，锗金属回收率可达60～65％，加上泡沫收尘，使得锗回收系统更加完善，回收率自然得以提高；3)利用链条炉冶炼能实现加料出渣的机械化，大大减轻了工人的劳动强度，能实现现代大规模工业生产；4)利用链条炉冶炼可使锅炉吸收热量转换成蒸汽，蒸气通过汽轮机发电，使热能得到充分利用。

图1为本发明的工艺流程图

实施例1，用品位为0.01％，热值为11715千焦/千克非粉状含锗褐煤100吨，经筛分、制成煤棒或煤球，然后加入链条炉冶炼，炉内温度为1100℃，经0.5小时的冶炼(从褐煤入炉至出渣)，炉内产生的含锗烟尘由旋风收烟器、布袋收尘器和泡沫收尘器回收。将所回收得的锗精矿进行湿法提炼，分两步进行：1)氯化蒸馏，配制浓度为8.5～9.5当量，5～8倍于锗精矿重量的盐酸，先将盐酸的三分之一注入反应锅，然后投入锗精矿，再将其余盐酸注入拌匀。加入重量为锗精矿重量的8～15％的二氧化锰，通入压力为20000～50000帕的蒸汽，当锅内温度达83℃以上时，锗以四氯化锗的形式被蒸出。汽态四氯化锗经冷凝得液态四氯化锗。2)水解，将四氯化锗和水按1∶6.5的体积比进行水解，搅拌，搅拌完毕后，将其静置分离两小时，经滤洗、烘干得粗二氧化锗产品，其锗品位≥65％。其中含硫和水＜1％，砷＜0.8％，湿法锗金属回收率可达88％以上，总回收率为53％。

实施例2，用品位为0.02％，热值为12134千焦/千克非粉状含锗褐煤100吨，经筛分、制成煤棒或煤球；然后加入链条炉冶炼，炉内温度为1200℃，经0.8小时的冶炼(从褐煤入炉至出渣)，炉内产生的含锗烟尘由旋风收烟器、布袋收尘器和泡沫收尘器回收。将所回收得的锗精矿进行湿法提炼，分两步进行：1)氯化蒸馏，配制浓度为8.5～9.5当量，5～8倍于锗精矿重量的盐酸，先将盐酸的三分之一注入反应锅，然后投入锗精矿，再将其余盐酸注入拌匀。加入重量为锗精矿重量的8～15％的二氧化锰，通入压力为20000～50000帕的蒸汽，当锅内温度达83℃以上时，锗以四氯化锗的形式被蒸出。汽态四氯化锗经冷凝得液态四氯化锗。2)水解，将四氯化锗和水按1∶6.5的体积比进行水解，搅拌，搅拌完毕后，将其静置分离两小时，经滤洗、烘干得粗二氧化锗产品，其锗品位≥65％。其中含硫和水＜1％，砷＜0.8％，湿法锗金属回收率可达89％以上，总回收率为58％。

实施例3，用品位为0.4％，热值为12552千焦/千克非粉状含锗褐煤100吨，经筛分、制成煤棒或煤球，然后加入链条炉冶炼，炉内温度为1300℃，经1.2小时的冶炼(从褐煤入炉至出渣)，炉内产生的含锗烟尘由旋风收烟器、布袋收尘器和泡沫收尘器回收。将所回收得的锗精矿进行湿法提炼，分两步进行：1)氯化蒸馏，配制浓度为8.5～9.5当量，5～8倍于锗精矿重量的盐酸，先将盐酸的三分之一注入反应锅，然后投入锗精矿，再将其余盐酸注入拌匀。加入重量为锗精矿重量的8～15％的二氧化锰，通入压力为20000～50000帕的蒸汽，当锅内温度达83℃以上时，锗以四氯化锗的形式被蒸出。汽态四氯化锗经冷凝得液态四氯化锗。2)水解，将四氯化锗和水按1∶6.5的体积比进行水解，搅拌，搅拌完毕后，将其静置分离两小时，经滤洗、烘干得粗二氧化锗产品，其锗品位≥65％。其中含硫和水＜1％，砷＜0.8％，湿法锗金属回收率可达90％以上，总回收率为63％。