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本文阐述了真空富集—Na2CO3焙烧—氯化蒸馏—GeCl4水解法从国内某厂硬锌中提取锗的试验研究过程,重点研究了真空富集锗及氯化蒸馏制取GeC4这两套工序,同时为切合当今环保要求,对氯化蒸馏过程中残液、废水、废渣的处理亦做了探讨,而对Na2CO3焙烧、GeCl4水解这两套已为国内外厂家采用、工艺成熟的工序,仅做了验证试验。 真空蒸馏富集锗的试验是在真空度恒定为66~106Pa的情况下进行的,主要考察的蒸馏温度和蒸馏时间对锗的直收率和回收率的影响。试验结果表明,存温度1010℃时恒温40~100分钟,总耗时275~445分钟条件下,锗富集于真空炉炉渣中,其品位为2.87~4.12%,锗的直收率达97.26~94.09%,锗的回收率接近100%,锗的富集比为10.63~15.26%,同时冷凝合金经进一步处理后可制得精锌、精铅。 氯化蒸馏过程采用CaCl2-HCl作蒸馏液,主要考察了蒸馏液酸度对Ge的直收率和回收率的影响。试验结果表明,以矿:CaCl2溶液(浓度为450g/l~500g/l):工业盐酸(酸度为9~10N)=1(kg):4(升):4(升)的比例来配制蒸馏液,并在120℃下恒温蒸馏半小时,蒸馏产出的GeCl4液含Ge~600g/l,含砷仪0.30克/升,整个蒸馏过程Ge直收率为88.14%,Ge回收率为97.12%,制得的GeCl4溶液的纯度>99.9%。 对Na2CO3焙烧、GeCl4水解法工序作了验证试验。试验结果与国内外厂家的技术参数一致。Na2CO3焙烧过程中锗的回收率为98%,直收率为96.8%:水解过程中GeCl4的加入量与纯水的比例为1:6.5,在温度为0℃的情况下反应2小时,得到纯度为98.0%左右的GeO2,整个GeCl4水解过程中锗的直收率94.8%,回收率为98.55%。 用该法来处理该厂的硬锌,全流程Ge的直收率为78.7%,回收率为93.79%,制得的GeO2的纯度>98%,且经济指标较好,生产1公斤以金属锗量计的GeO2所需主要原料的总成本仅为656.56元,材料来源亦没有问题。同时,在锗的富集过程中引入真空炉,具有真空冶炼的优点:炉内氧气很微,能基本上避免活性金属(Zn、As等)的氧化作用:蒸馏温度较低,设备材料易解决,能耗低,真空炉体积小,设备与基建投资少,污染少:又在氯化蒸馏过程中引入氯化钙,使一向认为难于对付的残液处理变得较为简单,这是对传统工艺有意义的变革。真有空富集—Na2CO3焙烧—氯化蒸馏—GeCl4水解法来回收硬锌中的锗,其可操作性及实践性均较强,有较大的推广价值。