從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法
2023-11-03 21:47:57 3
從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法
【專利摘要】從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，涉及廢料回收技術，屬於冶金化工【技術領域】，具體涉及從含鍺的光纖廢料中回收鍺的方法。先將含鍺光纖廢料進行球磨粉碎，取粉碎後細料進行依次進行加鹼焙燒、浸出、固液分離、沉鍺和鍺的富集步驟。本發明收率高、工藝操作簡單、設備投資小、生產成本低、不產生二次汙染。
【專利說明】從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢料回收技術，屬於冶金化工【技術領域】，具體涉及從含鍺的光纖廢料中回收鍺的方法。
【背景技術】
[0002]隨著鍺的用途的廣泛拓寬，鍺被大量用作製造光導纖維的原料。據統計，近年鍺在光導纖維中的應用以佔全世界用量的42%~45%。因此廢料也就越來越多。由於鍺的資源十分短缺，光導纖維廢料中又含有大量的鍺。在生產光棒時鍺的化合物與矽的化合物一道反應後，鍺被大量的二氧化矽膠體吸附或包裹，這種廢料用一般的工業酸反應幾乎無法提煉鍺，要提煉鍺必須打破二氧化矽膠體的保護，用鹼處理後直接蒸餾效果仍不理想，回收率都在80%以下。因此合理回收綜合利用光導纖維廢料中的鍺已成為很重要的課題。
[0003]常見含鍺光纖廢料的回收方法是高溫還原揮發法、氫氟酸浸法和單純加鹼焙燒蒸餾法來回收鍺。
[0004]1、高溫還原揮發法:即在此物料中加入碳粉，混合均勻，放在爐內加熱到600~SOO0C，並通入惰性氣體或使加熱爐減壓，使鍺以GeO形態揮發出來，用捕集器捕集GeO。該工藝設備比較複雜，且過程難以控制。
[0005]2、氫氟 酸浸出法:由於二氧化矽的包裹，先用氫氟酸浸出，破壞二氧化矽對鍺的包裹，然後對浸出液調PH值後用栲膠沉澱鍺，烘乾焙燒後氯化蒸餾提鍺。該工藝鍺浸出率高，但生產鏈比較長，成本比較高，且由於過程中使用了大量的氫氟酸，無論是浸出設備還是蒸餾設備，都會被嚴重腐蝕。
[0006]3、單純加鹼焙燒蒸餾法:將此物料加純鹼拌勻，高溫焙燒破碎後直接蒸餾。該工藝蒸餾酸耗大，鍺直收率低於80%，不經濟。
【發明內容】
[0007]本發明目的是提出一種收率高、工藝操作簡單、設備投資小、生產成本低、不產生二次汙染的從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法。
[0008]本發明技術方案是:先將含鍺光纖廢料進行球磨粉碎，取粉碎後細料進行依次進行加鹼焙燒、浸出、固液分離、沉鍺和鍺的富集步驟。
[0009]本發明的優越點:
1、通過球磨和加鹼焙燒，將緊密結合的氧化矽和氧化鍺都轉化成能夠水溶的鍺酸鈉和矽酸鈉。
[0010]2.通過浸出、固液分離和沉鍺等工序，將矽鍺轉化過程中加入的大量鹼與鍺進行了分離，既提高了產品鍺富集物的品位，也大大節約了後續蒸餾工序的酸消耗。
[0011]3.本發明工藝採用火溼法聯合工藝，生產效率高，鍺直收率大於90%，可直接得到含鍺10%以上的鍺富集物，利於後續生產和提純鍺。
[0012]4、本發明具有明顯的清潔特徵:輔材中僅使用純鹼和三氯化鐵，沒有帶入重金屬或有機物等汙染物，因此汙水環保處理工藝簡單，處理後水返回生產使用，汙水沉澱渣僅含矽、鐵、鈉，可作為一般工業廢物送生產建材產品等等。
[0013]具體地，本發明所述球磨是:採用球磨機對含鍺光纖廢料進行幹磨，幹磨後過150目篩，取過篩的粉碎後細料。
[0014]所述加鹼焙燒是:將粉碎後細料和純鹼以重量比為1:1.2的比例混合後，置於850°C恆溫焙燒6小時。
[0015]所述浸出是:將加鹼焙燒後形成的物料與水以重量比1:3的比例混合後加熱至沸騰，攪拌條件下浸出處理6小時。
[0016]所述固液分離是將浸出後的溶液靜置至溶液溫度低於40°C後，泵出含鍺清液；下層沉澱採用離心分離，也能取得含鍺清液，將離心後的渣質置於烘箱120°C恆溫8小時後返回加鹼焙燒。
[0017]所述沉鍺是:在固液分離後的含鍺清液中加入三氯化鐵，經攪拌反應後靜置。可使上清液含鍺低於lOug/ml。進一步地，所述含鍺清液中的鍺質量與三氯化鐵的投料質量比為1:15。
[0018]所述鍺的富集是:固液分離出上清液後，將沉沉物放入電爐中120°C恆溫12小時，取得鍺的富集成品。
【具體實施方式】
[0019]操作步驟:球磨、加鹼焙燒、浸出、固液分離、沉鍺、鍺富集物。
[0020]1、球磨:將含鍺光纖廢料採用球磨機幹磨，磨後過150目篩，取得粉碎後細料。
[0021]2、加鹼焙燒:將粉碎後細料與純鹼按重量比1: 1.2的比例攪拌均勻後裝入不鏽鋼料盤，放入箱型電阻爐，於爐內溫度為850°C的條件下恆溫焙燒6小時，使氧化矽轉換成矽酸鈉，氧化鍺轉化成鍺酸鈉。
[0022]3、浸出:將焙燒後的物料放入浸出池中，按物料與水的重量比為1:3的比例加水，並加熱至沸騰，攪拌條件下浸出處理6小時。
[0023]4、固液分離:將浸出後的溶液靜置12小時以上，待溶液溫度低於40°C後，將含鍺的清液直接用泵打出進入沉鍺工序；浸出池底部少量渣液使用離心機固液分離，取得的含鍺的清液也進入沉鍺工序，將離心後的渣質置於烘箱120°C恆溫8小時後返回上述步驟2加鹼焙燒。
[0024]5、沉鍺:將步驟4的兩組含鍺清液合併後放入浸出池進行攪拌，分析計算溶液中含鍺量，按鍺元素與三氯化鐵的重量比為1:15的比例向溶液中加入三氯化鐵溶液，加完後攪拌I小時，溶液靜置12小時以上，取樣分析上清液含鍺量，如含鍺量低於lOug/ml，則進入
後道工序。
[0025]6、鍺富的富集:將合格的沉鍺上清液排放至水處理站中和環保處理，處理後水可返回生產用，汙水沉澱渣僅含矽、鐵、鈉，可作為一般工業廢物送生產建材產品等等。
[0026] 沉鍺後底層含鍺渣液混合物用離心機進行固液分離，分離出濾渣為鍺富集物，放入電爐中120°C恆溫12小時，產出物料含鍺品位>10%，可作為鍺原料出售或者進入蒸餾、精餾、水解工序生產高純氧化鍺。
【權利要求】
1.從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於先將含鍺光纖廢料進行球磨粉碎，取粉碎後細料進行依次進行加鹼焙燒、浸出、固液分離、沉鍺和鍺的富集步驟。
2.根據權利要求1所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述球磨是:採用球磨機對含鍺光纖廢料進行幹磨，幹磨後過150目篩，取過篩的粉碎後細料。
3.根據權利要求1所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述加鹼焙燒是:將粉碎後細料和純鹼以重量比為1: 1.2的比例混合後,置於850°C恆溫焙燒6小時。
4.根據權利要求1所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述浸出是:將加鹼焙燒後形成的物料與水以重量比1:3的比例混合後加熱至沸騰，攪拌條件下浸出處理6小時。
5.根據權利要求1所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述固液分離是:將浸出後的溶液靜置至溶液溫度低於40°C後，泵出含鍺清液；下層沉澱採用離心分離，取得含鍺清液，將離心後的渣質置於烘箱120°C恆溫8小時後返回加鹼焙燒。
6.根據權利要求1所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述沉鍺是:在固液分離後的含鍺清液中加入三氯化鐵，經攪拌反應後靜置。
7.根據權利要求6所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述含鍺清液中的鍺質量與三氯化鐵的投料質量比為1:15。
8.根據權利要求1所述從含鍺光纖廢料中回收鍺的方法，其特徵在於所述鍺的富集是:固液分離出上清液 後，將沉沉物放入電爐中120°C恆溫12小時，取得鍺的富集成品。
【文檔編號】C22B41/00GK103993178SQ201410226815
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】汪洋, 樊飛, 嶽喜龍, 樊紅傑 申請人:揚州寧達貴金屬有限公司