从含锗废料中回收锗,核心是通过预处理、富集、提纯和精炼这四个关键步骤,将废料中的锗转化为高纯度的金属锗或锗化合物,实现资源再生。整个过程强调环保和经济性,是保障锗供应链的重要方式。
回收流程根据废料类型(固体、液体或低品位渣料)有所不同,但通常遵循以下技术路线:
1. 预处理与分类
物理分选:对固体废料(如切割屑、废弃器件)进行破碎、筛分、磁选等,去除塑料、金属等杂质,初步富集含锗部分。
火法富集:适用于低品位烟尘或渣料。利用锗氧化物(GeO)在高温下易挥发的特性,使其与杂质分离并富集于烟尘中。
2. 湿法冶金提取(主流方法)
浸出:用酸(盐酸、硫酸)或碱液加热搅拌,将锗选择性溶解到溶液中。
溶液净化与富集:采用溶剂萃取法,利用有机萃取剂对锗的高选择性,将其从含铁、锌等杂质的水相中分离,显著提高浓度和纯度。
沉淀:将富集后的锗溶液反萃取或加入沉淀剂(如丹宁酸),得到粗锗化合物(如二氧化锗)。
3. 精炼与深加工
还原:粗二氧化锗经洗涤、烘干后,在高温下用氢气还原得到金属锗。
提纯:金属锗通过区域熔炼等物理方法进一步提纯,去除微量杂质,制备成高纯锗或多晶锗材料。
常用技术方法:
烟化法:在还原气氛中,使熔渣中的GeO₂还原为挥发性GeO,借助锌蒸气富集于烟尘中,回收率可达85%-97%。
氯化蒸馏法:将含锗物料氧化焙烧后,与氯化剂反应生成沸点较低的GeCl₄(约84℃),通过蒸馏、冷凝、水解、还原得到金属锗。
溶剂萃取法:从浸出液中分离锗,是当前湿法回收的主流技术,具有选择性高、流程连续的优点。
随着技术进步和环保要求的日益提高,工厂含锗废料处理技术也在不断向着更、更清洁、更智能的方向发展:
1.绿色化学工艺开发:研究环境友好型的浸出剂和萃取剂,减少强酸强碱的使用,降低废水处理难度和二次污染风险。
2.过程强化与耦合:将多种技术(如超临界流体萃取、膜分离等)与传统工艺耦合,提高分离效率和资源回收率。
3.源头减量与精细化分类:鼓励生产环节改进工艺,减少废料产生量;推动对含锗废弃产品的精细化拆解与分类,提高后续回收的原料品质。
4.信息化管理:利用物联网等技术,对含锗废料的产生、转移、处理全过程进行数字化跟踪与管理,提升行业整体运行的透明度和规范化水平。

