一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，特別適用于中性和酸性的復(fù)雜多成分的低濃度含鍺溶液，通過(guò)向Ge含量小于30mg/L的含鍺溶液中添加硅試劑，生成硅膠，利用鍺具有“親硅”的性質(zhì)，使得溶液中的91%以上的鍺被硅膠吸附富集，然后通過(guò)過(guò)濾反應(yīng)溶液，得到含鍺2%以上的鍺精礦。本發(fā)明工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，且鍺與其它金屬離子分離效果好，鍺富集比高，適用于工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法；屬于化學(xué)分離【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鍺是重要的稀散金屬之一，其性能獨(dú)特，主要用于制造電子工業(yè)的半導(dǎo)體器件、紅外、光纖與化工催化劑的方面，是支撐當(dāng)代高新技術(shù)的支撐材料之一。由于鍺分布過(guò)于分散，其提取難度較大，因而科技工作者一直都很重視鍺的提取研究。
[0003]對(duì)于含鍺溶液中鍺的回收，通常主要采用萃取的方法處理，如專利CN1552923A公開(kāi)了一種用三辛胺從含鍺酸性溶液中萃取、NaOH反萃的鍺的富集方法，采用該方法，鍺的萃取率可達(dá)95%-97%，鍺的富集比可達(dá)15-30倍，但其僅適用于Ge含量大于30mg的酸性溶液，對(duì)于低濃度含Ge溶液處理效果不佳。此外，也有研究人員采用沉淀吸附的方法從溶液中回收鍺，如專利CN101892387A公開(kāi)了一種綜合回收水解母液和洗水中鍺的方法，通過(guò)調(diào)節(jié)不同pH值(pH>7)使得三氯化鐵充分水解吸附液相中的鍺，過(guò)濾后得到含鍺濾渣，鍺回收率可達(dá)98.5%以上，但工藝流程較長(zhǎng)，耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)72h以上，并且僅適用于溶液成分較為簡(jiǎn)單的情況，對(duì)于多金屬溶液，由于雜質(zhì)金屬離子的沉淀，勢(shì)必造成鍺富集效果不佳的情況。
[0004]因此，現(xiàn)有從溶液中回收鍺的方法存在諸多不足，如適用范圍較窄、流程較長(zhǎng)、富集效果不佳等問(wèn)題，業(yè)界迫切需要開(kāi)發(fā)新的溶液中鍺的回收方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝流程簡(jiǎn)單、鍺回收率高、適用范圍較寬的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法。
[0006]本發(fā)明所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，具體步驟如下:
[0007]第一步:將低濃度含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至30-80°C ；
[0008]第二步:然后再往反應(yīng)釜中加入硅試劑，控制硅試劑與溶液中鍺的物質(zhì)的量之比為5:1-20:1，繼續(xù)攪拌反應(yīng)l-4h ；
[0009]第三步:結(jié)束反應(yīng)并過(guò)濾分離，將所得的濾渣干燥，獲得富鍺混合物，其鍺含量可達(dá)2%以上。
[0010]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，所述的含鍺溶液為含多種金屬離子溶液。
[0011]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，所述的含鍺溶液為單一鍺溶液。
[0012]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，所述的含鍺溶液中鍺含量大于或等于
0.5mg/L。
[0013]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:所述的低濃度含鍺溶液中鍺含量為 0.5mg/L-30mg/L。
[0014]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，所述的含鍺溶液的pH值小于10。
[0015]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，第二步中所用的硅試劑為水溶性無(wú)機(jī)硅酸鹽。
[0016]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，所述的水溶性無(wú)機(jī)硅酸鹽選自硅酸鈉、娃酸鉀、偏娃酸鈉或偏娃酸鉀中的一種。
[0017]一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，鍺的回收率和所得鍺精礦中的鍺含量通過(guò)硅試劑的加入量來(lái)控制。
[0018]本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，在攪拌、加熱的條件下將水溶性無(wú)機(jī)硅酸鹽投加到低濃度含鍺溶液中，生成活性高，比表面積大，吸附能力極強(qiáng)的新生態(tài)硅膠，其飽和吸附量超過(guò)普通硅膠的30-50%以上，從而，實(shí)現(xiàn)低濃度含鍺溶液中鍺的高效富集。
[0019]與已有的從溶液中回收鍺的方法相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)可處理低濃度含鍺溶液，鍺回收率高。
[0021](2)可處理多金屬離子的含鍺溶液，鍺分離效果好，富集比高。
[0022](3)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)復(fù)雜特殊裝備要求，易于生產(chǎn)應(yīng)用。
[0023](4)與萃取工藝相比，本工藝無(wú)需使用有機(jī)物，無(wú)有毒有害試劑消耗，因而，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染。
[0024]本發(fā)明工藝過(guò)程簡(jiǎn)單， 成本低，且鍺與其它金屬離子分離效果好，鍺富集比高，適用于工業(yè)化應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1:
[0026]將1000ml pH 為 3，含鍺 12mg/L、銅 220mg/L、鋅 326mg/L、鐵 48mg/L 的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至50°C，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸鈉溶液，控制硅酸鈉與Ge的物質(zhì)的量之比為12。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h停止反應(yīng)，真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料約0.24克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為4.84%，鍺的回收率可達(dá)96.32%。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]將1000ml pH 為 3，含鍺 12mg/L、銅 220mg/L、鋅 326mg/L、鐵 48mg/L 的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至70°C，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸鈉溶液，控制硅酸鈉與Ge的物質(zhì)的量之比為7。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)3h停止反應(yīng)，真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料約0.17克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為6.34%，鍺的回收率可達(dá)91.32%。
[0029]實(shí)施例3:
[0030]將1000ml pH 為 3，含鍺 12mg/L、銅 220mg/L、鋅 326mg/L、鐵 48mg/L 的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至35°C，然后向溶液中加入0.25mol/L偏硅酸鈉溶液，控制偏娃酸鈉與Ge的物質(zhì)的量之比為18。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h停止反應(yīng),真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料約0.42克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為2.84%，鍺的回收率可達(dá)99.12%。
[0031]實(shí)施例4:
[0032]將1000ml pH 為 2，含鍺 68mg/L、銅 132mg/L、鋅 278mg/L、鐵 53mg/L 的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至60°C，然后向溶液中加入0.25mol/L硅酸鉀溶液，控制娃酸鉀與Ge的物質(zhì)的量之比為15。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)4h停止反應(yīng),真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料約1.26克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為5.26%，鍺的回收率可達(dá)97.15%。
[0033]實(shí)施例5:
[0034]將1000ml pH為6，含鍺3mg/L、銅17mg/L、鋅26mg/L、鐵3mg/L的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至80°C，然后向溶液中加入0.lmol/L偏硅酸鉀溶液，控制偏娃酸鉀與Ge的物質(zhì)的量之比為12。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h停止反應(yīng),真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料0.088克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為3.16%，鍺的回收率可達(dá)93.32%。
[0035]實(shí)施例6:
[0036]將1000ml pH 為 1，含鍺 212mg/L、銅 646mg/L、鋅 522mg/L、鐵 242mg/L 的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至30°C，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸鈉溶液，控制硅酸鈉與Ge的物質(zhì)的量之比為14。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)4h停止反應(yīng)，真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料約6.16克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為3.34%，鍺的回收率可達(dá)97.14%。
[0037]實(shí)施例7:
[0038]將1000ml pH 為 5，含鍺 0.55mg/L、銅 6mg/L、鋅 5mg/L、鐵 12mg/L 的含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至30°C，然后向溶液中加入0.2mol/L硅酸鈉溶液，控制娃酸鈉與Ge的物質(zhì)的量之比為18。加料完成后，繼續(xù)保溫反應(yīng)4h停止反應(yīng),真空抽濾，所得濾渣干燥后，即可得到富鍺物料約0.018克，采用萃取分離苯芴酮分光光度法(GB/T8151.13-2000)測(cè)得富鍺物料中，鍺的質(zhì)量百分含量約為2.84%，鍺的回收率可達(dá)95.25%。 [0039]以上實(shí)施例表明，本發(fā)明對(duì)溶液中鍺的回收具有良好的效果，特別是針對(duì)低濃度、多金屬成分的復(fù)雜含鍺溶液。
【權(quán)利要求】
1.一種從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，具體步驟如下: 第一步:將低濃度含鍺溶液泵入到反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，并升溫至30-80°C ； 第二步:往反應(yīng)釜中加入硅試劑，控制硅試劑與溶液中鍺的物質(zhì)的量的比為5:1-20:1，繼續(xù)攪拌反應(yīng)l-4h ； 第三步:結(jié)束反應(yīng)并過(guò)濾分離，將所得的濾渣干燥，獲得富鍺物料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:所述的低濃度含鍺溶液中鍺含量大于等于0.5mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:所述的低濃度含鍺溶液中鍺含量為0.5mg/L-30mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:所述的低濃度含鍺溶液的PH值小于10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:第二步中所用的硅試劑為水溶性無(wú)機(jī)硅酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要 求7所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:所述的水溶性無(wú)機(jī)硅酸鹽選自硅酸鈉、硅酸鉀、偏硅酸鈉或偏硅酸鉀中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從低濃度含鍺溶液中富集鍺的方法，其特征在于:鍺的回收率達(dá)91%以上，鍺的回收率和所得富鍺物料中鍺的含量可通過(guò)硅試劑的加入量來(lái)調(diào)整。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK103540755SQ201310511310
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】李玉虎, 張登凱, 徐毅, 張偉, 胡東風(fēng), 曾理 申請(qǐng)人:深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠