廖彬, 劉付朋
(江西理工大學材料冶金化學學部,江西 贛州 341000)
鍺作為一種稀散金屬,具有良好的物理和化學特性,被廣泛應用于光纖制造、紅外光學、催化、半導體制造和醫用化療等領域,已被許多國家列為重要的戰略儲備資源[1-5]。鍺在地殼中的分布極其分散,自然界中幾乎沒有可供開采的獨立礦床,主要伴生于硫化鉛鋅礦和含鍺煤礦中[6-7]。因此,鍺只能在有色金屬冶煉過程中作為原料的副產品綜合回收[8-9]。
鋅精礦伴生有貴金屬、稀散金屬及其他有色金屬,是巨大的資源寶庫[10-13]。在傳統濕法煉鋅工藝中,鋅精礦經氧化焙燒后,鍺主要以Zn(Fe,Ge)2O4一類鐵酸鹽固溶體的形式存在,在中性浸出及弱酸浸出階段基本不被浸出,幾乎全部進入鋅浸出渣中[14-15]。鋅浸出渣經煙化爐還原吹煉后,鍺與鋅均被還原并富集到氧化鋅煙塵中,其中鍺含量通常為500~1 000 g/t,是鍺的重要次生資源[16-18]。氧化鋅煙塵中鍺含量較低,并且多以GeO2和GeO形式存在,加之存在大量的Zn、Fe、Pb等金屬,使得鍺的回收面臨較大挑戰[19]。
對于氧化鋅煙塵中鍺的回收,相關學者進行了大量探索實驗。目前,工業上從含鍺氧化鋅煙塵中提取鍺的方法主要采用常規的硫酸浸出工藝,生產實踐表明,該冶煉工藝對鍺的回收率較低,只有60%左右[20]。肖靖泉等[21]采用氯化銨焙燒法富集含鍺氧化鋅煙塵中的鍺,并通過直接采用水浸取焙燒渣的方法成功回收了鋅,但該工藝能耗相對較高,并且因氧化鋅煙塵中鍺的含量較低,氯化銨用量大,成本較高。……