【摘 要】
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锗是重要的战略储备资源。近年来,随着我国太阳能电池、红外热成像技术以及5G技术的发展及战略布局,对锗及其化合物产品的需求呈现出日益增长的趋势。工业生产中通常采用单宁沉锗工艺从有色冶炼烟尘中富集锗,但现行沉锗工序存在反应过程不明确、局部絮凝严重、单宁酸耗量大及锗精矿品位低等缺陷,限制了锗产业的发展。基于现行单宁沉锗工序存在的缺陷,本文在研究单宁与锗的反应过程的基础上,提出一种含锗浸出液单宁沉淀法提取
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锗是重要的战略储备资源。近年来,随着我国太阳能电池、红外热成像技术以及5G技术的发展及战略布局,对锗及其化合物产品的需求呈现出日益增长的趋势。工业生产中通常采用单宁沉锗工艺从有色冶炼烟尘中富集锗,但现行沉锗工序存在反应过程不明确、局部絮凝严重、单宁酸耗量大及锗精矿品位低等缺陷,限制了锗产业的发展。基于现行单宁沉锗工序存在的缺陷,本文在研究单宁与锗的反应过程的基础上,提出一种含锗浸出液单宁沉淀法提取锗的超声强化技术,并对其反应过程的影响因素及强化机理进行了分析。主要研究内容及结论如下:1.利用锗和单宁纯物质明确了单宁与锗的反应过程。常规条件下30倍（单宁酸与锗质量比）的单宁用量和沉锗率最佳,沉锗率为98.84%;单宁沉锗过程中,沉积方式为层聚合;单宁与锗的反应机理是单宁中的邻位酚羟基与Ge4+进行六配位结合,发生sp3d2杂化,配位形成Ge-O共价键。2.利用实际含锗浸出液为研究对象,明确了超声强化单宁沉锗过程的优化条件,当单宁沉锗温度为60℃、反应时间为30 min、溶液p H为2.50、单宁酸用量22倍（单宁酸与锗质量比）、超声功率为30 W时,沉锗率为99.01%,比常规工艺增加4%,沉锗后液中的锗浓度降低至0.6 mg/L,达到锌电积净化前的标准（0.8 mg/L）。3.通过考察含锗浸出液中的金属离子与单宁酸的作用顺序以及超声条件下单宁锗沉淀物的表征分析,明确了超声波外场强化含锗浸出液中单宁沉锗过程的机理。在常规和超声条件下浸出液中的各金属离子与单宁酸的作用顺序为:Ge4+>Fe3+>Mg2+>Zn2+>As5+。超声波能加强离子传质,促进酚羟基的电离平衡,生成更多的H+与R-O-,强化Ge4+与单宁的配位反应,且降低单宁与杂质金属的结合几率,提高单宁锗渣品位。同时,低频超声振动可以细化粒度,减少单宁锗的直接絮凝,进而降低单宁酸耗量。本文形成的沉锗工艺参数及机理研究能为现行单宁沉锗工序提供明确的理论指导,为降低单宁酸用量、提高锗精矿品位提供可行的技术方案,对含锗烟尘的高效利用、锗产业的可持续发展具有重要意义。
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