從含鍺廢料中回收鍺,核心是通過(guò)?預(yù)處理、富集、提純和精煉?這四個(gè)關(guān)鍵步驟,將廢料中的鍺轉(zhuǎn)化為高純度的金屬鍺或鍺化合物,實(shí)現(xiàn)資源再生。整個(gè)過(guò)程強(qiáng)調(diào)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性,是保障鍺供應(yīng)鏈的重要方式。
常用技術(shù)方法:
?煙化法?:在還原氣氛中,使熔渣中的GeO?還原為揮發(fā)性GeO,借助鋅蒸氣富集于煙塵中,回收率可達(dá)85%-97%。
?氯化蒸餾法?:將含鍺物料氧化焙燒后,與氯化劑反應(yīng)生成沸點(diǎn)較低的GeCl?(約84℃),通過(guò)蒸餾、冷凝、水解、還原得到金屬鍺。
?溶劑萃取法?:從浸出液中分離鍺,是當(dāng)前濕法回收的主流技術(shù),具有選擇性高、流程連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)。
回收的鍺廢錠并非簡(jiǎn)單回爐,而是需要經(jīng)過(guò)一套精細(xì)的再生技術(shù)流程,才能重新轉(zhuǎn)化為高純度的可用鍺材料。
1.預(yù)處理與分類:首先對(duì)回收的廢料進(jìn)行人工和機(jī)械分選,去除明顯的異物和非鍺材質(zhì),并根據(jù)其物理形態(tài)和初步成分進(jìn)行分類。
2.化學(xué)提純處理:這是再生過(guò)程的核心。通常采用濕法冶金技術(shù),如使用鹽酸、氯氣等將廢料中的鍺轉(zhuǎn)化為四氯化鍺等中間化合物。通過(guò)精餾、萃取等多級(jí)純化工藝,有效分離并去除其中的雜質(zhì)元素,如鐵、鋅、砷等。
3.還原與精煉:將高純度的四氯化鍺經(jīng)過(guò)水解得到二氧化鍺,再在高溫下用氫氣還原,得到金屬鍺。此步驟得到的鍺純度已經(jīng)很高,但為了滿足半導(dǎo)體級(jí)應(yīng)用,還需進(jìn)行區(qū)域熔煉提純。通過(guò)區(qū)域熔煉,雜質(zhì)在熔融區(qū)中定向移動(dòng),最終聚集在鍺錠的一端,切除雜質(zhì)集中的部分后,即可得到超高純度的鍺單晶材料。
4.重塑與再利用:再生得到的高純鍺錠或鍺單晶,可以重新作為原料,用于制造新的紅外光學(xué)透鏡、窗口、太陽(yáng)能電池用鍺襯底、光纖摻雜劑以及各類半導(dǎo)體器件,重新進(jìn)入高科技產(chǎn)業(yè)鏈。
推動(dòng)鍺廢錠的上門回收與再生,其環(huán)保價(jià)值深遠(yuǎn),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.顯著降低原生資源開(kāi)采壓力:每回收再生一噸鍺金屬,意味著可以減少數(shù)十倍乃至上百倍的原生礦石開(kāi)采量。這直接保護(hù)了不可再生的礦產(chǎn)資源,減少了因采礦活動(dòng)導(dǎo)致的植被破壞、水土流失、生物多樣性受損等生態(tài)問(wèn)題。

