從含鍺廢料中回收鍺,核心是通過?預(yù)處理、富集、提純和精煉?這四個關(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,實現(xiàn)資源再生。整個過程強調(diào)環(huán)保和經(jīng)濟性,是保障鍺供應(yīng)鏈的重要方式。
回收流程根據(jù)廢料類型(固體、液體或低品位渣料)有所不同,但通常遵循以下技術(shù)路線:
?1. 預(yù)處理與分類?
?物理分選?:對固體廢料(如切割屑、廢棄器件)進行破碎、篩分、磁選等,去除塑料、金屬等雜質(zhì),初步富集含鍺部分。
?火法富集?:適用于低品位煙塵或渣料。利用鍺氧化物(GeO)在高溫下易揮發(fā)的特性,使其與雜質(zhì)分離并富集于煙塵中。
?2. 濕法冶金提?。ㄖ髁鞣椒ǎ?
?浸出?:用酸(鹽酸、硫酸)或堿液加熱攪拌,將鍺選擇性溶解到溶液中。
?溶液凈化與富集?:采用?溶劑萃取法?,利用有機萃取劑對鍺的高選擇性,將其從含鐵、鋅等雜質(zhì)的水相中分離,顯著提高濃度和純度。
?沉淀?:將富集后的鍺溶液反萃取或加入沉淀劑(如丹寧酸),得到粗鍺化合物(如二氧化鍺)。
?3. 精煉與深加工?
?還原?:粗二氧化鍺經(jīng)洗滌、烘干后,在高溫下用氫氣還原得到金屬鍺。
?提純?:金屬鍺通過?區(qū)域熔煉?等物理方法進一步提純,去除微量雜質(zhì),制備成高純鍺或多晶鍺材料。
回收的鍺廢錠并非簡單回爐,而是需要經(jīng)過一套精細的再生技術(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:首先對回收的廢料進行人工和機械分選,去除明顯的異物和非鍺材質(zhì),并根據(jù)其物理形態(tài)和初步成分進行分類。
2.化學(xué)提純處理:這是再生過程的核心。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。通過精餾、萃取等多級純化工藝,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)體級應(yīng)用,還需進行區(qū)域熔煉提純。通過區(qū)域熔煉,雜質(zhì)在熔融區(qū)中定向移動,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,重新進入高科技產(chǎn)業(yè)鏈。
?專業(yè)儀器檢測(最可靠)?:
?手持式X射線熒光光譜儀(XRF)?:可?無損、快速?測定樣品表面化學(xué)成分,直接確認(rèn)是否含鍺及大致含量,并篩查雜質(zhì)元素。這是現(xiàn)場初步鑒別的工具。
?實驗室分析?:對于批量或高價值廢料,需專業(yè)采樣送實驗室,進行?化學(xué)成分分析?,確定鍺的具體含量及雜質(zhì)分布,為定價和處理提供依據(jù)。

