含鍺廢料并非指單一的某種廢棄物,而是指在工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的,含有一定量鍺元素的固體、液體或污泥狀物質(zhì)。其主要來源包括:
1.鍺金屬冶煉與加工過程:在從鍺精礦或含鍺煤灰中提取金屬鍺的冶煉過程中,會產(chǎn)生爐渣、煙塵、酸浸渣等副產(chǎn)品,其中往往殘留有未完全回收的鍺。
2.鍺制品制造環(huán)節(jié):在將高純鍺加工成晶片、透鏡、窗口等器件的過程中,會產(chǎn)生切割屑、研磨粉、不合格的邊角料等。
3.使用鍺材料的終端產(chǎn)業(yè):例如,廢棄的紅外光學(xué)鏡頭、損壞的太陽能電池鍺襯底、淘汰的半導(dǎo)體器件等,這些固體廢棄物是重要的二次鍺資源。
4.含鍺廢水與廢液:在清洗、蝕刻等工藝步驟中產(chǎn)生的廢水,可能溶解有微量的鍺化合物。
回收的鍺廢錠并非簡單回爐,而是需要經(jīng)過一套精細(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(jìn)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(jìn)入高科技產(chǎn)業(yè)鏈。
3.避免環(huán)境污染與隱患:隨意堆存或不當(dāng)處理的含鍺廢料,其中的重金屬或其他有害成分可能隨雨水淋溶進(jìn)入土壤和地下水,造成長期污染。專業(yè)的回收處理,確保了這些廢料在受控環(huán)境下被轉(zhuǎn)移和處置,切斷了污染路徑,保護(hù)了生態(tài)環(huán)境和公共健康。
4.促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系建設(shè):鍺廢錠的回收再生是循環(huán)經(jīng)濟(jì)在稀有金屬領(lǐng)域的生動實踐。它將傳統(tǒng)的“資源-產(chǎn)品-廢棄物”線性模式,轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y源-產(chǎn)品-再生資源”的閉環(huán)循環(huán),提升了整個社會經(jīng)濟(jì)活動的資源效率,是可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。

