一种离心萃取锗的方法与流程

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种离心萃取锗的方法。

背景技术：

锗是一种重要的稀散金属，几常与铜、铅、锌伴生在硫化物中。锗的用途广泛，主要用于电子工业、红外光学器件、光导纤维、能源等领域。

目前湿法炼锌系统中富集回收锗的方法主要有丹宁酸沉淀法、萃取法等。

丹宁沉淀法具有反应速度快，操作条件简单，沉淀效率高的优点，同时存在丹宁价格高，不能循环使用，锗回收率低的问题。

萃取法中常用的萃取剂主要由三大类：

一是以lix63为代表的羟肟类和以kelex为代表的喹啉类。lix63对锗有较好的的选择性，但是要求高酸度萃取体系、高浓度萃取剂和高碱浓度反萃体系，导致成本过高。kelex100萃取锗需在高硫酸浓度下进行，反萃的平衡时间长且温度高，在工业生产上收到限制；

二是以n235为代表的胺类萃取剂。n235化学性质稳定，水溶性小，价格便宜，在酸度为4-5g/l的硫酸锌溶液中的锗以及萃取率可达85％。但是其在萃取过程中容易发生乳化，因此应用受到限制；

三是羟肟类，如国内开发的h106等。实验表明h106对锗的萃取能力和选择性都很强，但实际应用中，h106由于凝固点高，需要较高的操作温度，因此限制了其在工业上的应用。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种离心萃取锗的方法，以解决萃取槽料液存量大、占地面积大、分离效率低、乳化严重等问题；该方法在萃取锗的过程中降低设备内料液存量，提高分离效率。

本发明公开了一种离心萃取锗的方法，包括：

萃取：使用n235与煤油的混合液作为萃取剂，按一定相比将所述萃取剂与含锗溶液加入离心萃取装置中进行萃取，得到富锗有机相；

反萃：将所述富锗有机相采用特定溶液洗涤，再用氢氧化钠溶液在离心萃取装置中进行反萃，得到反萃液；

锗生产：将所述反萃液经过水解、洗涤、煅烧，得到锗精矿。

作为本发明的进一步改进，在所述萃取剂中，n235的体积百分比为25-30％。

作为本发明的进一步改进，所述萃取过程为4-6级逆流萃取，相比o:a＝1:(3-5)。

作为本发明的进一步改进，所述反萃过程为4-5级逆流反萃，相比o:a＝(5-10):1。

作为本发明的进一步改进，所述特定溶液为酒石酸溶液、草酸溶液、碳酸铵溶液、清水中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述氢氧化钠溶液浓度为200-250g/l。

作为本发明的进一步改进，所述水解反应的条件：温度80-90℃，时间4-5h。

作为本发明的进一步改进，所述锗精矿的含锗大于25％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、采用离心萃取装置进行锗萃取过程，混合时间短，两相接触迅速，相比传统萃取，减少了搅拌时间，避免有机相乳化；

2、传统槽式萃取装置，分离效果差，导致溶液夹带量大，而离心萃取装置分离强度高，利用油水两相密度差，在高速转动离心力的作用下，可快速有效的实现两相的分离，分相效果好，减少了反萃剂的消耗，有效降低生产成本；

3、混合澄清槽占地面积大，且系统内溶液滞留量大，而采用离心萃取装置占地面积小，仅为传统槽式萃取装置的1/5，且设备内溶液滞留量很小，减少有机相的投入成本；

4、离心萃取装置为全密封结构，有机相挥发量少，操作环境好。操作简单，自动化程度高，能耗低且处理量大。设备采用上悬式结构，无底部轴承与机械密封，无渗漏风险，维护简单方便；

5、传统槽式萃取装置，萃取流程长，萃取效率低，反萃液锗含量低，产品质量稳定性差；而采用离心萃取装置，萃取流程短，萃取效率高，反萃液锗含量高，产品品位提高且质量稳定。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的离心萃取锗的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

本发明提供一种离心萃取锗的方法，采用离心萃取装置从溶液中萃取锗时，由于混合强度高，物料在极短的停留时间内可以达到平衡状态，能耗相较传统混合澄清槽大幅降低，处理量提高。同时，离心萃取装置内存料量小，分相速度快、效果好，避免出现乳化现象。

如图1所示，本发明提供一种离心萃取锗的方法，包括：

s1、萃取：

使用n235与煤油的混合液作为萃取剂，按一定相比将萃取剂与含锗溶液加入离心萃取装置中进行萃取，得到富锗有机相；

其中：

在萃取剂中，n235的体积百分比为25-30％；

萃取过程为4-6级逆流萃取，相比o:a＝1:(3-5)。

s2、反萃：

将富锗有机相采用特定溶液洗涤，再用氢氧化钠溶液在离心萃取装置中进行反萃，得到反萃液；

其中：

反萃过程为4-5级逆流反萃，相比o:a＝(5-10):1；

特定溶液为酒石酸溶液、草酸溶液、碳酸铵溶液、清水中的一种；

氢氧化钠溶液浓度为200-250g/l。

s3、锗生产：

将反萃液经过水解、洗涤、煅烧，得到锗精矿；

其中：

水解反应的条件：温度80-90℃，时间4-5h。

锗精矿的含锗大于25％。

实施例1

本发明提供一种离心萃取锗的方法，包括：

步骤1、萃取：

萃取剂为体积比25％的n235和70％的煤油混合有机相，含锗溶液锗含量为600mg/l，萃取相比o:a＝1：3，萃取过程在自制离心萃取装置中进行，经过4级逆流萃取，无乳化现象，有机相、萃余液无夹带，萃余液含锗8.54mg/l，锗萃取率98.58％；

步骤2、反萃：

将步骤1得到的浸富锗有机相用清水洗涤，以降低有机相酸度及洗出部分杂质元素，减少反萃时氢氧化钠的用量，同时降低进入到反萃液中杂质元素的含量。经过洗涤的有机相采用200g/l的氢氧化钠溶液进行反萃，反萃过程在离心萃取装置中进行，相比o:a＝10:1，经4级逆流反萃，得到反萃液，锗含量为17.62g/l，反萃效率99.32％；

步骤3、锗生产：

向步骤1得到的反萃液中加入质量浓度为10％的硫酸溶液调整ph至9，水解温度控制在80℃，反应时间4h得到水解沉淀，其锗含量为16.7％，用热水洗涤水解沉淀物，再将其在200℃温度下煅烧，获得品位33.7％的锗精矿。

实施例2

本发明提供一种离心萃取锗的方法，包括：

步骤1、萃取：

萃取剂为体积比30％的n235和70％的煤油混合有机相，含锗溶液锗含量为542mg/l，萃取相比o:a＝1：5，萃取过程在自制离心萃取装置中进行，经过5级逆流萃取，无乳化现象，有机相、萃余液无夹带，萃余液含锗4.3mg/l，锗萃取率99.21％。

步骤2、反萃：

将步骤1得到的浸富锗有机相用碳酸钠洗涤，经过洗涤的有机相采用220g/l的氢氧化钠溶液进行反萃，反萃过程在离心萃取装置中进行，相比o:a＝6:1，经4级逆流反萃，得到反萃液，锗含量为16.01g/l，反萃效率99.26％。

步骤3、锗生产：

向步骤2得到的反萃液中加入质量浓度为10％的硫酸溶液调整ph至9.5，水解温度控制在85℃，反应时间4.5h得到水解沉淀，其锗含量为15.2％，用热水洗涤水解沉淀物，再将其在250℃温度下煅烧，获得品位30.7％的锗精矿。

实施例3

本发明提供一种离心萃取锗的方法，包括：

步骤1、萃取：

萃取剂为体积比30％的n235和70％的煤油混合有机相，含锗溶液锗含量为934mg/l，萃取相比o:a＝1：4，萃取过程在自制离心萃取装置中进行，经过5级逆流萃取，无乳化现象，有机相、萃余液无夹带，萃余液含锗11.2mg/l，锗萃取率98.80％。

步骤2、反萃：

将步骤1得到的浸富锗有机相用碳酸钠洗涤，经过洗涤的有机相采用250g/l的氢氧化钠溶液进行反萃，反萃过程在离心萃取装置中进行，相比o:a＝5:1，经5级逆流反萃，得到反萃液，锗含量为18.24g/l，反萃效率98.81％。

步骤3、锗生产：

向步骤2得到的反萃液中加入质量浓度为10％的硫酸溶液调整ph至10，水解温度控制在90℃，反应时间5h得到水解沉淀，其锗含量为18.9％，用热水洗涤水解沉淀物，再将其在300℃温度下煅烧，获得品位36.5％的锗精矿。

本发明采用离心萃取实现锗的富集，混合强度高，停留时间短，避免有机相乳化；工艺简单，自动化程度高，适合工业化生产；密闭性好，减少有机相挥发，降低生产成本；分离效果好，两相夹带少，同时锗的回收率高。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。