一种焙烧法从原煤中提取锗的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锗提取技术领域，尤其涉及一种焙烧法从原煤中提取锗的方法。
【背景技术】
[0002] 金属锗主要以吸附态和单矿物的形式存在于煤层结构中，以其优异的性能而被广 泛应用于航空航天、军工等高科技领域。锗的提取的方法常见为水冶法和火冶法。水冶法 主要是将原煤破碎并浸入特定的溶液内，浸出或萃取得到金属锗，然而这种方式对设备要 求高、工艺复杂且成本高昂，不适用于大规模工业生产。火冶法主要从原煤的燃烧产物中提 取锗，工艺简单、成本相对较低，然而传统的燃烧提取方法中，锗的提取率低且消耗盐酸量 巨大，燃烧温度不加控制更是容易使已经生成的二氧化锗从可溶性转变为不溶性，从而加 大了浪费。
【发明内容】
[0003] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种焙烧法从原煤中提取锗的方 法，本发明成本低、锗的提取率高，适合大规模工业生产。
[0004] 本发明提出的一种焙烧法从原煤中提取锗的方法，包括以下步骤：
[0005] S1、按重量份将150-180份原煤破碎、过筛后，与8-12份高锰酸钾混合均匀投入第 一加工设备；
[0006] S2、以50-60°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至250-300°C并保 温10-15min，再以20-40°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至500-550°C并 保温I. 5-2h得到物料A和烟尘B ;
[0007] S3、以20-30°C /min的速度升高含有物料A的第一加工设备温度至600-650°C，保 温至物料A燃烧完毕后，取出第一加工设备中的废料和烟尘C ;
[0008] S4、将S3得到烟尘B和S4得到的烟尘C导入含有质量分数为32_35wt%盐酸的第 二加工设备中浸泡l〇-15min后，以22-25L/min的风量通入氯气3-5min，接着萃取，精馏，洗 涤得到物料D ;
[0009] S5、将物料D水解，烘干后置入第三加工设备中，通入氢气后升高第三加工设备温 度至650-670 °C，并保温24-25h得到金属锗。
[0010] 原煤是指从地上或地下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的煤。
[0011] 优选地，原煤选用的是高锗煤。
[0012] 优选地，Sl原料处理中，过筛的目数为4-6目。
[0013] 优选地，S3中，以3-5m3/min风量向第一加工设备中输入过滤后空气。
[0014] 优选地，S4中，以l-2m3/min风量向第一加工设备中输入过滤后空气。
[0015] 优选地，烟尘B与烟尘C的重量之和为X，盐酸的重量为y，则X :y = 1-2:8-15。
[0016] 优选地，S4中，通入氯气的风速为0· 1-0. 3m/s。
[0017] 优选地，S5中，通入氢气的风速为0· 5-lm/s。
[0018] 优选地，S2中，以55-58 °C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至 260-270°C并保温12-14min，再以25-35°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度 至520-530°C并保温I. 6-1. 8h得到物料A和烟尘B。
[0019] 优选地，S3中，以22-25°C /min的速度升高含有物料A的第一加工设备温度至 620-630°C，保温至物料A燃烧完毕后，取出第一加工设备中的废料和烟尘C。
[0020] 本发明实施过程中，原煤破碎并过4-6目筛，能够使原煤充分接触氧气从而燃烧 充分，使原煤中的锗被氧化为可溶性的二氧化锗并依附于烟尘C上；而在S2、S3中，以特定 的速度升高温度，保证了原煤的充分、均匀地燃烧，从而使原煤中的锗稳定地生成二氧化锗 并附着于烟尘C上；其中，第一加工设备在250-300°C时保温10_15min，能使添加的高锰酸 钾稳定地分解产生氧气并充满原煤内部，促使原煤充分燃烧，防止生成过量一氧化碳；高锰 酸钾分解产生的二氧化锰能在接下来的升温过程中持续分解产生氧气，从而进一步保证原 煤充分燃烧；而在S4中采用氯气配合盐酸氯化浸出，一方面提高了锗的浸出率，另一方面 使盐酸易于回收，降低了成本，而以〇. 1-0. 3m/s的风速通入氯气则保证了氯气充分溶解于 盐酸中；在S5中，以0. 5-lm/s的风速通入氢气能够加大氢气与反应物的接触面，同时防止 随着风速的加快导致的反应物温度迅速降低，采用的特定反应温度和反应时间能够使反应 物充分与氢气接触、反应，从而提高金属锗的纯度。
【具体实施方式】
[0021] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0022] 实施例1
[0023] 本发明提出的一种焙烧法从原煤中提取锗的方法，包括以下步骤：
[0024] S1、按重量份将150份高锗煤的原煤破碎、过6目筛后，与8份高锰酸钾混合均匀 投入第一加工设备；
[0025] S2、以60°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至250°C并保温15min， 再以20°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至550°C并保温I. 5h得到物料A 和烟尘B ;
[0026] S3、以30°C /min的速度升高含有物料A的第一加工设备温度至600°C，保温至物 料A燃烧完毕后，取出第一加工设备中的废料和烟尘C ;加工过程中，以5m3/min风量向第一 加工设备中输入过滤后空气；
[0027] S4、将S3得到烟尘B和S4得到的烟尘C导入含有质量分数为32wt%盐酸的第二 加工设备中浸泡15min后，以22L/min的风量通入氯气5min，接着萃取，精馏，洗涤得到物 料D ;加工过程中，以ImVmin风量向第一加工设备中输入过滤后空气；其中，烟尘B与烟尘 C的重量之和为X，盐酸的重量为y，则X :y = 1:4 ;通入氯气的风速为0. 3m/s ;
[0028] S5、将物料D水解，烘干后置入第三加工设备中，通入氢气后升高第三加工设备温 度至650°C，并保温25h得到金属锗；其中，通入氢气的风速为0. 5m/s。
[0029] 实施例2
[0030] 本发明提出的一种焙烧法从原煤中提取锗的方法，包括以下步骤：
[0031] S1、按重量份将180份高锗煤的原煤破碎、过4目筛后，与12份高锰酸钾混合均匀 投入第一加工设备；
[0032] S2、以50°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至300°C并保温lOmin， 再以40°C /min的速度升高第一加工设备及其内容物温度至500°C并保温2h得到物料A和 烟尘B ;
[0033] S3、以20°C /min的速度升高含有物料A的第一加工设备温度至650°C，保温至物 料A燃烧完毕后，取出第一加工设备中的废料和烟尘C ;加工过程中，以3m3/min风量向第一 加工设备中输入过滤后空气；
[0034] S4、将S3得到烟尘B和S4得到的烟尘C导入含有质量分数为35wt%盐酸的第二 加工设备中浸泡IOmin后，以25L/min的风量通入氯气3min，接着萃取，精馏，洗涤得到物 料D ;加工过程中，以2m3/mi