鍺的提煉主要通過以下幾個步驟:
1. 含鍺礦石處理:首先,需要挖掘含有鍺元素的礦石,如鍺硫礦、黃鍺礦等。挖掘出的原礦需進行破碎、篩分等預處理,以便后續(xù)提取鍺元素。
2. 礦石浮選分離:將處理過的含鍺礦石進行浮選工藝,將其中的鍺礦物與其他雜質礦物分離。通過在浮選槽中加入特定的化學試劑和攪拌,利用礦物間不同的浮力,使鍺礦物貼附在氣泡上浮到液面形成金屬泡沫,進而實現(xiàn)鍺礦物與雜質礦物的分離,提高鍺的濃度。
3. 濕法冶煉:將分離好的鍺礦物加入化學草酸溶液中,使鍺與其他剩余雜質發(fā)生化學反應,生成可溶于水的鍺草酸鹽。接下來,將溶液加熱到一定溫度,分離殘留的固體雜質。最后,將溶液中獲得的鍺草酸鹽通過化學還原法(如電化學還原法等方式)還原,鍺就會從草酸鍺中析出為金屬鍺。
4. 精煉:由于從溶液中析出的金屬鍺仍含有一定量的雜質,因此需要通過節(jié)能還原爐或電抗爐等設備對金屬鍺進行高溫精煉。在高溫狀態(tài)下,金屬鍺與雜質之間的親和力降低,雜質逐漸被去除。在此過程中,可通過控制溫度、還原劑等條件進一步提高鍺的純度。
5. 制品加工:精煉后的鍺冶煉成各種形式的產品,如鍺錠、鍺粉等。這些產品可根據不同的應用需求進行加工使用,例如用于半導體材料、光伏產業(yè)等領域。
以上是鍺的整個提煉流程,從礦石提取到制成純凈的金屬鍺。不同方法和技術細節(jié)可能有所差異,但基本原理和過程相似。
鍺的提取方法是首先將鍺的富集物用濃鹽酸氯化,制取四氯化鍺,再用鹽酸溶劑萃取法除去主要的雜質砷,然后經石英塔兩次精餾提純,再經高純鹽酸洗滌,可得到高純四氯化鍺,用高純水使四氯化鍺水解,得到高純二氧化鍺。
鎵和鍺是通過礦石的提煉和純化過程來生產的。
1. 鎵的生產:
鎵主要來自于鎵銅礦石(如鋅礦石和銅礦石中的含鎵礦石)的提煉和純化。首先,礦石經過粉碎和磨漿的處理,然后與硫酸和水混合進行浸出。浸出液被過濾和濃縮,得到含有鎵的溶液。接下來,通過加入氫氧化鈉或氫氧化銨來調節(jié)溶液的酸堿度,使鎵以氫氧化物的形式沉淀下來。最后,通過高溫煅燒和冷卻過程,得到純度較高的鎵金屬。
2. 鍺的生產:
鍺主要來自于鍺石和鍺銅礦石的提煉和純化。首先,礦石經過粉碎和磨漿的處理,然后與鹽酸和水混合進行浸出。浸出液被過濾和濃縮,得到含有鍺的溶液。接下來,通過加入氫氧化鈉或氫氧化銨來調節(jié)溶液的酸堿度,使鍺以氫氧化物的形式沉淀下來。最后,通過高溫煅燒和冷卻過程,得到純度較高的鍺金屬。