[实用新型]热还原挥发提锗炉

说明书

一种热还原挥发提锗炉，涉及锗加工设备，尤其是一种低品位锗精矿二次富集回收锗的热还原挥发提锗炉。本实用新型包括还原挥发系统、冷却系统以及收尘系统，还原挥发系统、冷却系统以及收尘系统顺序连接；还原挥发系统包括有壳体、隔板、惰性气体进口和料盘行进轨道，隔板为三块，竖直设置在壳体内部，与壳体内顶部固定连接，三块隔板将壳体内部分割为四个部分，从前至后分别为预热段、高温段、缓冷段以及强冷段；惰性气体进口为数个，等距设置在壳体下部；料盘行进轨道设置在壳体内，位于惰性气体进口上方；冷却系统通过挥发气体出气管与壳体连接，挥发气体出气管与高温段上方壳体的顶部连接。本实用新型分割为四个区域，优化了提锗流程。

技术领域

本实用新型涉及锗加工设备，尤其是一种低品位锗精矿二次富集回收锗的热还原挥发提锗炉。

背景技术

近年来，随着科学技术的高速发展，锗在光电子信息产业、国防军工、航天航空等光电子等高技术领域的应用越来越广泛，锗的需用量每年以10%以上的速度增加，这就使得在锗的提取研究方面成为热点之一。普世坤等人在《提高含锗煤烟尘氯化蒸馏回收率的工艺研究》中提到锗大部分是从褐煤火法冶炼烟尘及铅锌矿冶炼过程中提取的，除此以外从锗的加工及使用废料中回收锗，从各种含锗的废渣中回收锗也是锗的重要来源。目前从煤锗烟尘中提取锗的常规方法是采用二氧化锰在盐酸溶液中加热氧化后蒸馏分离得到四氯化锗，也有采用300℃焙烧再加碱800℃焙烧后再加盐酸蒸馏的方法提取锗，或者加二氧化锰在600℃焙烧后再加盐酸蒸馏法提取锗。在含锗褐煤的火法提取过程中，煤层中的锗在温度高于900℃时被CO等还原为GeO，挥发进入烟气，后挥发出的GeO又被过量氧气氧化，形成GeO₂，附着在了烟尘颗粒的表面，因此锗主要以GeO₂的形态存在，另外还有少量锗以GeO及GeO₂，GeS，GeS₂，Ge₂S₃，GeO₂·SiO₂等形态存在。含锗烟尘中的GeO₂有无定型、六边形晶体、四面体型3种形态。无定型、六方晶型的GeO₂在氯化蒸馏时易与盐酸作用形成GeCl₄，GeCl₄ 经蒸馏与其他杂质分离后而得到GeCl₄。而四面体型的GeO₂，GeO及 GeS等形态的锗却很难与盐酸反应。所以在含锗煤烟尘的直接氯化蒸馏过程中，如果这部分锗所占的比例越大，则蒸馏回收率就越低。所以要在含锗烟尘氯化蒸馏时有较高的回收率，在褐煤燃烧挥发锗时应尽量控制挥发条件使锗少生成酸难溶的GeO₂等化合物，但由于受褐煤、炉型、操作条件等因素制约，难以控制酸难溶物的产生。因而在锗烟尘直接氯化蒸馏时，锗的回收率差别很大，低的在50%～60%左右，高的可达92%以上，而大多在60%～88%之间。

普世坤等人针对以上低回收率的含锗煤烟尘，进行了直接蒸馏、放大液固比蒸馏、通氯气蒸馏、加硫酸-通氯气蒸馏、加二氧化锰蒸馏等提取试验，但都对回收率的提高没有多大效果，而发现在用氢氧化钠进行预先加热处理，再把溶液中大部分水分蒸发脱出后，再进行盐酸中和蒸馏，能大幅提高锗的回收率。

黄和明等人采用直接蒸馏工艺，简单的酸或碱处理-蒸馏工艺处理含酸溶锗较低的锗富集物，锗的蒸馏直收率均较低，效果不好。也发现纯碱焙烧-蒸馏工艺虽然可以将全溶锗几乎完全转化成酸溶锗，但此时的酸溶锗性质并不完全适合直接用于蒸馏，因而锗的蒸馏直收率提高幅度也不大。最终发现较为理想的工艺，纯碱焙烧-A处理剂浸出-蒸馏工艺能大幅度地提高锗的蒸馏直收率，其直收率大于75%，对于E物料直收率可达90%左右。在他们研究的四种工艺中，锗富集物的性质对锗的蒸馏直收率有较大的影响。