第一節(jié) 鍺礦的定義
鍺是一種稀散稀有金屬元素，呈灰白色，質(zhì)脆，有單向?qū)щ娦裕侵匾陌雽?dǎo)體材料。鍺在自然界分布極少，且具備多方面的特殊性質(zhì)，在半導(dǎo)體、航空航天測控、核物理探測、光纖通訊、紅外光學(xué)、太陽能電池、化學(xué)催化劑、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛而重要的應(yīng)用，是一種重要的戰(zhàn)略資源（可研報告）。
第二節(jié) 鍺礦的發(fā)展現(xiàn)狀
鍺元素是一種典型的稀有分散元素，在地殼中含量約百萬分之七。鍺具有親石、親硫、親鐵、親有機的化學(xué)性質(zhì)，很難獨立成礦，一般以分散狀態(tài)分布于其他元素組成的礦物中，成為多金屬礦床的伴生成分，比如含硫化物的鉛、鋅、銅、銀、金礦床以及某些特定的煤礦。
全球鍺的資源比較貧乏，全球已探明的鍺保有儲量僅為8600金屬噸，按照目前200噸/年的速度開采，則43年后全球存量鍺就會耗盡。
鍺資源在全球分布非常集中，主要分布在中國、美國和俄羅斯，其中鍺資源分布最多的國家是美國，保有儲量3870噸，占全球含量的45%，其次是中國占全球41%。
中國鍺資源的儲量
中國已探明鍺礦產(chǎn)地約35處，保有儲量約3500金屬噸，遠景儲量約9600金屬噸。云南省鍺資源占全國儲量的33.77％，另外內(nèi)蒙的鍺資源也非常豐富，但是品位較低，可開采性較差。
世界精鍺產(chǎn)量
美國地質(zhì)調(diào)查局2015年資料顯示，2013年全球精鍺產(chǎn)量共計155噸，2014年165噸。中國2013年為110噸，2014年120噸，分別占全球總產(chǎn)量的71%和73%。
雖然美國的鍺儲量全球第一，但由于主要以鉛鋅伴生礦為主，鍺的產(chǎn)量受制于鉛鋅的產(chǎn)量，實際上并無增長潛力。中國鍺產(chǎn)量占全球鍺產(chǎn)量的72%，居世界第一。
據(jù)統(tǒng)計，中國鍺年產(chǎn)量從2008年以來一直保持在100噸左右的水平。不過，在中國對稀有金屬的整合之下，未來幾年鍺的產(chǎn)量將會逐步下降，預(yù)計控制在120噸左右。
第三節(jié) 鍺礦的冶煉工藝
含鍺的鉛鋅礦采用硫酸浸出，過濾，濃縮，得到的酸浸取液經(jīng)單寧沉淀、洗滌、烘干得鍺濃縮物。鍺濃縮物經(jīng)氧化焙燒轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸N，二氧化鍺用鹽酸中和得四氯化鍺，水解后再用氫氣還原得鍺。最后用區(qū)域熔煉，得高純鍺。
3．工藝流程
4．生產(chǎn)工藝
將含鍺的鉛鋅礦投入浸取槽，用硫酸浸出，過濾后濃縮。濃縮浸出液用單寧沉淀，得到單寧鍺沉淀物，經(jīng)分離、洗滌、干燥，得鍺的濃縮沉淀物。
將鍺的濃縮沉淀物放入鐵盤中，置于焙燒爐進行氧化焙燒，約10min翻動一次，燒成熟料呈土紅色，當單寧等有機物燃燒完全，物料自然熄滅。
熟料中的鍺是以氧化鍺形態(tài)存在，將熟料投入已加入鹽酸的搪瓷反應(yīng)釜中，加熱升溫至沸騰，維持反應(yīng)，物料中的鍺生成四氯化鍺，反應(yīng)釜的出口裝有玻璃冷凝器，逸出的四氯化鍺冷凝后流入接收瓶。粗四氯化鍺再經(jīng)過復(fù)蒸提純，進一步除去雜質(zhì)。
將復(fù)蒸提純的四氯化鍺與純水反應(yīng)，使四氯化鍺又重新生成氧化鍺，同時放出HCl氣體，水解工序應(yīng)在通風(fēng)良好的通風(fēng)櫥內(nèi)操作。反應(yīng)結(jié)束后，過濾分離洗滌，得到白色的高純氧化鍺。
將二氧化鍺粉末裝入石墨舟中，置于氫氣還原爐內(nèi)，將進料口堵嚴密后開動真空泵抽真空，將還原爐內(nèi)的空氣抽盡后開始通入氫氣，并開始加熱升溫，維持還原反應(yīng)，至出氣尾管沒有水流出時，即表示還原反應(yīng)結(jié)束，停止加熱，繼續(xù)通氫氣降溫，至爐溫降到室溫時開爐門出料。
金屬鍺用乙醇清洗后，置入石墨舟中放置高頻加熱爐的石英加熱管中，抽真空加熱進行區(qū)域熔煉，利用鍺和微量雜質(zhì)在融熔體中和在凝固體中的分配方的差別，將微量雜質(zhì)逐步趕移至鍺錠的一端，冷卻出爐后，敲去雜質(zhì)含量高的一段，即得到高純度的金屬鍺。
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