一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法技术

本发明专利技术提供了一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，包括以下步骤：A)在pH值为5～10的条件下，采用铁盐与废水中的锗元素进行共沉淀反应，过滤，得到锗精矿和滤液；B)滤液依次经过精密过滤和一级反渗透，得到第一淡水和第一浓水；C)第一浓水返回步骤A)；第一淡水经过二级反渗透，得到第二淡水和第二浓水；D)第二浓水返回步骤B)，第二淡水回收。本发明专利技术提供的方法工艺简单、耗时短、自动化程度高，所用的化学试剂易得，采用非常少的沉淀剂，即可得到较高的沉淀率和回收率，且所回收得到的锗精矿中锗的含量≥3％。经过膜设备处理后的淡水可回用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及湿法冶金
，尤其涉及一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法。
技术介绍
锗晶片是一种新的清洁能源材料，经切割-研磨-腐蚀-抛光等工序可加工成锗单晶抛光片，其中研磨过程会产生大量的废水，废水中包含的锗是重要的稀散金属之一。从全球的用途来看，锗的应用已从传统的制造电子工业的半导体器件转移到红外、光纤、化工催化剂与太阳能电池材料。锗由于其高度分散性导致其提取难度大，而其价值又十分昂贵，因而各企事业单位都一直很重视锗的提取及回收。而根据锗在不同物料中的不同含量与不同的物质形态，提取锗的方法也各不相同。比如专利号CN102345021中公布了一种从锗烟尘中微波预处理回收锗的方法，其只适用于含锗烟尘中锗的质量百分数为0.04％～1％的锗烟尘。还有研究人员采用络合剂萃取，碱反萃的方法达到锗的富集，但此法只适用于锗浓度高于30mg/L的溶液。上述锗晶片研磨废水中，锗的粒径非常小，分布在0.01～0.5微米之间，在高速研磨的过程中与空气接触，研磨下来的锗会被氧化，并溶于废水中，锗的浓度非常低，仅为10ppm～100ppm。上述方法均不适用。现有的回收锗的工艺存在工艺流程长，耗时长，成本高，回收率较低的问题，到目前为止，并没有适用于锗晶片研磨废水中锗的回收工艺。因此，迫切的需要开发一种工艺简单、耗时短、自动化程度高、易操作、回收率高且回收渣中锗的含量≥3％的适用于锗研磨废水中锗的回收方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，具有较高的回收率，并且耗时短。本专利技术提供了一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，包括以下步骤：A)在pH值为5～10的条件下，采用铁盐与废水中的锗元素进行共沉淀反应，过滤，得到锗精矿和滤液；B)滤液依次经过精密过滤和一级反渗透，得到第一淡水和第一浓水；C)第一浓水返回步骤A)；第一淡水经过二级反渗透，得到第二淡水和第二浓水；D)第二浓水返回步骤B)，第二淡水回收。优选的，所述铁盐为FeCl3或Fe2(SO4)3。优选的，所述铁盐中铁元素的质量与废水中锗元素的质量比为(5～15)：1。优选的，所述反应的时间为0.5～2h。优选的，所述锗晶片研磨废水中锗的含量为10ppm～100ppm。优选的，所述锗精矿中，锗含量大于等于3％。优选的，所述一级反渗透采用陶氏苦咸水膜BW30-4040。优选的，所述二级反渗透采用陶氏超低压反渗透膜LP-4040。与现有技术相比，本专利技术提供了一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，包括以下步骤：A)在pH值为5～10的条件下，采用铁盐与废水中的锗元素进行共沉淀反应，过滤，得到锗精矿和滤液；B)滤液依次经过精密过滤和一级反渗透，得到第一淡水和第一浓水；C)第一浓水返回步骤A)；第一淡水经过二级反渗透，得到第二淡水和第二浓水；D)第二浓水返回步骤B)，第二淡水回收。本专利技术提供的方法工艺简单、耗时短、自动化程度高，所用的化学试剂易得，采用非常少的沉淀剂，即可得到较高的沉淀率和回收率，且所回收得到的锗精矿中锗的含量≥3％。经过膜设备处理后的淡水可回用。附图说明图1为本专利技术提供的回收方法的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，包括以下步骤：A)在pH值为5～10的条件下，采用铁盐与废水中的锗元素进行共沉淀反应，过滤，得到锗精矿和滤液；B)滤液依次经过精密过滤和一级反渗透，得到第一淡水和第一浓水；C)第一浓水返回步骤A)；第一淡水经过二级反渗透，得到第二淡水和第二浓水；D)第二浓水返回步骤B)，第二淡水回收。其工艺流程图见图1。上述方法工艺简单、耗时短、自动化程度高，所用的化学试剂易得，采用非常少的沉淀剂，即可得到较高的沉淀率和回收率，且所回收得到的锗精矿中锗的含量≥3％。经过膜设备处理后的淡水可回用。本专利技术所述的锗晶片研磨废水中，锗含量优选为10ppm～100ppm，锗的粒径优选为0.01μm～0.5μm。所采用的铁盐优选为FeCl3或Fe2(SO4)3，在本专利技术的某些具体实施例中，采用FeCl3的水溶液，其浓度优选为30％～50％，在本专利技术的某些具体实施例中，其浓度为36％。所述铁盐中铁元素的质量与废水中锗元素的质量比优选为(5～15)：1。本专利技术优选采用碱性化合物调节体系pH值至5～10，所述碱性化合物优选为NaOH或KOH，在本专利技术的某些实施例中，采用30％NaOH水溶液调节溶液pH值。所述共沉淀反应的时间优选为0.5～2h。反应结束后，优选静置一段时间，然后过滤。本专利技术优选采用压滤的方法。过滤的固体即为锗精矿，其中，锗含量大于等于3％。本专利技术优选的，对所述锗精矿进行烘干处理。过滤的滤液中，锗含量为1～10ppm，对其进行精密过滤，优选将滤液经过精密过滤器，截留尺寸大于0.5μm的粒子或大分子。然后进行一级反渗透，优选将溶液压入一级反渗透膜设备，所述一级反渗透膜设备优选为反渗透膜系统+EDI纯水系统。最优选的，所述一级反渗透采用陶氏苦咸水膜BW30-4040。得到第一淡水和第一浓水。其中，第一浓水中，锗含量高于10ppm，其返回步骤A)进行第二次共沉淀反应。第一淡水中，锗含量少于10ppm，其继续进行二级反渗透，优选将溶液压入二级反渗透膜设备，所述二级反渗透膜设备优选为反渗透膜系统+EDI纯水系统。最优选的，所述二级反渗透采用陶氏超低压反渗透膜LP-4040。得到第二淡水和第二浓水。其中，第二浓水中，锗含量高于1ppm，其返回步骤B)进行第二次一级反渗透。第二淡水中，锗含量为0.1～0.3ppm，其可以直接回收二次利用。本专利技术通过将陶氏苦咸水膜BW30-4040，陶氏超低压反渗透膜LP-4040套用，两次反渗透，就能够使锗含量达到了0.1～0.3ppm，符合废水回收标准，工艺流程短，具有较好的经济效益。本专利技术提供的回收方法，对锗晶片研磨过程中产生的含锗研磨废水既进行了锗回收，又实现了废水的净化与再利用。为了进一步说明本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的锗晶片研磨废水中锗的回收方法进行详细描述。下述实施例中，一级反渗透膜为陶氏苦咸水膜BW30-4040，二级反渗透膜为陶氏超低压反渗透膜LP-4040。实施例1取锗含量为14ppm的含锗研磨废水15L于共沉淀反应釜中，加入36％的FeCl3溶液11g后，搅拌均匀，加入30％NaOH溶液调节pH至6.87，反应30分钟，静置10分钟后过滤。滤渣烘干，得到锗含量为7.5％的锗精矿2.4g，锗的沉淀率85.7％。滤液中锗的含量为2ppm，滤液首先进入精密过滤器，拦截尺寸大于0.5微米的粒子或胶体，然后进入一级反渗透膜，分别得到2L锗含量为10ppm的浓水和13L锗含量为0.7ppm的淡水，2L浓水与原液一起进入共沉淀反应釜中进行共沉淀操作。13L淡水进入二级反渗透膜，得到2L4ppm的含锗浓水和11L0.1ppm的淡水。浓水返回至一级反渗透膜中，淡水可回用。实施例2取锗含量为35.6ppm的含锗研磨废水15L于共沉淀反应釜中，加入36％的FeCl3溶液20g后，搅拌均匀，加入30％NaOH溶液调节pH至6.4，反应30分钟，静置10分钟后过滤。滤渣烘干，得到锗含量为9.0％的锗精矿4.0392g，锗的沉淀率86.5％。滤液中锗的含量为4.8p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：A)在pH值为5～10的条件下，采用铁盐与废水中的锗元素进行共沉淀反应，过滤，得到锗精矿和滤液；B)滤液依次经过精密过滤和一级反渗透，得到第一淡水和第一浓水；C)第一浓水返回步骤A)；第一淡水经过二级反渗透，得到第二淡水和第二浓水；D)第二浓水返回步骤B)，第二淡水回收。

【技术特征摘要】
1.一种锗晶片研磨废水中锗的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：A)在pH值为5～10的条件下，采用铁盐与废水中的锗元素进行共沉淀反应，过滤，得到锗精矿和滤液；B)滤液依次经过精密过滤和一级反渗透，得到第一淡水和第一浓水；C)第一浓水返回步骤A)；第一淡水经过二级反渗透，得到第二淡水和第二浓水；D)第二浓水返回步骤B)，第二淡水回收。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述铁盐为FeCl3或Fe2(SO4)3。3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述铁盐中铁元素的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琴香，朱刘，王文杰，王晓玲，孙秋景，
申请(专利权)人：广东先导稀材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44