锗的性质、应用范围及回收锗的八大工艺

中文名称：锗

英文名称：germanium

定义：原子序数为32，属元素周期表中第ⅣA族元素，元素符号为Ge，是重要的半导体材料。

锗(旧译作鈤)是一种化学元素。锗的物质形态是一种灰白色的类金属。锗的性质与锡类似。锗最常用在半导体之中，用来制造晶体管。1886年，德国的文克勒在分析硫银锗矿时，发现了锗的存在;后由硫化锗与氢共热，制出了锗。

高纯度的锗是半导体材料。从高纯度的氧化锗还原，再经熔炼可提取而得。掺有微量特定杂质的锗单晶，可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。

锗单晶可作晶体管，是__代晶体管材料。

锗材用于辐射探测器及热电材料。

高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外线透明，不透过可见光和紫外线，可作专透红外光的锗窗、棱镜或透镜。

锗和铌的化合物是超导材料。二氧化锗是聚合反应的催化剂，含二氧化锗的玻璃有较高的折射率和色散性能，可作广角照相机和显微镜镜头，三氯化锗还是新型光纤材料添加剂。

锗，具有半导体性质。对固体物理学和固体电子学的发展起过重要作用。锗的熔密度5.32克/厘米3，为银灰色脆性金属。锗可能性划归稀散金属，锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600～700℃时，很快生成二氧化锗。与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中，锗易溶解。碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。

锗有着良好的半导体性质，如电子迁移率、空穴迁移率等等。

锗的发展仍具有很大的潜力。现代工业生产的锗，主要来自铜、铅、锌冶炼的副产品。

如何回收锗？

综合回收锗的方法很多，常用的是氯化蒸馏的经典方法。该法是使原料中的锗转入硫酸溶液，加入单宁得单宁锗沉淀物，经氧化焙烧脱砷及脱有害物后，在83～100℃下氯化蒸馏得GeCl₄。在氯化蒸馏过程中发生如下反应：

GeO₃+4HCl＝GeCl₄+2H₂O

GeCl₄经水解得纯GeO₂，过程中发生下列反应：

GeCl₄+2H₂O＝GeO₂+4HCl

GeO2通氢气还原得到约具有10～20Ω·cm电阻率的金属锗，其反应为:

GeO₂+2H₂＝Ge+2H₂O

(1)优先挥发法回收锗 先把原料制团，经还原挥发硫化锗，挥发锗率达90%～98%;然后将尘按经典法提锗，锗的回收率据说高达90%。在中国，曾试验用此法从含 0.006%～0.008%Ge的锌精矿中提锗，经过两次还原挥发，所得硫化物尘再用经典法提锗，锗回收率达75%～80%。

(2)硫酸化-载体沉淀法回收锗 此法处理含0.022%锗的扎伊尔锗矿，经浮选得含锗0.13%的铜精矿，经铜冶炼得含0.36%Ge的烟尘，经硫酸化使锗转入硫酸体系，净化后用MgO 作载体沉淀出溶液中的锗，然后按经典法提锗。比利时的巴伦厂采用此法生产，锗的回收率达75%。

(3)碱土金属氯化蒸馏法回收锗。

(4)烟化法回收锗。

(5)氧化还原焙烧回收锗。

(6)再次挥发回收锗。

(7)萃取法回收锗 近年来，国内外溶剂萃取锗的研究工作进展较大，在盐酸体系中可用煤油、CCl₄、MIBK、Lix63及二乙醚等萃取锗;在硫酸体系中可用TOA、P204+YW100、Lix63及Kelex100等萃取锗，此法可根据具体情况进行生产。

(8)鼓风炉挥发法回收锗。