江苏探索锗渣资源化利用新路径 以科技创新推动稀有金属循环经济

问题——稀有金属需求增长与资源约束并存,含锗固废成为“第二矿山”。 锗广泛应用于红外光学、光纤通信、半导体与高端制造等领域,具有资源分散、伴生性强、原生供给受制约等特点。随着产业链对关键材料稳定供应的需求上升,冶炼过程和湿法冶金过程中产生的含锗固体残留物,正从传统意义上的“废渣”转变为可再开发的资源载体。如何在提高回收率的同时降低能耗与环境负荷,成为行业必须回答的现实课题。 原因——渣种来源不同,物性与锗赋存差异决定工艺不能“一刀切”。 业内普遍将含锗固废中的典型形态归为两类:冶炼渣与酸浸渣。冶炼渣多形成于火法高温环节,结构趋于玻璃态或致密多孔,锗常以氧化物或硅酸盐形式嵌入稳定的硅铝网络,化学惰性强、释放难度大。酸浸渣则来源于湿法处理后的残余物,形态多为泥状或粉末状,结构较疏松,但锗的存在形态更复杂,可能以硫化物或与有机质结合等方式“躲”在未反应组分中。正因“来源—结构—赋存”链条不同,若忽视分类而简单套用工艺,不仅回收率会下降,还可能引发二次包裹、能耗上升甚至环境风险。 影响——分类与工艺匹配水平,直接决定资源回收效率与绿色治理成效。 实践表明,回收利用的第一道关口不是上炉或进釜,而是检测鉴别与分流管理。企业通常通过X射线衍射等手段判定物相组成,结合光谱分析等方式识别元素赋存状态,以此建立“进料画像”。在此基础上对冶炼渣、酸浸渣严格区分,并据此制定温度曲线、药剂体系、气氛条件和净化流程。反之,一旦工艺错配,例如对酸浸渣采取不适配的高温挥发路径,可能造成锗在高温条件下再次被矿物相包裹,导致回收率骤降,也会增加尾气治理和固废处置压力。由此可见,精细化检测与分类不仅是技术要求,更是降本增效、守住环保底线的关键环节。 对策——“先分类、再定向提取、后残渣评估”,形成闭环流程。 针对冶炼渣,行业主流思路是设法打破其稳定结构,实现锗的解离与富集。较常采用的路径为高温还原挥发:在特定温度与还原剂条件下促使锗化合物转化为易挥发形态,通过冷凝与收集实现富集。该过程对温度曲线、炉内气氛、传输与冷凝系统的控制要求较高,核心在于减少挥发过程损失并兼顾能耗控制。 针对酸浸渣,由于结构相对疏松但锗形态复杂,更多采用二次强化浸出或碱熔转化等工艺:通过调整氧化剂、络合剂等体系,提高未浸出锗的溶出;或以碱性物质熔融转化为可溶性锗酸盐,便于固液分离与后续回收。无论采取何种湿法路线,溶液净化与富集都是决定产品质量的重要环节,通常配套溶剂萃取、离子交换等单元操作,以获得满足下游需求的锗化合物溶液或中间品。 值得关注的是,闭环治理并不止于“把锗取出来”。提取后的二次废渣同样需要系统评估:冶炼渣在矿物组成改变后,可能具备建材掺合料、路基材料等利用潜力;酸浸渣则需在无害化基础上,综合浸出毒性、稳定性等指标,科学选择资源化路径或安全处置方式,避免“以回收之名”产生新的环境负担。 前景——关键在标准化与规模化,推动“城市矿山”向高质量供给转化。 随着关键金属安全与绿色低碳要求持续强化,含锗固废回收利用正从单点技术比拼转向全链条能力建设:一是建立更统一的进料检测与分级标准,提升跨区域流通与协同处置效率;二是推动工艺参数数字化、过程控制精细化,在保证回收率的同时降低能耗与排放;三是完善残渣资源化产品的质量评价与应用规范,打通“回收—再生—应用”的市场闭环。可以预期,具备检测能力、工艺集成能力与合规处置能力的企业,将在稀有金属再生供给体系中占据更重要位置。

含锗废渣的循环利用看似“工业边角料”,实则连接着资源安全与生态底线。把分类鉴别前置,把定向提取做稳做精,把残渣处置做规范,才能真正把“废渣”转化为可持续的“城市矿山”。在绿色低碳转型背景下,这条从技术到治理的闭环路径,既考验企业的工艺能力,也考验产业链协同与制度支撑的完善程度。