3.5.4. Области применения

Германий как полупроводник нашел широкое применение в:

1) полупроводниковой электронике, также применяется для изготовления термистеров, фотоэлементов, термоэлементов и др. (выпрямители – диоды, усилители – триоды);

2) добавки в стекла для приборов ночного видения (GeO₂)

3.5.5. Источники сырья

Содержание германия в земной коре 7∙10^-4 %. Известно несколько минералов:

аргиродит – Ag₈GeS₆, содержит 5 - 7 % Ge.

германит – Cu₃(Fe, Ge, Ga, In)(As, S)₄, содержит 6 - 10 % Ge.

рениерит – (Cu, Fe)₃(Ge, Zn, Sn)(S, As)₄, до 8 % Ge.

Основное количество германия находится в рассеянном виде в силикатах, сульфидах и минералах, представляющих собой сульфосоли. В сульфидах Zn, Cu, Pb, Fe примесь германия содержится в количествах от тысячных до десятых долей процента (0,00Х – 0,0Х %).

3.5.6. Поведение германия при переработке сульфидного сырья

Цинковые руды. При обжиге германий переходит в возгоны, при агломерации 2 – 5 % германия переходит в пыль, остальной – в агломерат. При производстве цинка гидрометаллургическим способом германий переходит в кеки выщелачивания, при производстве цинка пирометаллургическим способом – германий остается в ретортных остатках.

Свинцовые руды. При агломерации 10 – 15 % германия переходит в пыль, 85 – 90 % - в агломерат. При плавке агломерата 60 – 70 % германия переходит в шлак, 25 % - в черновой свинец, остальной – в пыль.

Медные руды. При окислительном обжиге германий переходит в огарок. При плавке сырых концентратов 80 % германия переходит в штейн, остальной – в шлак и пыль. При плавке обожженных концентратов 20 – 40 % германия переходит в штейн, 60 – 80 % - в шлак, остальной – в пыль. При плавке в шахтных печах 40 – 70 % германия переходит в пыль, остальной распределяется между штейном и шлаком. При конвертировании медных штейнов 75 – 85 % германия переходит в шлак, 5 – 10 % германия – в пыль, остальной – в черновую медь.

Таким образом, источниками сырья для получения германия являются пыли плавок и конвертирования, шлаки.

Источниками сырья для получения германия, кроме того, являются каменные угли, которые содержат от 0,001 до 0,01% Ge.

3.5.7. Поведение германия при переработке углей

При полном сжигании 70 % германия остается в золе и шлаке. При недостатке кислорода 25 % германия переходит в золошлаковые отходы, 75 % - в пыль (оседает в газоходах). На коксо-химических заводах в коксе остается 70 – 80 % германия, 10 – 20 % переходит в пыль (оседает в газоходах), до 10 % германия остается в надсмольной смоле.

Все продукты подвергают обработке с целью получения более богатых по содержанию германия продуктов - концентратов.

3.5.8. Способы первичной обработки германиевых концентратов

1) Возгонка германия в виде GeO.

Перерабатывают шлаки медного и свинцового производств методом фьюмингования, при этом 80 % германия переходит в пыль. Кеки свинцового производства перерабатывают вельцеванием, т.е. окислительно-восстановительным обжигом в трубчатых вращающихся печах при температуре 1200 – 1300 ^оС, при этом 30 – 40 % германия переходит в возгоны. Золы углей гранулируют, сушат при температуре 300 ^оС и обжигают при 1200 ^оС в трубчатых вращающихся печах, при этом 90 % германия переходит в возгоны.

2) Возгонка германия в виде GeS.

Продукты обрабатывают в трубчатых вращающихся печах при температуре 800 ^оС в восстановительной атмосфере, извлечение германия 90 – 93 %.

3) Возгонка в виде GeCl₄.

Продукты смешивают с углеродом и NaCl и прокаливают при температуре 500 ^оС, образуется летучий GeCl₄.

4) Сульфатизирующий обжиг.

Проводят в трубчатых вращающихся печах при температуре 400 – 500^оС с H₂SO₄.

5) Сплавление с NaOH (перерабатывают золы).

Получающиеся продукты выщелачивают кислотами (H₂SO₄, HCl) или водой. Из полученных растворов осаждают германий, получают германиевые концентраты.