成果简介：

锗是全球战略性关键金属，在芯片、太阳能电池、武器制造等高新技术产业领域的作用不可替代，事关国家战略安全。我国锗产量约占全球三分之二，锌冶炼含锗渣尘是锗提取的重要原料。针对传统工艺锗浸出率低、单宁耗量高、残留有机物严重影响电积效率、锗精矿品质低等问题，历经多年持续攻关，开发了超声强化处理含锗渣尘关键技术及核心装备，突破了产业化应用瓶颈，对锗提取技术的发展意义重大。主要创新点如下：

（1）发明了含锗渣尘超声强化高效浸出新技术。建立了含锗渣尘锗赋存状态定量分析方法，明确了原料及过程物料中锗物相分布；揭示了超声作用下复杂体系粘度、表面能等物性的变化规律，打破难浸锗浸出平衡；抑制了Pb、Si、Fe胶体对锗吸附，实现有价元素定向迁移，攻克了锗浸出率低难题，形成了超声强化浸出技术，锗浸出率由76.43%提高至91.15%。

（2）发明了含锗浸出液超声强化沉锗及有机物高效脱除技术。揭示了超声强化锗与单宁优势配位机制，阐明了超声诱导晶体成核及长大规律，实现了低饱和度下单宁与锗的选择性高效沉淀，攻克了单宁耗量高难题，吨锗单宁耗量由30倍降至22倍。建立了有机物检测新方法，探明了有机物对锌电积的影响机制及限值，实现了有机物深度脱除，脱除率达92.6%，保障锌电积顺行。

（3）发明了单宁锗渣定向净化制备高品质锗精矿技术。阐明超声协同作用下杂质组元迁移演变规律及活性效应，揭示单宁锗渣包裹体超声强化解离与杂质深度净化机制，攻克了难处理杂质赋存下锗精矿品级低的难题，锗品位由20.6%提升至43.2%，显著减少锗纯化过程废渣、废水量。

（4）超声冶金反应机理及高耐蚀长寿命装备研发。建立超声空化阈值定量检测新方法，揭示多源超声耦合分布规律，实现多源超声优化分布；开发高强度、强韧性超声防腐多元复配新材料，形成成套化高耐蚀超声冶金过程强化装备。攻克了高酸体系下超声装备效率低、寿命短、工程化难的技术瓶颈，稳定运行时间从2个月提升至36个月以上。

项目实施期间，成果获授权专利25件，其中发明专利18件；出版专著2部；发表论文35篇；培养毕业博士、硕士研究生14人。成果应用于云南驰宏锌锗股份有限公司会泽分公司等企业，成套技术及装备运行稳定，技术成果经济、社会效益显著，应用前景广阔。同行专家评价为“项目整体技术达到国际领先水平”。

图1 超声冶金装备及强化浸出现场

成果获2023年度中国有色金属工业科学技术奖（发明）一等奖。