廢光纖電纜中鍺資源循環之研究

Translated title of the thesis: Circulation of Germanium from Waste Optical Fiber Cables
  • 張 弼程

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究為針對廢光纖電纜中鍺資源的再生技術開發,實驗採用濕法冶金技術進行金屬的回收,主要步驟可以分為前處理、酸溶浸出、分離純化與金屬析出,最終產物得以回到產業端使用。 首先以前處理分離含鍺之玻璃光纖,經由鹼焙燒處理後再以無機酸進行溶出,在此主要成份為鍺、矽、鈉三種元素,其溶出率可達99 5%以上。完成浸出後將所得浸出液進行鍺的分離純化,在本研究中針對溶媒萃取與離子交換法進行探討。溶媒萃取法部分選擇Alamine336作為萃取劑,並添加檸檬酸與鍺化合進行萃取,矽與鈉則留於萃餘液中,實驗結果顯示鍺的萃取率大於98%而矽與鈉幾乎不被萃取,且鍺對於矽與鈉的分離係數(Separation factor)βGe/Si與βGe/Na均大於10000000,表示鍺已藉由萃取達到分離純化的效果,萃取後有機相中的鍺再經氨水反萃回到水溶液中,其反萃率也可達99%以上。離子交換法部分則藉由添加檸檬酸使鍺化合成陰離子後,利用強鹼型陰離子樹脂對陰離子的親和力對鍺進行吸附並與矽與鈉分離,在最佳操作條件利用串柱情況下,鍺之回收?可接近100%,且矽與鈉也幾乎不被吸附,完成吸附後使用鹽酸對樹脂進行脫附,使鍺回到水溶液中再進行後續金屬析出。 金屬析出部分使用減壓濃縮與高溫?燒方式回收金屬,藉由脫水與高溫去除有機物後均可得到二氧化鍺的產物;而前述分離純化步驟中溶媒萃取的萃餘液與離子交換的尾液含有大量的矽與鈉,所以在此也對高矽鈉廢液進行矽與鈉的回收,藉由調整酸鹼度、高溫除去有機物與浸漬分離,可以將矽與鈉轉換成二氧化矽與硫酸鈉而分離回收。最終藉由儀器分析產品純度,二氧化鍺純度均可達99%以上,有利於鍺資源回到產業端再精煉達到再利用的目的;二氧化矽與硫酸鈉純度也達98%,可回到工業端使用,達成矽鈉回收。
Date of Award2018 Jan 30
Original languageChinese
SupervisorWei-sheng Chen (Supervisor)

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廢光纖電纜中鍺資源循環之研究
弼程, 張. (Author). 2018 Jan 30

Student thesis: Master's Thesis