锗的回收价值首先源于其稀缺性与刚性需求缺口。这种地壳丰度仅 1.6ppm 的金属,90% 以上为伴生资源,无法单独开采,全球已探明储量仅 8600 吨,中国虽占 41% 的储量和 82% 的产量,但出口管制收紧与扩产周期长(1.5-2 年)形成供给硬约束。
政策红利更放大了盈利空间,我国再生资源回收增值税即征即退政策明确,符合条件的锗回收企业可享受税收优惠,进一步降低运营成本。2025 年国内锗废料回收量已达 28 吨,占总供给的 16%,预计 2026 年将增至 35 吨,为企业带来丰厚额外收益,更推动回收市场规模持续扩容。
还原与铸锭:重获金属形态
获得高纯度的锗化合物(通常是高纯二氧化锗)后,下一步是将其还原为金属锗。这一过程通常在高温还原炉中进行。
将高纯二氧化锗粉末置于石墨舟或石英反应器中,在高温(通常超过600摄氏度)和还原性气氛(常用高纯氢气)下,二氧化锗被还原为金属锗。发生的化学反应本质上是氧被移除的过程。还原产生的金属锗在高温下熔融,汇集在反应器的底部。
还原得到的锗熔体,在受控的惰性气氛保护下,被浇注到特定的模具中,冷却凝固,形成再生锗锭。这时的锗锭纯度已经很高,但可能在某些物理性能(如晶体结构均匀性)上还需进一步提升。
区域提纯与最终成型:迈向高品级材料
对于要求的应用,再生锗锭还需经过区域熔炼提纯这一经典工艺。该工艺利用杂质在锗的固相和液相中溶解度不同的原理,使一个狭窄的熔区沿着锗锭缓慢移动。杂质会随着熔区的移动而被“驱赶”到锗锭的一端或两端。经过多次重复这一过程,锗锭的主体部分纯度得到先进提升,而富集了杂质的头尾部分则被切除,可作为下一轮回收的原料。
