鍺的回收價值首先源于其稀缺性與剛性需求缺口。這種地殼豐度僅 1.6ppm 的金屬,90% 以上為伴生資源,無法單獨開采,全球已探明儲量僅 8600 噸,中國雖占 41% 的儲量和 82% 的產量,但出口管制收緊與擴產周期長(1.5-2 年)形成供給硬約束。
政策紅利更放大了盈利空間,我國再生資源回收增值稅即征即退政策明確,符合條件的鍺回收企業可享受稅收優惠,進一步降低運營成本。2025 年國內鍺廢料回收量已達 28 噸,占總供給的 16%,預計 2026 年將增至 35 噸,為企業帶來豐厚額外收益,更推動回收市場規模持續擴容。
還原與鑄錠:重獲金屬形態
獲得高純度的鍺化合物(通常是高純二氧化鍺)后,下一步是將其還原為金屬鍺。這一過程通常在高溫還原爐中進行。
將高純二氧化鍺粉末置于石墨舟或石英反應器中,在高溫(通常超過600攝氏度)和還原性氣氛(常用高純氫氣)下,二氧化鍺被還原為金屬鍺。發生的化學反應本質上是氧被移除的過程。還原產生的金屬鍺在高溫下熔融,匯集在反應器的底部。
還原得到的鍺熔體,在受控的惰性氣氛保護下,被澆注到特定的模具中,冷卻凝固,形成再生鍺錠。這時的鍺錠純度已經很高,但可能在某些物理性能(如晶體結構均勻性)上還需進一步提升。
區域提純與最終成型:邁向高品級材料
對于要求的應用,再生鍺錠還需經過區域熔煉提純這一經典工藝。該工藝利用雜質在鍺的固相和液相中溶解度不同的原理,使一個狹窄的熔區沿著鍺錠緩慢移動。雜質會隨著熔區的移動而被“驅趕”到鍺錠的一端或兩端。經過多次重復這一過程,鍺錠的主體部分純度得到先進提升,而富集了雜質的頭尾部分則被切除,可作為下一輪回收的原料。
