Jelaskan Produksi dari Germanium

Sekitar 118 ton germanium diproduksi pada tahun 2011 di seluruh dunia, sebagian besar di Tiongkok (80 t), Rusia (5 t), dan Amerika Serikat (3 t). Germanium diperoleh kembali sebagai produk sampingan dari bijih seng sfalerit di mana ia terkonsentrasi dalam jumlah sebesar 0,3%, terutama dari endapan Zn–Pb–Cu(–Ba) masif yang ditampung oleh sedimen bersuhu rendah dan endapan Zn–Pb yang ditampung oleh karbonat. Sebuah penelitian baru-baru ini menemukan bahwa setidaknya 10.000 ton germanium yang dapat diekstraksi terkandung dalam cadangan seng yang diketahui, terutama yang ditampung oleh endapan tipe Lembah Mississippi, sementara setidaknya 112.000 ton akan ditemukan dalam cadangan batu bara. Pada tahun 2007, 35% permintaan germanium dipenuhi oleh germanium daur ulang.

Meskipun diproduksi terutama dari sfalerit, ia juga ditemukan dalam bijih perak, timbal, dan tembaga. Sumber germanium lainnya adalah abu terbang dari pembangkit listrik berbahan bakar endapan batu bara yang mengandung germanium. Rusia dan Tiongkok menggunakan ini sebagai sumber germanium. Endapan di Rusia terletak di timur jauh Pulau Sakhalin, dan timur laut Vladivostok. Endapan di Tiongkok terletak terutama di tambang lignit dekat Lincang, Yunnan; batu bara juga ditambang di dekat Xilinhaote, Mongolia Dalam.

Konsentrat bijihnya kebanyakan merupakan sulfida; mereka diubah menjadi germanium oksida melalui pemanasan di bawah udara dalam proses yang dikenal sebagai pemanggangan:

GeS2 + 3 O2 → GeO2 + 2 SO2

Sebagian germanium tertinggal dalam debu yang dihasilkan, sedangkan sisanya diubah menjadi germanat, yang kemudian dilindi (bersama dengan seng) dari abu dengan asam sulfat. Setelah netralisasi, hanya seng yang tertinggal dalam larutan, sementara germanium dan logam lainnya mengendap. Setelah menghilangkan sebagian seng dalam endapan dengan proses Waelz, oksida Waelz yang tertinggal akan dilindi untuk kedua kalinya. Dioksida diperoleh sebagai endapan dan diubah dengan gas klorin atau asam klorida menjadi germanium tetraklorida, yang memiliki titik didih rendah dan dapat diisolasi melalui distilasi:

GeO2 + 4 HCl → GeCl4 + 2 H2O

GeO2 + 2 Cl2 → GeCl4 + O2

Germanium tetraklorida dihidrolisis menjadi oksida (GeO2) atau dimurnikan dengan distilasi fraksional dan kemudian dihidrolisis. GeO2 yang sangat murni sekarang cocok untuk produksi kaca germanium. Ia direduksi menjadi germanium dengan mereaksikannya dengan hidrogen, menghasilkan germanium yang cocok untuk optika inframerah dan produksi semikonduktor:

GeO2 + 2 H2 → Ge + 2 H2O

Germanium untuk produksi baja dan proses industri lainnya biasanya direduksi menggunakan karbon:

GeO2 + C → Ge + CO2