鍺是一種稀土金屬，屬于在地球表面下形成的一組 17 種金屬，難以提取。盡管在獲得稀土金屬方面存在挑戰，但大多數（如鍺）為技術和國防工業提供了關鍵功能。

鍺是一種準金屬，是一種同時具有金屬和非金屬特性的材料。鍺的脆性晶體結構賦予了硅中所見的類金屬特性。純鍺是一種優良的半導體，使該材料非常適合在電子工業中廣泛使用。

鍺的歷史

俄羅斯化學家門捷列夫在發現元素周期表上的硅和錫之間存在間隙時，首先提出了鍺的存在理論。

門捷列夫最初將這種元素標記為 eka-silicon，但后來在 Clemens A. Winkler 于 1886 年首次將其分離出來后將其命名為鍺。鍺的第一個例子是在薩克森州弗賴貝格的一個礦井中發現的一種礦物中發現的，并且是溫克勒的本地人國家，Germania，給了他這個名字的靈感。

鍺特性

鍺是一種堅硬的灰白色至灰色半金屬元素，具有脆性晶體結構。由于其結晶特性，鍺不能軋制或拉制。它作為半導體的特性是材料用途廣泛的部分原因，但它還具有高折射率，使其成為紅外系統的重要補充。

鍺也屬于一小類元素，它們在凍結時具有不尋常的膨脹特性（如水），其中還包括硅、鎵、銻和鉍。

全球鍺資源

鍺是金屬精煉的副產品。世界上的一些供應是從含有鍺的煤沉積物的飛灰中提取的，這些煤沉積物被燃燒以向電網供電。

2011 年，鍺生產商交付了大約 118 噸稀土金屬，其中大部分來自俄羅斯、中國和美國。

世界上大部分鍺供應是從閃鋅礦中提取的，其中金屬的濃度約為 0.3%。在以低溫沉積物為主體的 Zn-Pb-Cu(-Ba) 礦床中發現鍺的產量最高，但也從以碳酸鹽為主體的 Zn-Pb 礦床中開采。

最近的研究表明，世界鋅儲量中可能有多達 10,000 噸的鍺被鎖定，其中大量被認為保存在密西西比河谷類型的礦床中。

雖然閃鋅礦提供最豐富的鍺，但它也可以從銀、銅礦石和錫等其他金屬中提取。

鍺應用

鍺已進入許多不同的技術應用，但其最顯著的貢獻是以四氯化鍺的形式用于光纖應用。

鍺的高折射率也使其在紅外光學領域具有難以置信的價值，它廣泛用于需要對紅外輻射具有高透明度的透鏡和窗戶。

2007年，鍺的使用分為以下幾類：

35% 在光纖行業

30% 紅外光學

15% 聚合催化劑

15% 太陽能電氣和電子產品

其余5%用于冶金、化學和熒光粉領域。

光學中的鍺

低光色散和高折射率使鍺特別適用于廣角相機鏡頭、光纖電纜和顯微鏡。

使用鍺代替二氧化鈦作為硅纖維的摻雜劑，制造商可以避免熱處理，這種熱處理會產生上一代光纜固有的脆性。通過使用鍺，制造商可以提供卓越的產品，到 2002 年，光學行業占美國鍺消費量的 60%

用于軍用熱點探測和被動熱成像的 8 至 14 微米范圍內的熱像儀受益于鍺對紅外波長的透明性。這種準金屬還可用于消防應用、移動夜視儀、紅外光譜儀和許多其他對紅外光譜的敏感性至關重要的應用。

鍺的高折射率意味著光學元件必須涂有抗反射劑。由于大部分技術將經受惡劣環境，因此使用類金剛石碳涂層為光學器件提供抗反射特性和耐用性。

鍺對科學最顯著的貢獻之一是通過前兩個火星探測車，它們使用鍺基板制造砷化鎵太陽能電池，為他們著名的穿越惡劣和荒涼的火星地形的跋涉提供動力。鍺電池上使用的三重砷化鎵也為目前繞地球運行的許多衛星提供動力。

安全行業還發現了鍺的許多固有特性的價值。例如，單晶高純鍺可以準確識別輻射源，這使其成為開發更高效機場安檢設備的寶貴材料。

最近，鍺被證明是量子計算領域和自旋電子學（電子本征自旋研究）的重要盟友。鍺已經表明它可以為供體電子自旋提供較長的相干時間。

為什么我們應該回收鍺？

鍺只能作為采礦或燃煤等其他活動的副產品獲得少量。通過這些方法能夠獲得的數量相對較少，這意味著鍺將始終受到科技行業和國防軍的高度追捧和珍視。

鍺的特性也使其適用于廣泛的應用，這只會增加其價值和需求。由于這些原因，鍺的回收利用可以實現很多價值。

我們可以從哪些產品中回收鍺？

我們可以從多種產品中回收和循環利用有價值的鍺。損壞和破損的鍺光學器件、含鍺的太陽能電池板、光纖電纜以及來自 IR 涂層室的廢物流，都可能含有可回收量的鍺。

鍺濺射靶材是一種經常被忽視的鍺資源，因為該工藝并非 100% 有效。總會有一些剩余的材料，可以回收利用。

如果你懷疑你有任何含有鍺的廢料，那么在處理它之前一定要研究它的價值，因為你可能會扔掉很多錢。鍺是一種寶貴且不可再生的資源，回收是您可以幫助地球并收回部分費用的一種方式。

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