一、锗元素及锗矿资源简介
锗介于导体与绝缘体之间，被称为半导体金属，曾经在半导体王国尊贵无比。但由于硅金属的兴起和大量取代，锗便从半导体王座上跌落下来，成为了衰落的半导体贵族。
锗的发现较晚。1886年，德国Frieberg矿业学院分析化学教授C.A.Winkler，发现硫银锗矿中存在一种新元素，即门捷列夫曾预言的“类硅”元素，并以他的祖国Germany命名为Germanium（锗）。
锗在元素周期表中排行32，属于第4周期IVA亚族。原子量为72.61，化合价有+2和+4价，密度为5.35克/立方厘米，熔点为938.25℃，沸点为2833℃。在自然界中，锗有5个同位素，分别为70Ge、72Ge、73Ge、74Ge和76Ge。
结晶体的锗为银白色金属，性脆；而粉末状锗则呈暗蓝色。锗的性质与锡类似，系两性元素。不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液，但溶于王水、浓硝酸或硫酸、熔融的碱、过氧化碱、硝酸盐或碳酸盐。在空气中不被氧化。其细粉可在氯或溴中燃烧。在600--700℃时，很快会生成二氧化锗。锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。锗有着良好的半导体性质，如电子迁移率、空穴迁移率等等。
锗具有良好的半导体性质，对固体物理和固体电子学的发展发挥了重要的作用。掺有微量特定杂质的锗单晶，可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。锗单晶可作晶体管，是第一代晶体管材料。
锗在电子工业中的用途，已逐渐被硅代替。但由于锗的电子和空穴迁移率较硅高,在高速开关电路方面,锗比硅的性能好。锗在红外器件、γ辐射探测器方面，有新的用途。金属锗能通过 2-15微米的红外线，又和玻璃一样易被抛光，能有效地抵制大气的腐蚀，可用以制造红外窗口、三棱镜和红外光学透镜材料。锗酸铋用于闪烁体辐射探测器。锗还同铌形成化合物，用作超导材料。二氧化锗是聚合反应的催化剂。用二氧化锗制造的玻璃有较高的折射率和色散性能，可用于广角照相机和显微镜镜头；GeO2－TiO2－P2O5类型的玻璃有良好的红外性能，在空间技术上，可用来保护超灵敏的红外探测器。
锗是典型的分散元素，在地壳中的丰度为1.8ppm,高于砷、铀、汞、碘、银、金、锑、钼等元素。
锗具有强烈的亲铁性，在陨石中，以镍-铁相含量最高，硫化物相次之，硅酸盐相最低，反映在地核中，锗的丰度达310ppm，地幔则为1.1ppm。
锗与硅的地球化学性质接近，两者可发生类质同象置换。四价锗还能与Al3+、Fe3+、Ti4+、Cr3+、Sn4+和Mn4+发生类质同象置换。因此，锗会分散到硅酸盐矿物中。
除以分散状态存在于矿物和岩石中的锗外，自然界还产出有少量锗的独立矿物（含锗1%以上的矿物）。
锗的独立矿物有：
硫银锗矿（辉银锗矿），argyrodite，分子式为4Ag2S·GeS2，一种含银和锗的硫盐矿物，含锗5—7％。元素锗就是在这种矿物中发现的。等轴晶系，八面体，菱形十二面体或两者的聚形。集合体呈块状或皮壳状，双晶（111）常见，断口贝状到不平坦。性脆。硬度2.5～3，相对密度6.1-6.3。新鲜面为带浅红色调的钢灰色，在空气中迅速变为带紫或浅蓝色的黑色，条痕浅灰色。金属光泽，不透明。
锗石，germanite，分子式为（Cu3FeGeS4），通常混入有Zn，Ga，As等杂质。已测定矿物中Ge的最高含量为10.19%，等轴晶系。致密块状或粒状集合体，无解理，性脆，硬度，密度4.46-4.59。暗蔷薇灰色，条痕暗灰色至黑色，金属光泽，不透明。无磁性或具弱磁性。不发光。受HNO3+FeCl3浸蚀染成棕色。在王水中缓慢染成浅褐色。矿物难熔，在玻璃管中烧红形成升华物。
硫铜锗矿，Renierite，分子式为(Cu,Zn)11(Ge,As)2Fe4S16，常混有Zn，Ga，Pb，As，Sn等杂质，矿物中Ge的最高含量为7.75%，四方晶系，浑圆粒状或叶片状包裹在闪锌矿等硫化物中，也常呈细粒集合体产出。双晶常见，无解理，性脆。硬度4.5，相对密度4.3～4.5。古铜色，稍带黄色，条痕灰黑色，金属光泽，不透明。强磁性并具有极性。
硫银锡锗矿，canfieldite，分子式为[4Ag2S＋(Sn,Ge)S2],含锗1.8％。
灰锗矿， briartite，分子式为Cu2FeZnGeS4 ，已测定矿物中Ge的最高含量为16.9%，四方晶系，粒状，硬度4.5，相对密度4.4。
二、锗矿来源及找矿方向
上述锗矿物非常罕见，多产于铜，铅，锌，砷，银等的硫化物矿床内。共生矿物有闪锌矿，方铅矿，砷黝铜矿，黄铜矿，斑铜矿，硫砷铜矿，毒砂及辉银矿等。这是因为，锗具有亲硫性，在热液条件下，锗能够置换硫而进入到硫化物和硫盐矿物中。锗置换硫的能力，随着热液温度的下降而显著增强。高温条件下，不太明显；中温条件下，锗开始富集，如闪锌矿；低温时，锗便大量进入硫化物和硫盐矿物中，如钎锌矿含锗可达50ppm至千分之几。此外，锗倾向于富集于煤，特别是镜煤中（50-100ppm）有些粉煤灰，可含1%的锗。因此，在铅锌矿、铜矿、铁矿、银矿、硫化矿和煤中，锗含量较高。
因此，目前锗的生产主要从精炼铜、锌、铅时以副产品而获得，但也有从煤灰中提取。高纯度的锗是从高纯度的氧化锗还原，再经熔炼提取而得。锗的产品主要包括高纯四氯化锗、高纯二氧化锗、区熔锗锭、锗单晶、有机锗等。
据胡瑞忠等（2000），盆地基底花岗岩的锗含量高出克拉克值2-3倍，且易于浸出，是锗成矿的来源；锗在溶液中的溶解度随溶液温度的升高而增加。矿床中与煤层互层的层状硅质岩为热水沉积成因，形成硅质岩的富硅热液携带了成矿所需要的大量锗；煤是锗成矿极有利的围岩。其中的腐殖质在其它有利条件的配合下，可将周围溶液中的锗很容易地固定下来。这些，导致了临沧锗矿床的形成。临沧锗矿床是我国近年发现的具有独立工业开采价值、且接近超大型矿床规模的锗矿床。云南省西部发育在高锗花岗岩基底之上的第三系含煤断馅盆地广泛分布。这些盆地中有热水沉积硅质岩与煤互层产出的含煤段，这是锗成矿的有利部位，可望找到与帮卖盆地类似的锗矿床。
锗的工业指标为：锗品位大于0.0008%的赤铁矿可作锗矿开采；品位0.001%的铅锌矿可综合回收利用；含锗品位大于0.002%的煤矿(锗含量在0.002%以下的，称为低锗煤），可作为锗矿开采或综合回收利用。
全国生产锗的厂家主要有：云南锗业、驰宏锌锗、株冶、内蒙通力锗业、韶关冶炼厂和南京锗厂等。目前世界锗产量在150吨左右，中国产120吨左右。
1980年美国市场本征锗的价格约为784美元／公斤，二氧化锗为487美元／公斤。2005年，锗价只有5500元/公斤；2008年最高达10200元/公斤，目前锗价处于高位，在10100元/公斤左右。
全球锗的资源比较贫乏，全球已探明的锗保有储量仅为8600金属吨，按照目前200吨/年的速度开采，则43年后全球存量锗就会耗尽。锗资源在全球分布非常集中，主要分布在中国、美国和俄罗斯——详见下文，其它锗矿床有：西南非特素木布锗矿床、刚果卡丹加锗矿床、玻利维亚中南部锗矿床和英国伊尔科什盆地锗矿床。
锗资源分布最多的国家是美国，保有储量3870吨，占全球含量的45％。第二是中国，已探明锗矿产地约35处，保有储量约3500金属吨，而远景储量可达9600金属吨。
中国的已探明锗储量主要分布在12个地区，其中广东、云南、内蒙古、吉林、山西、广西、贵州等省区储量较多，约占中国锗总储量的96%。中国规模最大的锗矿为云南临沧和内蒙古乌兰图嘎超大型锗矿床。
云南锗资源的储量：云南省的锗资源主要分布在铅锌矿和含锗褐煤中，含锗铅锌矿主要分布在会泽县，会泽县是我国主要的铅锌锗生产基地，也是川滇黔成矿三角区富锗铅锌矿的典型代表。滇西褐煤矿中，现已发现锗资源具备工业开采价值的矿区有4个，包括帮卖(大寨和中寨)、腊东(白塔)矿区、芒回矿区、等嘎矿区，煤田勘探估算锗储量共计2177吨，其中最大的锗矿位于帮卖的大寨和中寨，储量约1620吨，前3个矿区锗储量为1990吨，等嘎矿区已开采30余年，现资源已近枯竭。
内蒙锗资源储量：内蒙的优质锗发现于20世纪70年代，位于胜利煤田，经1997年以来的两次较大范围勘查，确认胜利煤田锗金属量1919吨。另外，位于内蒙古呼伦贝尔盟的伊敏煤田早期也曾发现锗含量异常，但其后一直没有进一步的勘探及开采。勘探和综合评价结果表明，内蒙地区锗资源量异常丰富，预计将超过4000吨，未来有可能成为中国的锗资源中心。 |
