СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ СОРБЦИЕЙ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ СОРБЦИЕЙ


RU (11) 2112814 (13) C1

(51) 6 C22B58/00, C22B3/24 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96122462/02 
(22) Дата подачи заявки: 1996.11.20 
(45) Опубликовано: 1998.06.10 
(71) Заявитель(и): Арендное предприятие "Николаевский глиноземный завод" (UA) 
(72) Автор(ы): Скворцов Александр Юрьевич (UA); Фомичев Юрий Александрович (UA) 
(73) Патентообладатель(и): Арендное предприятие "Николаевский глиноземный завод" (UA) 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ СОРБЦИЕЙ 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, а именно к способу сорбции галлия из алюминийсодержащих щелочных растворов. Способ заключается в предварительном выделении алюминия из растворов в осадок путем карбонизации и последующей сорбции галлия из пульпы или фильтрата комплексообразующим ионитом. Способ позволяет повысить емкость ионитов, применяемых для сорбции галлия, намного снизить расход ионитов и их единовре-менную загрузку. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано для извлечения галлия из щелочных растворов глиноземного производства.

Для промышленного производства галлия используется цементация на галламе алюминия [1] . К недостаткам этого способа относятся: низкое извлечение галлия (10 - 30%), высокий расход гранулированного алюминия (13 - 40 г на 1 г галлия), большая чувствительность к содержанию примесей в исходном растворе.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения галлия из алюминатных растворов [2] . Способ заключается в ионообменном поглощении галлия из щелочных алюминатных растворов цикла Байера после декомпозиции и предварительной подготовки этих растворов. После этого галлий сорбируется комплексообразующими азотсодержащими ионитами. Подготовка растворов заключается в удалении из них избыточного количества некоторых солей, в частности ванадатов, арсенатов, фосфатов и фторидов до уровня ниже границы их растворимости в щелочных алюминатных растворах или же разбавление алюминатных растворов водой (или водными растворами каустика) до того же уровня концентрации указанных примесей. Без такой подготовки примеси выпадают в виде осадка при проведении сорбции галлия на ионообменных смолах, заполняют пространство между зернами смолы и цементируют их. В результате становится невозможным дальнейшее пропускание раствора через слой ионита и процесс сорбции прекращается.

К недостаткам прототипа относится то, что при предварительной очистке удаляются только те примеси, которые в процессе сорбции механически закупоривают слой ионита и остаются в растворе примеси (в частности, ионы Al(OH)-4 ), которые способны наряду с ионами Ga(OH)36- сорбироваться активными группами ионита. В результате такой конкурентной сорбции емкость ионита по галлию в присутствии большого количества ионов Al(OH)-4 значительно ниже, чем при их отсутствии или незначительном содержании. Следовательно, удаление из раствора ионов, способных конкурировать с галлат-ионами за активные группы ионита приведет к увеличению емкости ионита и более полному извлечению галлия из раствора.

Целью изобретения является повышение емкости используемых ионитов при извлечении галлия из щелочных алюминатных растворов.

Поставленная цель достигается тем, что перед сорбционным извлечением галлия из щелочных алюминатных растворов (например, маточника декомпозиции) удаляется основная часть содержащегося в них алюминия путем пропускания углекислого газа (или смеси газов, содержащей углекислоту). При этом происходит реакции:

2NaOH + CO2 = Na2CO3

NaAl(OH)4 = NaOH + Al(OH)3

2Na2CO3 + 2NaAl(OH)4 = Na2O Al2O3 2CO2 2H2O + NaOH

Таким образом, алюминий из раствора переходит в осадок, состоящий из гидроксида алюминия с примесью гидроалюмокарбоната натрия, а раствор после карбонизации становится ненасыщенным по отношению к имеющимся примесям ванадия, мышьяка, фосфора и фтора. При последующем сорбционном извлечении галлия эти примеси уже не образуют осадков и не влияют на сорбцию галлия. Извлечение галлия может проводиться из пульпы, полученной при карбонизации, или из раствора, полученного при фильтрации этой пульпы, причем емкость ионита по галлию из растворов, образованных указанным образом, намного выше, чем из исходных растворов.

Сущность способа состоит в том, что перед проведением процесса сорбции галлия из щелочных алюминатных растворов удаляются ионы Al(OH)-4, в присутствии которых емкость ионита по галлию резко уменьшается.

Экспериментальные данные по реализации предложенного способа приводятся в примерах.

Пример 1. Исходный раствор цикла Байера (маточник декомпозиции), содержащий г/л: Na2Oку = 138; Al2O3 = 88,6; Ga = 0,16, карбонизировали при пропускании углекислого газа при температуре 60 - 70oC. Скорость снижения концентрации каустической щелочи составляла 4 - 6 г/ч, процесс вели до остаточного содержания Na2Oку = 7 г/л, концентрации алюминия и галлия при этом составляли соответственно Al2O3 = 11,2 г/л, Ga = 0,15 гл. После этого часть пульпы отфильтровали. Для проведения сорбции брали исходный маточник декомпозиции, пульпу после карбонизации и фильтрат. Сорбцию вели в статических условиях при перемешивании в течение 8 ч при объемном соотношении ионит : раствор (И : Р) = 1 : 20 и 1 : 100. Емкость ионита по галлию определяли при анализе насыщенных сорбентов. Результаты опытов приведены в табл.1.

Видно, что емкость ионита и извлечение галлия из раствора на ионит в случае сорбции из обработанных растворов значительно выше, чем из исходного. Показано также, что извлечение галлия проходит эффективно как из фильтратов, так и непосредственно из пульпы, образующейся при карбонизации исходного маточника декомпозиции.

Пример 2. Исходный маточник декомпозиции, взятый из цикла Байера, обрабатывали в условиях примера 1 до различного остаточного содержания Na2Oку и Al2O3 соответственно. Растворы с различным содержанием алюминия и каустической щелочи проводили в контакт с ионитом при соотношении (объемном) ионит : раствор = 1 : 300. Опыты проводили в статических условиях, без перемешивания, время контакта 2 суток. Полученные данные приведены в табл.2.

Результаты показывают, что уже при выделении около 50% алюминия из раствора в осадок емкость ионита возрастает почти в два раза, а при выделении в осадок более 90% алюминия емкость по галлию увеличивается более чем в 6 раз по сравнению со способом-прототипом.

Таким образом, предлагаемый способ сорбционного извлечения галлия из щелочных алюминатных растворов позволяет значительно повысить емкость ионитов, применяемых для сорбции галлия; намного снизить расход ионитов и их единовременную загрузку. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ извлечения галлия сорбцией из щелочных алюминатных растворов, включающий предварительную обработку раствора и последующее сорбционное извлечение галлия, отличающийся тем, что предварительная обработка заключается в выделении алюминия из раствора в осадок путем карбонизации растворов углекислым газом, а сорбцию проводят из карбонизированной пульпы или раствора после фильтрации такой пульпы.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru