СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНО-АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА (ВАРИАНТЫ)

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНО-АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА (ВАРИАНТЫ) 


RU (11) 2207404 (13) C2

(51) 7 C25C1/22, C22B58/00 

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

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

(21) Заявка: 2000122999/02 
(22) Дата подачи заявки: 2000.08.23 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.08.23 
(43) Дата публикации заявки: 2003.01.20 
(45) Опубликовано: 2003.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: WO 80/02701 А1, 11.12.1980. SU 458987, 07.04.1975. WO 87/02075 А1, 09.04.1987. US 3933604, 20.01.1976. US 512241 А, 16.07.1992. 
(71) Заявитель(и): ЗАО "Интерредмет" 
(72) Автор(ы): Сысоев А.В.; Вильчек С.Ю.; Аминов С.Н.; Кукулевич А.А.; Липухин Е.А.; Ковалевский С.В.; Устич Е.П.; Ермолаев И.В.; Луцкая Л.П.; Янчуров В.Ю. 
(73) Патентообладатель(и): ЗАО "Интерредмет" 
Адрес для переписки: 630004, г.Новосибирск, ул. Вокзальная магистраль, 4/2, ЗАО "Интерредмет" 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНО-АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА (ВАРИАНТЫ) 

Изобретение относится к электрохимическому выделению галлия из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства. Способы извлечения галлия из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства включают электролиз на твердых электродах, стойких в рабочих растворах глиноземного производства, в присутствии предварительно введенного в исходный раствор цинка в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию с получением катодного осадка цинк-галлиевого сплава, концентрирование галлия в накопительном растворе путем растворения полученного катодного осадка, последующее выделение цинк-галлиевого сплава из обогащенного раствора вторичным электролизом. При этом первичный электролиз рабочего раствора проводят циклически, меняя катоды с анодами переполюсовкой от цикла к циклу, совмещая момент переполюсовки с началом растворения катодного осадка в накопительном растворе, при температуре рабочего раствора 20-30oС, объемной плотности тока более 8, но менее 30 кА/м3, растворение катодного осадка с целью концентрирования галлия до концентрации не менее 1,5 г/л ведут током обратной полярности в режиме стабилизации по току в специальном накопительном растворе, представляющем из себя отдельную порцию рабочего раствора, при температуре 40-80oС, извлечение галлиевого сплава из накопительного раствора проводят путем вторичного электролиза на твердых электродах (при тех же значениях параметров, что и первичный электролиз) до уровня содержания галлия в накопительном растворе не выше его исходного содержания, снимают полученный галлиевый сплав известным способом и возвращают отработанный накопительный раствор в технологическую схему производства глинозема. Способы позволяют интенсифицировать процесс. 2 с. и 18 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам получения редких и рассеянных элементов, а именно к способам электрохимического выделения галлия в виде галлиевого концентрата из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства.

Известен способ извлечения галлия из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства цементацией галламой алюминия. Извлечение галлия по этому способу происходит последовательно на нескольких галламах (2-4) и требует предварительной глубокой очистки рабочего раствора от соединений сульфидной и тиосульфатной серы, а также от ванадия, фосфора и фтора.

Недостатком способа является необходимость предварительной глубокой очистки рабочего раствора, что значительно усложняет технологию. При недостаточной очистке образующийся на поверхности галламы шлам приводит к растворению галлия из цементационной основы и процесс извлечения галлия может прекратиться (авт.св. СССР 510848, МКл. С 22 В 58/00, 1975 г.).

Известен способ электролитического выделения галлия из щелочных растворов глиноземного производства, в котором проводят электролиз на твердых электродах при катодной плотности тока 200-1000 А/м2 напряжении 3,4-4,5 В, температуре 28-37oС в присутствии предварительно введенного в исходные растворы цинка в количестве, превышающем содержание галлия в этих растворах в 1-10 раз (патент США 4368108 С 25 С 1/24, 1983 г.). Полученный электролитический осадок удаляют с катодов механическим путем, а затем подвергают вакуум-термической возгонке для удаления цинка. После удаления цинка осадок, содержащий галлий, растворяют в растворе едкого натра и проводят электролиз на никилевом катоде при катодной плотности тока 1200 А/м2 и температуре 60oС. При этом электролиз щелочно-алюминатных растворов проводят в электролизере ящичного типа, внутри которого параллельно установлены пластинчатые стальные аноды и коробчатые водоохлаждаемые никелевые катоды (патент США 4368108 С 25 С 1/24, 1983 г.).

Недостатком способа является сложность механического удаления электролитического осадка с водоохлаждаемых катодов.

Известен способ извлечения галлия из щелочных растворов, образующихся при производстве алюминия, включающий в себя электролиз щелочного раствора, содержащего галлий и цинк в электролизере с никелевым катодом и анодом из нержавеющей стали. Образующийся цинко-галлиевый катодный осадок растворяют в растворе NaOH с концентрацией 50 г/л при 70-75oС 15 минут. Концентрированный раствор галлата натрия с с низким содержанием цинка, который при такой операции практически не растворяется, упаривают до концентрации Ga 100-120 г/л и электролитически удаляют цинк при 50-60oС и плотности тока 1-2 А/дм2, после чего из электролита, очищенного от цинка, электролитически отделяют галлий при 50-60oС и плотности катодного тока 50-60 А/дм2. При этом выход галлия составляет 80-90% (патент СРР 91812, МКл. С 22 В 58/00, С 01 G 15/00, 1987 г.).

Недостатком способа является сложность извлечения галлия из щелочных растворов при наличии в их составе тиосульфатной формы серы (иона S2О3 2-). В этом случае при электролизе происходит восстановление на никелевом катоде иона тиосульфата с образованием двух типов ионов: сульфида - S2- и сульфита - SO3 2-. Ион сульфида S2- в момент восстановления весьма активен и взаимодействует с подложкой никелевым катодом, образуя плотный осадок сульфида никеля, который препятствует в дальнейшем восстановлению иона галлата и трудно удаляемый с поверхности катода.

Известен способ получения галлия из щелочных растворов глиноземного производства, при котором электролиз проводят при температуре 25-30oС, при содержании цинка 0,3-1,0 кг/м3 и объемной плотности тока 5-8 кА/м. Растворение полученного катодного осадка ведут в гидроксиде натрия с концентрацией по оксиду натрия 40-200 кг/м3 при температуре 60-100oС и короткозамкнутых электродах с циркуляцией раствора до концентрации в нем галлия не менее 4-5 кг/м3. Затем из раствора гидроксида натрия извлекают цинк до остаточной концентрации 0,3-1,5 кг/м3 путем нейтрализации либо электролизом, а оставшийся в растворе галлий извлекают цементацией галамой алюминия. Способ позволяет получить галлий чистотой не менее 99,999%. Извлечение галлия в товарный металл при этом составляет около 90%. При этом первичный электролиз проводят в электролизере ящичного типа, разделенном на секции коробчатыми водоохлаждаемыми катодами, установленными с небольшим зазором к электроизолированным стенкам корпуса и размещенными между катодами пластинчатыми анодами оригинальной конструкции из центральной стальной и выноснми никелевыми пластинами (патент РФ 2127328, С 22 В 58/00), С 25 С 1/22, 7/00,1999 г. ).

Недостатком способа являются сложность аппаратной реализации технологический схемы, предусматривающей наличие большого количества дополнительных технологических растворов, непосредственно не имеющих отношения к глиноземному производству.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ извлечения галлия из щелочных растворов, образующихся в глиноземном производстве, при котором в качестве исходного рабочего раствора используется раствор, полученный смешиванием оборотного и маточного растворов (либо разбавлением оборотного раствора), используемых при переработке бокситов по методу Байера. Перед электролизом в указанный рабочий раствор вводят в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию металл, образующий при совместном электролитическом восстановлении с галлием сплав с ним. В качестве металла, вводимого в исходный раствор, как в таковом виде, либо в виде окисла, или неорганической соли, предлагается использовать цинк, свинец или олово. Исходный раствор с введенным металлом подвергают электролизу на твердых электродах из стали, никеля либо титана (причем катод предлагается делать охлаждаемым) при катодной плотности тока 200-1000 A/м2, напряжении 3,4-4,5 В и температуре процесса 28-37oС. Для интенсификации процесса используют постоянный, пульсирующий, реверсивный ток, а также различные комбинации указанных токов. Полученный электролитический осадок удаляют любым известным способом, а обработанный раствор возвращают в глиноземное производство. Галлий или галлий и ванадий из полученного электролитического осадка выделяют вакуумтермически либо растворением в кислотах или щелочах (WO 80/02701, С 25 С 1/22,1980).

Недостатком способа является сложность конструкции электролизера, связанная с наличием водоохлаждаемых катодов, а также пониженная эффективность электролиза из-за образования у поверхности катода слоя холодного электролита повышенной вязкости, через который затруднена диффузия галлат-иона к катоду. Кроме того, в промышленной ванне при электролизе весьма вязких растворов развивается процесс пенообразования, в результате которого высота столба раствора повышается и происходит его разделение на "жидкую" нижнюю часть и верхнюю, состоящую из пены. Вследствие этого происходит существенное перераспределение тока между нижними и верхними частями электродов, приводящее к неопределенности катодной плотности тока, что в свою очередь затрудняет контроль и проведение технологического процесса.

Перед авторами стояла задача разработать способ получения галлиевого концентрата из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства, который позволил бы уменьшить трудоемкость очистки раствора перед его электролизом, исключить механическую очистку электродов на первой стадии электролиза, уменьшить количество видов технологических растворов, упростить технологическую схему и ее аппаратную реализацию.

Техническим результатом использования предлагаемого способа является интенсификация процесса получения галлиевого концентрата за счет циклической смены полярности электродов при первичном электролизе и совмещения таким образом процесса извлечения галлиевого концентрата с процессом подготовки поверхности противоположного электрода к следующему циклу, а также за счет последующего нанесения цинковой подложки на очищенную поверхность электрода, которая наносится в накопительном растворе одновременно с растворением полученного галлиевого концентрата. Интенсификация процесса получения галлиевого концентрата достигнута также за счет предварительной обработки рабочего раствора флокулянтом, что позволило упростить очистку раствора и уменьшить его ценообразование на первой стадии электролиза, а также за счет использования рабочего раствора в качестве накопительного.

Этот результат достигнут в предлагаемом способе получения галлиевого концентрата из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства, включающем приготовление из них рабочего раствора путем введения в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию металла, например цинка, с получением сплава галлия с металлом, например с цинком, последующий первичный электролиз на твердых электродах, стойких в рабочем растворе, концентрирование галлия в накопительном растворе путем растворения полученного катодного осадка и последующее выделение галлиевого концентрата из обогащенного галлием накопительного раствора вторичным электролизом. При этом первичный электролиз рабочего раствора проводят циклически, меняя катоды с анодами переполюсовкой от цикла к циклу при совмещении момента переполюсовки с началом растворения катодного осадка в накопительном растворе, при температуре рабочего раствора 20-30oС, объемной плотности тока более 8, но менее 30 кА/м3, растворение катодного осадка для концентрирования галлия до концентрации не менее 1,5 г/л ведут током обратной полярности в режиме стабилизации по току в накопительном растворе при температуре 40-80oС, извлечение галлиевого концентрата из накопительного раствора проводят путем вторичного электролиза на твердых электродах при тех же значениях параметров, что и первичный электролиз, до уровня содержания галлия в накопительном растворе не выше его исходного содержания, снимают полученный галлиевый концентрат и возвращают отработанный накопительный раствор в технологическую схему производства глинозема.

Причем рабочий раствор, полученный после введения цинка, обрабатывают флокулянтом для более эффективной очистки от примесей и для получения более компактного и легко отделяемого декантацией осадка примесей.

Кроме того, рабочий раствор, полученный после введения в него цинка, обрабатывают флоокулянтом NALCO 7864 в количестве 10-20 мл/м3 при температуре 90-95oС в течение 3 часов и затем постепенно охлаждают до температуры 20-40oС в течение 8 -12 часов.

Для получения катодного осадка требуемого состава в исходный раствор перед электролизом в качестве металла вводят смесь металлов из ряда цинк, олово, свинец в 1-10 кратном избытке по отношению к галлию и при содержании в смеси олова до 45% и свинца до 45% от массы введенной смеси.

В качестве накопительного раствора используют смесь маточного и оборотного растворов глиноземного производства в объемном соотношении от 0,1 до 1 маточного к оборотному от 1 до 0,1 либо разбавленный оборотный раствор при объемном соотношении на один объем оборотного раствора от 0,1 до 5 объемов воды, либо разбавленный рабочий раствор при объемном соотношении на один объем рабочего раствора от 0,1 до 4 объемов воды.

Для уменьшения потерь галлия из наработанного катодного осадка при сливе отработанного рабочего раствора слив рабочего раствора производят в режиме стабилизации по напряжению.

Слив как отработанного рабочего, так и накопительного растворов производят в режиме стабилизации по напряжению.

Время цикла первичного электролиза выбирают до полной очистки анода в рабочем растворе от катодного осадка предыдущего цикла.

За время растворения наработанного катодного осадка в накопительном растворе одновременно производят выращивание цинковой подложки на противоположных электродах, и в следующем цикле выделение цинко-галлиевого концентрата начинают на эту подложку.

Перед извлечением галлия из накопительного раствора из него электролизом извлекают цинк при температуре 40-60oС и плотности тока менее 100 А/м2.

Этот результат может быть достигнут во втором варианте предлагаемого способа получения галлиевого концентрата из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства, включающий приготовление из них рабочего раствора путем введения в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию металла, например цинка, с получением сплава галлия с металлом, например с цинком, последующий первичный электролиз на твердых электродах, стойких в рабочем растворе, концентрирование галлия в накопительном растворе путем растворения полученного катодного осадка и последующее выделение галлиевого концентрата из обогащенного галлием накопительного раствора вторичным электролизом. При этом первичный электролиз рабочего раствора проводят циклически, меняя катоды с анодами переполюсовкой от цикла к циклу при совмещении момента переполюсовки с началом растворения катодного осадка в накопительном растворе, представляющем из себя отдельную порцию рабочего раствора, при температуре рабочего раствора 20-30oС, объемной плотности тока более 8, но менее 30 кА/м3, растворение катодного осадка для концентрирования галлия до концентрации не менее 1,5 г/л ведут током обратной полярности в режиме стабилизации по току в накопительном растворе при температуре 40-80oС, извлечение галлиевого концентрата из накопительного раствора проводят путем вторичного электролиза на твердых электродах при тех же значениях параметров, что и первичный электролиз, до уровня содержания галлия в накопительном растворе выше уровня содержания галлия в рабочем растворе, снимают полученный галлиевый концентрат и возвращают отработанный накопительный раствор в технологическую схему циркуляции накопительного раствора.

Причем рабочий раствор, полученный после введения цинка, обрабатывают флокулянтом для более эффективной очистки от примесей и для получения более компактного и легко отделяемого декантацией осадка примесей.

Кроме того, рабочий раствор, полученный после введения в него цинка, обрабатывают флоокулянтом NALCO 7864 в количестве 10-20 мл/м3 при температуре 90-95oС в течение 3 часов и затем постепенно охлаждают до температуры 20-40oС в течение 8-12 часов.

Для получения катодного осадка требуемого состава, в исходный раствор перед электролизом в качестве металла вводят смесь металлов из ряда цинк, олово, свинец в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию и при содержании в смеси олова до 45% и свинца до 45% от массы введенной смеси.

В качестве накопительного раствора используют смесь маточного и оборотного растворов глиноземного производства в объемном соотношении (0,1-1):(1-0,1), либо разбавленный оборотный раствор при объемном соотношении раствор - вода 1: (0,1-5), либо разбавленный рабочий раствор при объемном соотношении раствор - вода 1:(0,1-4).

Для уменьшения потерь галлия из наработанного катодного осадка при сливе отработанного рабочего раствора слив рабочего раствора производят в режиме стабилизации по напряжению.

Слив как отработанного рабочего, так и накопительного растворов производят в режиме стабилизации по напряжению.

Время цикла первичного электролиза выбирают до полной очистки анода в рабочем растворе от катодного осадка предыдущего цикла.

За время растворения наработанного катодного осадка в накопительном растворе одновременно производят выращивание цинковой подложки на противоположных электродах, и в следующем цикле выделение цинко-галлиевого концентрата начинают на эту подложку.

Перед извлечением галлия из накопительного раствора из него электролизом извлекают цинк при температуре 40-60oС и плотности тока менее 100 А/м2.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Получаемые при переработке бокситов по способу Байера маточные алюминатные растворы содержат в среднем кг/м3: 130-180 оксида натрия, 60-80 оксида алюминия, 0,3-0,6 диоксида кремния, 0,004-0,006 оксида железа, 1,5-2,0 органических веществ (в пересчете на кислород по перманганату калия), 2,5-3,5 общей серы, в том числе сульфидной 0,5-0,8, тиосульфатной 1,0-1,2, сульфитной 0,2-0,4, сульфатной 0,8-1,1.

Оборотные алюминатные растворы содержат в среднем, кг/м3: 260-320 оксида натрия, 120-160 оксида алюминия, 0,6-1,2 диоксида кремния, 0,01-0,015 оксида железа, 3,0-4,0 органических веществ, 5,0-7,0 общей серы, в том числе серы сульфидной 1,0-1,6, тиосульфатной 2,0-2,4, сульфитной 0,4-0,8, сульфатной 1,6-2,2 (все соединения серы даны в пересчете на серу). Концентрация галлия в маточных и оборотных алюминатных растворах составляет 0,15-0,25 и 0,30-0,50 соответственно. Перед электролизом исходные маточный и оборотные растворы смешиваются между собой или разбавляются водой в нужном соотношении с целью получения таким путем рабочего раствора и вводят цинк в 1-10-кратном избытке по отношению к содержанию галлия в рабочем растворе. Рабочий щелочно-алюминатный раствор, содержащий предварительно введенный в него цинк, подвергают электролизу на твердых стойких в рабочем растворе электродах при следующих режимах: объемной плотности тока более 8, но менее 30 кА/м3, температуре 20-35oС. Обработанный рабочий раствор сливают в режиме стабилизации по напряжению. Полученный катодный осадок (галлиевый сплав) удаляют с катода, растворяя его в накопительном растворе (в качестве которого используется рабочий раствор, изначально содержащий галлий с концентрацией 0,15-0,50 кг/м3) при температуре 40-80oС током обратной полярности в режиме стабилизации по току. После растворения катодного осадка накопительный раствор сливают в режиме стабилизации по напряжению. Не меняя полярности источника питания заливают новую порцию рабочего раствора и повторяют цикл выделения галлия из рабочего раствора, причем катодами в этом случае работают электроды, являвшиеся анодами в предыдущем цикле. Концентрирование галлия в накопительном растворе проводят до содержания не менее 1,5 кг/м3.

После того как концентрация галлия в накопительном растворе составит не менее 1,5 кг/м3, часть этого раствора направляют на вторичный электролиз, который проводится на твердых электродах, стойких в рабочем растворе, при температуре 20-35oС и поверхностной плотности тока 100-400 А/м2 до достижения в накопительном растворе содержания галлия не выше, чем в исходном рабочем. Катодный осадок после вторичного электролиза удаляют и подвергают дальнейшей переработке любыми известными способами. Отработанную порцию накопительного раствора (при содержании в нем галлия меньше, чем в рабочем растворе) направляют в технологическую схему производства глинозема либо, во втором варианте (при содержании в нем галлия более, чем в рабочем растворе), возвращают в схему циркуляции накопительного раствора, а недостаток накопительного раствора пополняют рабочим.

Получение галлия в виде сплава из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства по заявляемому способу возможно только при соблюдении заявляемых условий и в заявляемых пределах значений рабочих характеристик процесса. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения галлиевого концентрата из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства, включающий приготовление из них рабочего раствора путем введения в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию металла, например, цинка, с получением сплава галлия с металлом, например с цинком, последующий первичный электролиз на твердых электродах, стойких в рабочем растворе, концентрирование галлия в накопительном растворе путем растворения полученного катодного осадка и последующее выделение галлиевого концентрата из обогащенного галлием накопительного раствора вторичным электролизом, отличающийся тем, что первичный электролиз рабочего раствора проводят циклически, меняя катоды с анодами переполюсовкой от цикла к циклу при совмещении момента переполюсовки с началом растворения катодного осадка в накопительном растворе, при температуре рабочего раствора 20-30oС, объемной плотности тока более 8, но менее 30 кА/м3, растворение катодного осадка для концентрирования галлия до концентрации не менее 1,5 г/л ведут током обратной полярности в режиме стабилизации по току в накопительном растворе при температуре 40-80oС, извлечение галлиевого концентрата из накопительного раствора проводят путем вторичного электролиза на твердых электродах при тех же значениях параметров, что и первичный электролиз, до уровня содержания галлия в накопительном растворе не выше его исходного содержания, снимают полученный галлиевый концентрат и возвращают отработанный накопительный раствор в технологическую схему производства глинозема.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочий раствор, полученный после введения цинка, обрабатывают флокулянтом для более эффективной очистки от примесей и для получения более компактного и легко отделяемого декантацией осадка примесей.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочий раствор, полученный после введения в него цинка, обрабатывают флокулянтом NALCO 7864 в количестве 10-20 мл/м3 при температуре 90-95oС в течение 3 ч и затем постепенно охлаждают до температуры 20-40oС в течение 8-12 ч.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения катодного осадка требуемого состава, в исходный раствор перед электролизом в качестве металла вводят смесь металлов из ряда цинк, олово, свинец в 1-10 кратном избытке по отношению к галлию и при содержании в смеси олова до 45% и свинца до 45% от массы введенной смеси.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве накопительного раствора используют смесь маточного и оборотного растворов глиноземного производства в объемном соотношении маточного к оборотному от (0,11) до (10,1), либо разбавленный оборотный раствор при объемном соотношении на один объем оборотного раствора от 0,1 до 5 объемов воды, либо разбавленный рабочий раствор при объемном соотношении на один объем рабочего раствора от 0,1 до 4 объемов воды.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения потерь галлия из наработанного катодного осадка при сливе отработанного рабочего раствора, слив рабочего раствора производят в режиме стабилизации по напряжению.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что слив как отработанного рабочего, так и накопительного растворов производят в режиме стабилизации по напряжению.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что время цикла первичного электролиза выбирают до полной очистки анода в рабочем растворе от катодного осадка предыдущего цикла.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за время растворения наработанного катодного осадка в накопительном растворе одновременно производят выращивание цинковой подложки на противоположных электродах, и в следующем цикле выделение цинкогаллиевого концентрата начинают на эту подложку.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед извлечением галлия из накопительного раствора из него электролизом извлекают цинк при температуре 40-60oС и плотности тока менее 100 А/м2.

11. Способ получения галлиевого концентрата из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства, включающий приготовление из них рабочего раствора путем введения в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию металла, например, цинка, с получением сплава галлия с металлом, например с цинком, последующий первичный электролиз на твердых электродах, стойких в рабочем растворе, концентрирование галлия в накопительном растворе путем растворения полученного катодного осадка и последующее выделение галлиевого концентрата из обогащенного галлием накопительного раствора вторичным электролизом, отличающийся тем, что первичный электролиз рабочего раствора проводят циклически, меняя катоды с анодами переполюсовкой от цикла к циклу при совмещении момента переполюсовки с началом растворения катодного осадка в накопительном растворе, представляющем из себя отдельную порцию рабочего раствора, при температуре рабочего раствора 20-30oС, объемной плотности тока более 8, но менее 30 кА/м3, растворение катодного осадка для концентрирования галлия до концентрации не менее 1,5 г/л ведут током обратной полярности в режиме стабилизации по току в накопительном растворе при температуре 40-80oС, извлечение галлиевого концентрата из накопительного раствора проводят путем вторичного электролиза на твердых электродах при тех же значениях параметров, что и первичный электролиз, до уровня содержания галлия в накопительном растворе выше уровня содержания галлия в рабочем растворе, снимают полученный галлиевый концентрат и возвращают отработанный накопительный раствор в технологическую схему циркуляции накопительного раствора.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что рабочий раствор, полученный после введения цинка, обрабатывают флокулянтом для более эффективной очистки от примесей и для получения более компактного и легко отделяемого декантацией осадка примесей.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что рабочий раствор, полученный после введения в него цинка, обрабатывают флокулянтом NALCO 7864 в количестве 10-20 мл/м3 при температуре 90-95oС в течение 3 ч и затем постепенно охлаждают до температуры 20-40oС в течение 8-12 ч.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что для получения катодного осадка требуемого состава, в исходный раствор перед электролизом в качестве металла вводят смесь металлов из ряда цинк, олово, свинец в 1-10-кратном избытке по отношению к галлию и при содержании в смеси олова до 45% и свинца до 45% от массы введенной смеси.

15. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве накопительного раствора используют смесь маточного и оборотного растворов глиноземного производства в объемном соотношении (0,1-1):(1-0,1), либо разбавленный оборотный раствор при объемном соотношении раствор - вода 1:(0,1-5), либо разбавленный рабочий раствор при объемном соотношении раствор - вода 1:(0,1-4).

16. Способ по п.11, отличающийся тем, что для уменьшения потерь галлия из наработанного катодного осадка при сливе отработанного рабочего раствора, слив рабочего раствора производят в режиме стабилизации по напряжению.

17. Способ по п.11, отличающийся тем, что слив как отработанного рабочего, так и накопительного растворов производят в режиме стабилизации по напряжению.

18. Способ по п. 11, отличающийся тем, что время цикла первичного электролиза выбирают до полной очистки анода в рабочем растворе от катодного осадка предыдущего цикла.

19. Способ по п.11, отличающийся тем, что за время растворения наработанного катодного осадка в накопительном растворе одновременно производят выращивание цинковой подложки на противоположных электродах, и в следующем цикле выделение цинкогаллиевого концентрата начинают на эту подложку.

20. Способ по п.11, отличающийся тем, что перед извлечением галлия из накопительного раствора из него электролизом извлекают цинк при температуре 40-60oС и плотности тока менее 100 А/м2.


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