Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ - Патент РФ 2049824
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при извлечении галлия из щелочных растворов и пульп глиноземного производства. Сущность: из алюминийсодержащих растворов осаждают алюминий в виде кальциевого гидроалюмината обработкой раствора кальцийсодержащим реагентом, а затем проводят сорбцию галлия из пульп или из растворов после выделения осадка из пульпы. 2 з. п. ф-лы, 5 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2049824
Класс(ы) патента: C22B58/00, C01G15/00, C01F7/46
Номер заявки: 5032426/26
Дата подачи заявки: 17.03.1992
Дата публикации: 10.12.1995
Заявитель(и): Николаевский глиноземный завод (UA)
Автор(ы): Скворцов Александр Юрьевич[UA]; Фомичев Юрий Александрович[UA]; Толкачев Александр Борисович[UA]
Патентообладатель(и): Николаевский глиноземный завод (UA)
Описание изобретения: Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано для извлечения галлия из щелочных растворов и пульп глиноземного производства.
Промышленное производство галлия основано на его извлечении из алюминийсодержащих щелочных растворов производства глинозема. Используется метод электрохимического извлечения галлия из растворов на ртутном катоде [1]
Этот метод имеет существенный недостаток, связанный с потерями ртути вследствие ее растворения в щелочных растворах.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки галлийсодержащих алюминатных растворов, включающий предварительное выделение алюминия в процессе Байера и сорбцию галлия ионообменником [2] Способ заключается в ионообменном поглощении галлия из щелочных алюминатных растворов комплексообразующими ионитами с предварительным выделением из растворов примесей: ванадия, фтора, фосфора, мышьяка, органики.
К недостаткам прототипа относится недостаточно высокая емкость предлагаемых сорбентов по галлию при его извлечении из алюминатных растворов, и как следствие, низкая производительность процесса, большой расход ионита, высокий удельный расход реагентов (кислоты и др.) на стадии регенерации, низкая концентрация галлия в элюатах, что затрудняет их последующую переработку.
Целью предлагаемого способа является повышение емкости сорбентов при извлечении галлия из щелочных алюминийсодержащиx растворов.
Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения галлия комплексообразующими ионообменниками алюминатный раствор перед сорбцией обрабатывается кальцийсодержащим реагентом для связывания основной массы алюминия в нерастворимый кальциевый гидроалюминат, а затем галлий сорбируется ионообменником либо непосредственно из пульпы, либо после отделения осадка отстаиванием или фильтрацией из маточного раствора. В качестве кальцийсодержащего реагента может использоваться известь или известковое молоко, известковая паста, растворимые и малорастворимые соединения кальция. Условием применимости того или иного реагента является более высокая, чем у кальциевого гидроалюминaта растворимость в используемом растворе.
Сущность способа состоит в следующем. Основным мешающим компонентом в ходе сорбционного извлечения галлия комплексообразующими ионообменниками из щелочных сред является алюминий, который находится в виде алюминат-иона типа Al(OH)-4 и оказывает конкурирующее действие.
При обработке растворов кальцийсодержащим реагентом основная масса алюминия связывается в нерастворимый осадок кальциевого гидроалюмината по реакции
2NaAlO2+3Ca(OH)2+4H2O 3CaO·Al2O3· 6H2O↓+2NaOH
галлий при этом практически не осаждается.
Последующее сорбционное извлечение галлия из жидкой фазы пульпы или маточника фильтрации проходит весьма эффективно.
Экспериментальные данные по реализации предложенного способа приводятся в примерах.
П р и м е р 1. Исходный маточный раствор, содержащий (г/л) галлия 0,18; Al2O3 78,5; Na2Oк 155 обрабатывали при перемешивании известковой пастой при мольном соотношении CaOакт:Al2O3=3:1 при 25оС в течение 2 ч. После реакции осадок отфильтровывали, водную фазу анализировали. Исходный раствор (без обработки) и обработанный раствор состава, г/л: галлий 0,17; Al2O3 0,5; Na2Oк 150 (частичное разбавление происходит за счет водной фазы известковой пасты) пропускали через две ионообменные колонки с комплексообразующим ионитом. Объем ионита в каждой из двух колонок 50 см3, растворы пропускали со скоростью 125 см3/ч (2,5 уд. объемов/ч), вытекающий раствор (сорбат) отбирали порциями по 100 см3 и анализировали на содержание галлия. Данные приведены в табл.1.
Как видно из таблицы, степень извлечения галлия уже из первых порций раствора для обработанного раствора выше, чем для исходного. После пропускания 300 мл исходного раствора (три порции) начинается проскок и к пятой порции ионит полностью насыщен, его полная динамическая емкость составляла 1,24 г/л.
При пропускании обработанного раствора проскок начинается после 16 порций раствора, полная динамическая емкость 60 г/л (15 мг/г), т.е. почти в 5 раз выше, чем по способу-прототипу.
П р и м е р 2. Исходный маточный раствор обрабатывали различным количеством известкового молока (200 г/л по CaOакт) при перемешивании в течение 2 ч при нормальной температуре. После обработки пульпу приводили в контакт при перемешивании с ионитом. Дозировка ионита 2 см3 на 200 см3пульпы, время перемешивания 7 ч, после этого реакционную массу оставляли на 24 ч без перемешивания. Ионит после опытов отделяли и анализировали на содержание галлия. Результаты даны в табл.2.
Из данных видно, что при обработке растворов известковым молоком емкость ионита возрастает почти в 8 раз и уже при дозировке CaO в ходе обработки в молярном отношении к Al2O3 более 1,5 достигается заметный эффект. Повышение дозировки (CaO:Al2O3) мол. более 3,2-3,4 не приводит к значительному улучшению сорбционных характеристик и влечет сверхстехиометрический расход реагента.
П р и м е р 3. Исходный маточный раствор и раствор, обработанный известковой пастой в условиях, приведенных в примере 1, контактировали с различными навесками комплексообразующего ионита при перемешивании в течение 2 сут. Жидкую фазу после контакта анализировали. Результаты приведены в табл. 3.
Результаты свидетельствуют, что как по значению емкости ионита, так и по степени извлечения галлия в сопоставимых условиях предлагаемый способ значительно превосходит прототип.
П р и м е р 4. Насыщенные по галлию в условиях примера 1 иониты промывали 100 мл воды и затем пропускали через слой ионитов 2N серную кислоту в количестве 250 мл (5 уд. объемов) в течение 3-х ч. Элюаты анализировали. Данные приведены в табл.4.
По результатам видно, что концентрация галлия в элюатах по предлагаемому способу значительно выше, а соотношение алюминия к галлию ниже, чем по способу-прототипу, что облегчит дальнейшую переработку элюатов. Удельный расход кислоты по предлагаемому способу почти в 5 раз ниже, чем по прототипу.
П р и м е р 5. Исходный маточный раствор обрабатывали различными кальцийсодержащими реагентами при мольном соотношении СaO:Al2O3=3. Состав исходного раствора и условия обработки аналогичны примеру 1. После взаимодействия осадок отфильтровывали, растворы анализировали и приводили в контакт с ионообменником при соотношении (объемном) Уир=1:100 в течение 2 сут. Иониты после опытов анализировали на содержание галлия. Данные приведены в табл. 5.
Из данных видно, что применение различных кальцийсодержащих реагентов ведет к подобным положительным результатам. Использование известкового реагента в виде известкового молока, пасты или твердой CaO наиболее предпочтительно вследствие его широкого применения в процессах производства глинозема и исключения внесения примесей в растворы. Необходимо отметить, что и конечные продукты, образующиеся в ходе известковой обработки алюминийсодержащих щелочных растворов хорошо сочетаются с существующим производственным процессом. Осадок или пульпа кальциевого гидроалюмината может направлятьcя на выщелачивание бокситов, где действует как полезная для вскрытия кальцийсодержащая добавка, а высокомодульный раствор может использоваться для химической чистки выпарных аппаратов, автоклавов, декомпозеров, фильтров и т.п.
Таким образом, предлагаемый метод извлечения галлия из щелочных алюминийсодержащих растворов позволяет:
значительно повысить емкость применяемых для сорбции галлия в щелочных средах ионообменников;
существенно снизить расход ионообменных материалов и их единовременную загрузку;
значительно снизить расход реагентов в процессах регенерации ионита и переработки галлийсодержащих элюатов;
достичь высокой степени концентрации галлия в элюате.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, включающий осаждение из них с получением пульры и сорбцию галлия ионообменником, отличающийся тем, что осаждение алюминия ведут в виде кальциевого гидроалюмината обработкой раствора кальцийсодержащим реагентом, а сорбцию галлия ведут из пульпы или из раствора после выделения осадка из пульпы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего реагента используют известь, хлорид кальция, нитрат кальция и другие соединения кальция.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обработку раствора кальцийсодержащим реагентом ведут при молярном отношении CaO Al2O3 в растворе в диапазоне 1,5 3,3.