PL130598B2 - Process for recovery of gallium from wastes from aluminium production process - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania galu z odpadów powstajacych przy pro¬ dukcji aluminium w postaci pylów i szlamów.Wiadomo, ze odpady o podobnym charakterze przerabia sie przez stapianie z alkaliami lub przez roztwarzanie w silnych kwasach nieorganicznych.Stapianie odpadów z alkaliami posiada te niedogodnosc, ze jest to proces trudny do zmechani¬ zowania i hermetyzacji. Roztwarzanie zas w kwasach mineralnych powoduje problemy aparatu¬ rowe, zwiazane z korozja urzadzen. Ponadto procesy te sa szkodliwe dla naturalnego srodowiska ze wzgledu na emisje toksycznych, zawierajacych fluor, gazów i pylów.Wynalazek dotyczy sposobu odzyskiwania galu z odpadów powstajacych przy produkcji aluminium w postaci pylów lub szlamów przez lugowanie. Istota wynalazku jest to, ze lugowanie prowadzi sie roztworami otrzymanymi z powierzchniowej hodowli szczepów Aspergillus niger na pozywkach zawierajacych jako zródlo wegla sacharoze oraz okreslone dla danego szczepu zródla azotu w postaci azotanu amonu, zródla fosforu w postaci kwasnego fosforanu potasu i makroele- menty w postaci siarczanu magnezu, przy stosunku fazy cieklej do fazy stalej od 1:3 do 1:10, w temperaturze od 303 do 363 K, korzystnie 348-358 K. Korzystne jest stosowanie nastepujacej ilosci poszczególnych skladników: sacharozy w ilosci 10% masowych, azotanu amonu 0,2% masowych, kwasnego fosforanu amonu 0,005% masowych, siarczanu magnezu 0,015 masowych.Wynalazek dotyczy takze takiego sposobu, w którym zródlem wegtójest melasa, zas jako zródlo fosforanu stosuje sie kwasny fosforan sodu. Ponadto stosuje sie siarczan cynkui zelazocyja- nek potasowych, stosunek fazy cieklej do fazy stalej wynosi 1:3 do 1: 10, w temperaturze od 303 do 363 K, korzystnie 348-358 K. Korzystne jest stosowanie nastepujacych ilosci poszczególnych sklad¬ ników: melasy 30% masowych, siarczanu cynku 0,001% masowych, kwasnego fosforanu sodowego 0,005% masowych, zelazocyjanku potasowego 0,02% masowych.Zaleta wynalazku jest to, ze pozwala wykonac trudna operacje jaka jest lugowanie odpadów, w prosty i bezpieczny sposób z zupelna eliminacja emisji do atmosfery szkodliwych par, gazów i pylów. Zuzycie energii przy prowadzeniu tego procesu jest niewielkie, zwlaszcza gdy do przygoto- POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA URZAD PATENTOWY PRL2 130 598 wania roztworu hodowlanego stosuje sie cukry odpadowe na przyklad melase. Ponadto proces nie wymaga mieszania oraz przebiega w niezbyt wysokich temperaturach.Sposób wedlug wynalazku ilustruja podane przyklady.Przyklad I. W celu otrzymania roztworu hodowlanego przygotowuje sie pozywke o naste¬ pujacym skladzie: ZnS04 — 0,001%, Na2HP04 — 0,005%, K4[Fe(CN)6] — 0,02%, melasa 30%, woda wodociagowa, pH 6,8-7,8. Pozywke te sterylizuje sie przez 10 minut w temperaturze 128°C, po czym, po ochlodzeniu, szczepi zarodnikami Aspergillus niger, otrzymanymi z 10 dniowej hodowli szczepu na skosie ziemniaczanym. Inkubacje zalozonej hodowli prowadzi sie przez 10 dni w temperaturze 30°C. Po uplywie tego czasu roztwór hodowlany oddziela sie od grzybni i po przesaczeniu otrzymuje sie roztwór stosowany do lugowania odpadów. Na zalkalizowanie 2 cm2 tego roztworu wobec fenoloftaleiny zuzywa sie okolo 19 cm3 0,1 nNaOH. 60 cm3 tak otrzymanego plynu hodowlanego wprowadza sie do kolbki z lOg pylu z elektrofil¬ trów zawierajacego 27 mg galu. Kolbke szczelnie zamyka sie i wytrzasa jej zawartosc, a nastepnie ogrzewa sie przez 24 godziny w temperaturze 75°C. Roztwór oddziela sie od osadu na drodze filtracji i oznacza^w nim, metoda spektroskopii atomowej, ilosc galu. Wynosi ona 10,2mg co oznacza, ze proces lugowania przebiegal z wydajnoscia 37,8%.Przyklad II. Do kolbki wprowadza sie 10g suszonego w temperaturze 105°C przez 3 godziny szlamu pobranego z instalacji mokrego odpylania o zawartosci 4,6 mg galu i 60 cm3 roztworu hodowlanego otrzymanego jak w przykladzie I. Zamknieta szczelnie kolbe ogrzewa sie przez 72 godziny w temperaturze 75°C, nastepnie saczy. Zawartosc galu w przesaczu wynosi 2,55 mg, co oznacza, ze proces lugowania przebiega z wydajnoscia 55,4%.Przyklad III. W celu otrzymania roztworu do lugowania przygotowuje sie pozywke o nastepujacym skladzie: NH4N03 0,2%, KH2P04 0,005%, MgS04 0,015%, sacharoza 10%, woda wodociagowa, pH doprowadza sie In kwasem siarkowym do 2,5. Sposób szczepienia i prowadze¬ nia hodowli szczepu Aspergillus niger jest analogiczny jak w przykladzie I. 10 g pylu z elektrofiltrów zawierajacego 27 mg galu zadaje sie w kolbce 60 cm3 roztworu hodowlanego. Po wstrzasnieciu i zwilzeniu pylów próbke ogrzewa sie przez 24 godziny w tempera¬ turze 75°C Po tym czasie zawartosc kolbki filtruje sie i oznacza ilosc galu w przesaczu. W wyniku tych operacji otrzymuje sie 9,6 mg galu, co znaczy, ze proces lugowania przebiegal z wydajnoscia 35,6%.Przyklad IV. Do 60 cm3 roztworu hodowlanego sporzadzonego jak w przykladzie I wsy¬ puje sie 10 g wysuszonego szlamu z instalacji mokrego odpylania, zawierajacego 4,6 mg galu. Po wytrzasnieciu zamyka sie kolbke i ogrzewajej zawartosc przez 72 godziny w temperaturze 75°C. Po tym czasie próbke filtruje sie i oznacza ilosc galu w przesaczu. W wyniku tych operacji otrzymuje sie 2,55 mg galu. Oznacza to, ze proces lugowania przebiega z wydajnoscia 55,4%.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odzyskiwania galu z odpadów powstajacych przy produkcji aluminim w postaci pylów lub szlamów przez lugowanie, znamienny tym, ze lugowanie prowadzi sie roztworami otrzymanymi z powierzchniowej hodowli szczepów Aspergillus niger na pozywkach zawierajacych jako zródla wegla sacharoze oraz okreslone dla danego szczepu zródla azotu w postaci azotanu amonu, zródla fosforu w postaci kwasnego fosforanu potasu i makroelementy w postaci siarczanu magnezu, przy stosunku fazy cieklej do fazy stalej od 1:3 do 1:10, w temperaturze od 303-363 K korzystnie 348-358 K. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie sacharoze o stezeniu od 10-15% masowych, azotan amonu w ilosci 0,2% masowych, kwasny fosforan potasu w ilosci 0,005% masowych, siarczan magnezu w ilosci 0,015% masowych. 3. Sposób odzyskiwania galu z odpadów powstajacych przy produkcji aluminium w postaci pylów lub szlamów przez lugowanie, znamienny tym, ze lugowanie prowadzi sie roztworami otrzymanymi z powierzchniowej hodowli szczepów Aspergillus niger na pozywkach zawierajacych jako zródlo wegla melase oraz okreslone dla danego szczepu zródla fosforu w postaci kwasnego130 598 3 fosforanu sodu oraz zelazocyjanek potasu i siarczanu cynku, przy stosunku fazy cieklej do fazy stalej od 1:3 do 1:10, w temperaturze od 303-363K, korzystnie 348-358 K. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje sie melase o stezeniu od 20 do 30% masowych, siarczanu cynku w ilosci 0,001% masowych, kwasny fosforan sodu w Hosci 0,005% masowych, zelazocyjanek potasu w ilosci 0,02% masowych. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odzyskiwania galu z odpadów powstajacych przy produkcji aluminim w postaci pylów lub szlamów przez lugowanie, znamienny tym, ze lugowanie prowadzi sie roztworami otrzymanymi z powierzchniowej hodowli szczepów Aspergillus niger na pozywkach zawierajacych jako zródla wegla sacharoze oraz okreslone dla danego szczepu zródla azotu w postaci azotanu amonu, zródla fosforu w postaci kwasnego fosforanu potasu i makroelementy w postaci siarczanu magnezu, przy stosunku fazy cieklej do fazy stalej od 1:3 do 1:10, w temperaturze od 303-363 K korzystnie 348-358 K.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie sacharoze o stezeniu od 10-15% masowych, azotan amonu w ilosci 0,2% masowych, kwasny fosforan potasu w ilosci 0,005% masowych, siarczan magnezu w ilosci 0,015% masowych.
3. 3. Sposób odzyskiwania galu z odpadów powstajacych przy produkcji aluminium w postaci pylów lub szlamów przez lugowanie, znamienny tym, ze lugowanie prowadzi sie roztworami otrzymanymi z powierzchniowej hodowli szczepów Aspergillus niger na pozywkach zawierajacych jako zródlo wegla melase oraz okreslone dla danego szczepu zródla fosforu w postaci kwasnego130 598 3 fosforanu sodu oraz zelazocyjanek potasu i siarczanu cynku, przy stosunku fazy cieklej do fazy stalej od 1:3 do 1:10, w temperaturze od 303-363K, korzystnie 348-358 K.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje sie melase o stezeniu od 20 do 30% masowych, siarczanu cynku w ilosci 0,001% masowych, kwasny fosforan sodu w Hosci 0,005% masowych, zelazocyjanek potasu w ilosci 0,02% masowych. PL