RO107131B1 - Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase - Google Patents
Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase Download PDFInfo
- Publication number
- RO107131B1 RO107131B1 RO14297889A RO14297889A RO107131B1 RO 107131 B1 RO107131 B1 RO 107131B1 RO 14297889 A RO14297889 A RO 14297889A RO 14297889 A RO14297889 A RO 14297889A RO 107131 B1 RO107131 B1 RO 107131B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- gallium
- extraction
- indium
- solution
- phase
- Prior art date
Links
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 14
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 9
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 7
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000012045 crude solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 claims 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 9
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical class [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940069428 antacid Drugs 0.000 description 4
- 239000003159 antacid agent Substances 0.000 description 4
- 230000001458 anti-acid effect Effects 0.000 description 4
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000005725 8-Hydroxyquinoline Substances 0.000 description 1
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 1
- 101100369915 Drosophila melanogaster stas gene Proteins 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-M ammoniodiacetate Chemical compound [O-]C(=O)C[NH2+]CC([O-])=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WMRHFDDAINZXHF-UHFFFAOYSA-N benzene;butan-2-one Chemical compound CCC(C)=O.C1=CC=CC=C1 WMRHFDDAINZXHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150003203 mec gene Proteins 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229960003540 oxyquinoline Drugs 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Invenția se referă la un procedeu de
separare a galiului și indiului, din materii prime
silico-feroase și permite obținerea unor concentrate
primare de galiu, respectiv indiu. iar ca produse
secundare se obțin floculanți pentru tratarea și
epurarea apelor, cât și silice pentru industria sticlei
și a materialelor refractare. Procedeul se bazează
pe combinarea extracției lichid-lichid, cu schimbul
ionic în trepte. Extracția soluției rezultate, prin
dezagregarea materiei prime silicoferoase, se face
cu un amestec de metiletilcetonă și benzen, ca
solvent inert purtător. Schimbul ionic în trepte
cuprinde: - I anionică pe Vionit AT-1 cu reținerea
galiului din mediu HCL 6 N;
-II cationicăpe VionitCS-3 cu reținerea
indiului în mediu HNO3 și metietilcetonâ.
Description
Invenția se referă la un procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase, cu obținere de concentrate primare, de galiu și indiu, iar ca produse secundare de floculanți, pentru tratarea și epurarea apelor cât și a silicei pentru industria sticlei și a materialelor refractare.
Se știe că, până în prezent, separarea și obținerea galiului și a indiului se face ca subprodus ale prelucrării pirometalurgice și hidrometalurgice ale aluminiului, zincului, cuprului și plumbului. Se dau, în continuare, câteva exemple de procedee de separare a galiului și indiului, cunoscute.
- separarea galiului din soluții bazice, provenite de la obținerea aluminei prin procedeul Bayer;
- separarea galiului din diferitele fracțiuni de la obținerea aluminiului, prin electroliză;
- separarea galiului, prin prelucrări piro- sau hidrometalurgice, din concentrate de: cupru, zinc, plumb și complexe;
- separarea galiului, prin prelucrarea cenușii unor cărbuni;
- separarea galiului, din cenușă zburătoare de termocentrală prin prelucrare bazică;
- procedeu de recuperare a galiului, din soluții acide de la leșierea concentratelor de zinc, fără separare de fier;
- separarea indiului, prin prelucrări piro- sau hidrometalurgice, din concentrate de: zinc, plumb, cupru și polimetalifere;
- separarea indiului, din fracțiuni de la rafinarea zincului;
- extracția indiului și galiului, din soluții diluate, cu solvenți organici (8-hidroxichinoleină, acid Zus-2-etilhexilfosforic etc.).
In ansamblu, aceste procedee prezintă următoarele dezavantaje:
- nesepararea ionului feric (care trebuie să fie absent sau în concentrații mici), neputându-se prelucra materii prime silicoferoase sau feroase;
- consumuri mari de energie electrică, în cazul procedeelor electrochimice de separare;
- consum de reactivi organici, scumpi, cu caracter deficitar, utilizați în procedee de extracție lichid-lichid.
Procedeul de separarea galiului și indiului, din materii prime silicoferoase, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că prevede dezagregarea acidă a materiei prime, urmată de combinarea extracției lichidlichid cu schimbul ionic în trepte.
Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje:
- permite prelucrarea diversificată a unei game largi, de materii prime, silicoferoase, cu un conținut de minimum 100 ppm (0,01 %) metal rar;
- poate utiliza, pentru faza de dezagregare, acizi tehnici sau reziduali mai ieftini și accesibili (HC1 rezidual de la clorurări organice, acizi reziduali de la decapări metalice);
- nu necesită consumuri sporite de energie electrică întrucît se elimină electrodepunerea;
- prin cuplarea extracției lichid-lichid cu schimbul ionic în trepte, se obțin randamente mari de recuperare (98 ... 99%), cât și o separare bună de fier, aluminiu, cupru și de alți ioni metalici;
- se utilizează solvenți ieftini și accesibili pentru extracția lichid-lichid;
- prin utilizarea de solvent purtător inert mai ieftin, se crește gradul de separare metal util - fier și se fac economii de solvent activ;
- prin recircularea în proporție mare a solvenților epuizați, scad consumurile specifice pe unitatea de produs;
- se utilizează schimbător de ioni, cu bune performanțe de separare, cât și metiletilcetonă ușor accesibilă;
- prin prelucrarea avansată a materiei prime, se obțin, alături de produsele principale și subproduse ca: floculant solid, pentru tratarea și epurarea apelor și silice pentru industria sticlei sau a materialelor refractare, eliminându-se astfel deșeurile poluante.
Se dă, mai jos, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu figura care reprezintă schema fluxului tehnologic a procedeului conform invenției.
Procedeul de separare a galiului și indiului, din materii prime silicoferoase, se bazează pe combinarea extracției lichid-lichid cu schimbul ionic în trepte. Extracția lichid-li107131 chid a soluției rezultate din dezagregarea materiei prime se face cu un amestec de metiletilcetonă și benzen sau fracția BTX din uzina cocso-chimică, ca solvent inert purtător. Schimbul ionic comportă două trepte înseriate. 5 Treapta I anionică, pe anionit Vionit AT-1, reține galiul selectiv din mediul de HC1 6N ca tetraclorogalat, eluția și regenerarea făcându-se simultan cu apă, la 60°C. Treapta II cationi4 că, reține selectiv indiul pe cationit Vionit CS3, în prezența acidului azotic și metiletilcetonei. Se obțin astfel concentrate primare de galiu, respectiv indiu, ce se pot prelua în continuare.
Procedeul conform invenției s-a experimentat folosindu-se materii prime din tabelul de mai jos:
| Conținut | Fe total | FeO | Fe, O, | Mg o | CaO | ai2o 3 | SiO, | S | Ga | In | Cu | Zn | TI | As |
| % | % | % | % | % | % | % | % | ppm | ppm | ppm | ppm | ppm | ppm | |
| Steril magnetitic(M) | 61 | 25,6 | 58,7 6 | 1,33 | 1,4 | 4,16 | 6 | 0,1 | 120 | 170 | 2000 | 400 | 95 | 80 |
| Steril final (S) | 2,8 | 1,54 | 2,29 | 2,65 | 12,0 | 69,5 | 63,8 | 0,2 | 100 | 10 | 1000 | 200 | 50 | 60 |
Aceste fracții provin de la o flotație cupriferă 20 atât sterilul magnetic, cât și sterilul final având în prezent puține întrebuințări:încercările s-au făcut atât pe soluții reale, obținute prin dezagregarea acestor fracții în condiții optime predeterminate, cât și pe soluții sintetice. S-a 25 experimentat până la faza de micropilot.
Procedeul cuprinde mai multe faze:
- Faza A - dezagregarea acidă a materiei prime se execută în două variante:
- cu HC1 32 % la materii prime cu 30 conținut mic de SiO2 ;
- cu HC1 32 % și H2SO2 62% la materii prime cu peste 40 ... 50 % SiO2. Dezagregarea are loc la 80 ... 90°C și cu agitare la un timp de contact de 1 h 1/2. 3 5
Soluția acidă rezultată poate fi trimisă I la faza C de recuperare a galiului și indiului sau II, după o corecție depH = 1,0 ... 2,0 cu Na2CO3 se poate folosi și ca floculant. Acizii necesari pot să fie acizi tehnici sau acizi 40 reziduali, concentrați (acid clorhidric de la cloruri organice, acid sulfuric de la decapări etc.).
Condițiile de extracție (leșiere acidă a sterilului magnetic) optim sunt: pentru 100 kg 45 steril magnetic (M) s-a folosit 700 1 HC1 32% tehnic sau rezidual (clorurări organice) la 80°C, cu un timp de agitare de 1 hl/2 (raport s : 1 = 1 : 2,24). După extracție (leșiere) și răcire, se aduce amestecul la 1200 1, prin amestec cu apă.
Reacția de leșiere se execută în reactoare emailate antiacide, care rezistă la coroziune și eroziune, tip RAc-1200/RAc-1600 cu o rezistență la HC1 32 ... 33%, până la
14O...18O°C, foarte bună. Soluția primară conține: 60,9 g/dm3 Fe total; 362 mg/dm3 Al III, 572 mg/dm3 Mg, 290 mg/dm3 Ti, 32 mg/dm3 Cu (II), 59 mg/dm3 Ga, 167 mg/dm3In.
Pentru sterilul final (S) s-a pornit de la 100 kg care s-au leșiat cu 344 1. HC1 32% și 264 l.H2SO4 62% timp de agitare 1' /2h, la 80°C tot în reactor emailat antiacid-rezistent și la acest amestec și această temperatură cu agitator tip ancoră. Soluția finală a conținut: 3200 mg/dm3 Fe total, 167 mg/dm3 Al, 592 mg/dmc Mg, 27 mg/dm3 Ti, 18 mg/dm3 Cu, 76 mg/dm3 Ga, 6 mg/dm3 In.
- Faza B - reprezintă o fază auxiliară de spălare a nămolurilor acide, provenite de la faza A, cât și neutralizarea apelor de spălare cu Na2CO3 sau Ca(OH)2. Apele neutralizate se pot concentra și trimite la evaporatoare. Silicea rezultată este îndeajuns de pură pentru a putea fi folosită ca adaus în industria sticlei sau a materialelor refractare.
- Faza C, - soluția acidă rezultată de la dezagregare (AI) este condiționată cu clorură de amoniu, sulfat de amoniu și acid sulfuric 62%, până la atingerea condițiilor optime de extracție concretizate cu următoarele rapoarte: HCt : NH4CI : (NHJ,SO4: H,SO4=2M:1M: 1M:1M
Faza apoasă, supusă extracției, este condiționată astfel în cazul (M) : la 1000 kg soluție brută s-au adăugat 134 kg soluție H2SO4 62%, 48 kg NH4CI solid (tehnic 90%), 118 kg (NH4)2SO4 solid tehnic.
Extracția lichid-lichid se face în echicurent cu un amestec de metiletilcetonă și benzen la raport volumic 1:1. Optimul extracției îl constituie raportul volumic = 1:1 respectiv Val : Va2 = 1 : 5 (unde Val = volumul fazei apoase inițiale; Va2= volumul fazei apoase după condiționare; Vo = volumul fazei organice; Vaf = volumul fazei apoase finale retrase). Reextracția spălarea se face cu apă, iar solventul organic epuizat se decantează și se recirculă în sistem.
Rezultatele optime pentru o singură extracție s-au obținut pentru (M) cu un raport benzen : MEC =1:1 (volum) ca și grad de extracție galiu (99,9%) și separare de fier (0,9 % extracție) raportul fază apoasă: fază organică de 1 : 1. Pentru (S) raportul optim de extracție este tot 1:1 benzen: MEC. Extracțiile se execută în extractoare de tip Denver, de contact, în trepte, cu extracție multiplă și agitator turbină - în regim AEX, După decantare urmează reextracția, în aparatură similară. Timp de operare : extracție - 90 min. (din care 30 min timp de decantare). Timp reextracție (în două trepte - 60 min. inclusiv decantarea).
Faza C2 - reextractul apos, de la faza C,, se condiționează cu HC1 concentrat până la normalitatea 6 și se trece peste schimbător de ioni tip Vionit AT -1 pe o coloană cu raportul h/d = 7, la o încărcare specifică IS = 2,5 m3 influent, metru'3 rășină . min. '* și la o viteză de trecere wu = 0,06 m/s. Eluarea se face cu apă caldă Tol = 60°C, realizându-se concomitent și regenerarea - spălarea rășinii la o viteză specifică de eluare-regenerare de 0,57 m3 eluent . m'3 rășină . min. 1 și o viteză de eluare de wol = 0,013 m/s. Efluentul este trecut la faza C3. Se obține un eluent ce conține galiu și care reprezintă concentratul primar de galiu.
Astfel, extracția soluției condiționate de 1300 kg s-a efectuat cu un amestec din
445,5 kg benzen și 398,5 kg MEC (la prima extracție, înainte de recircularea extractantului regenerat - % recirculare 25 ... 30%). După extracție-reextracție-spălare, s-a trecut la faza de schimb ionic pe anionit. Dacă se pornește de la 1000 kg soluție, se adaugă HC1 30% 1000 kg pentru aducere la normal itate circa 6 N. Eluția se face cu apă caldă. Se rețin circa 2 kg și se prinde un eluat util de 32 kg (concentratul primar de galiu).
Faza C3 - efluentul de la faza C2 este trecut la o doua treaptă de schimb ionic CS-3 după corecția pH cu (NH4)2CO3 sau Na2CO3 la un pH = 2 și condiționare cu HNO3 0,5 N și metiletilcetonă (30 % V/V). Efluentul ce conține în principal fier, este trimis la faza D de evaporare. încărcarea specifică este IS = 8,7 m3 influent . m’3 rășină . min. 1 și o viteză de trecere wu = 0,104 m/s. Eluarea se face cu HC1 0,5 N, eluentul constituind concentratul primar de indiu. Viteza specifică de eluare este de 0,01 m3 eluent . m'? rășină . min. _1. Regenerarea se face cu HNO3 și metiletilcetonă, regenerantul epuizat fiind recirculat la condiționare, viteza specifică de regenerare fiind de 0,06 m3 regenerant. m'3 rășină, min. Raportul h/d al coloanei este de 7,14.
Efluentul de la fazele (schimb anionictetraclorogalat) se trece la faza a-II-a de schimb ionic pe cationit. Se face o corecție de pH cu 22 kg Na2CO3 la circa 2000 kg soluție, apoi se adaugă 66 kg HNO3 50% Si kg MEC. Se prind circa 5 kg eluat util (concentrat primar de indiu), iar eluarea se face cu HC1 30% și spălare cu apă. Regenerarea se face cu soluție de la condiționare (HNO3 + MEC) 5 kg + 15 kg apă.
Faza D - faza auxiliară de obținere a floculantului solid se realizează prin prelucrarea fazei apoase epuizate de la faza Ct de extracție, după o prealabilă decantare, reunită cu efluentul epuizat de la faza C3. Soluțiile cu conținut de elemente active: fier, magneziu, aluminiu, urme de cupru, sub formă de cloruri și sulfați cu conținut de KC1 = rezidual și solvenți neseparați se supun la o evaporare blîndă la Teval = 70°C și p1 = 0,l at. cînd se captează HC1 și solvenții ce sînt răciți și trimiși la vasul de saturare a metiletilcetonei-benzenului cu HC1. Soluția rămasă se supune la evaporarea în vid în două trepte: = 75°C și p2 = -0,5 at. și respectiv Tev3 = 100°C și p3 = -0,8 at. Printr-o cristalizare ulterioară se obține floculant solid care se prelucrează prin granulare, după care se împachetează în saci 5 subli de polietilenă și poate fi utilizat în tratarea și epurarea apelor.
La o singură trecere prin faza I și II de schimb ionic s-au obținut soluții de concentrate primare cu 1500 ... 2000 ppm Ga și respectiv 10 separat, 4800 ... 6000 ppm In. Finisarea se efectuează pe schimbători de ioni chelatizați de tip amido-oximă și imino diacetat cînd se obțin soluții concentrate de cloruri de galiu, respectiv indiu cu sub 100 ppm impurități. Ca 15 un bilanț de materiale generale:
Pentru tona de steril magnetic prelucrat (M) se folosesc 7 m3 HC1 32% (aproximativ 8 t), 1,7 t Na2CO3 1,2 m3 apă industrială și 7 m3 apă caldă, la 100°C, rezultă 11 t soluție Μ, 1 20 t silice ind. sticlei (are Fe - sub lim. STAS).
Din 1 t steril S se obțin 12 t soluție S.
Pentru obținerea galiului și indiului, de la 10 t soluție M cu 8,6 m3 HC1 132%, 0,9 m3 H2SO4 62%, 0,5 m3 HN03 50%, 1,2 t 2 5 (NH4)2SO4, 0,5 t NH4C1, 4,5 t benzen tehnic (sau fracție BTX), 10 t MEC, 0,5 t Na^Oj rezultă 0,3 t concentrat primar galiu (circa 2000 ppm Ga), 0,1 t concentrat primar indiu (circa 5000 ppm In până la 6000 ppm.), 1,75 30 t coagulant solid, de tip FeCl3 (cu adaosuri de SiO2, Al, Mg - elemente utile coagulării coagulant anorganic complex de tip superior).
Reacțiile chimice, implicate în procedeu, sunt: 35
- pentru faza de leșiere acidă, dizolvarea chimică cu obținere de cloruri și sulfați de Al, Ca, Mg, Ti, Ga, In, Cu etc.
- pentru faza de extracție lichid-Iichid, mecanismul nu este pe deplin lămurit 40 (distribuția ionilor de galiu (III) respectiv In (III) între faza apoasă (condiționată) și cea organică.
- faza I de schimb ionic presupune formarea clorogalatului (Gaimr+^l ^+HCI^,^ H+ GaCl4 aq
Clorogalatul se reține în condiții specifice pe anionit în forma C1‘ (chiar în forma FeCl4) datorită concentrației foarte mari în fier solubilizat (Fe(TII)).
- efluentul cu In3+ este trecut la faza a Il-a de schimb ionic pe cationit, unde reținerea se face pe cationit în forma H+, dar din mediu semi-organic.
Pentru stabilirea parametrilor optimi de lucru, a fost necesară studierea îndelungată a influenței atât a unor concentrații de acid mari asupra schimbătorilor de tip Vionit, cât și a unui agent oxidant - cum ar fi HN03. De asemenea, influența unui mediu slab organic (ca și concentrație) - MEC. Studiile s-au efectuat comparativ pe schimbători diferiți, atât de tip Vionit, cât și de tip (Duolit, Purolit, Dowex, Amberlite, etc.) - similari. In niciunul din cazuri nu s-au obserat degradări sau diminuări de capacitate de reținere, chiar după sute de cicluri de trecere (la concentrațiile și amestecurile prevăzute).
Filtrarea după extracția acidă (faza A) se execută într-un filtru lentilă emailat, antiacid sau similar, în condiții foarte bune, pentru 1 t soluție, Driltrare = 2,4 m, C = 0,085 m3/m2, K = 0,0003 m2/s. Timpul efectiv de filtrare este de circa 10 min.
De asemenea, decantorul vertical, vasele de neutralizarece, ce s-au utilizat, au fost emailate antiacid. Coloanele de schimb ionic, utilizate, au fost protejate antiacid.
Solubilitățile în sistemul MEC-fază apoasă NH4C1-(NH4)2SO4-HC1-H2SO4 sunt:
| AQ | ORGANIC | |||
| %S | 100.xs | % H2O | 100.xH2O | |
| MECpur 8,5 | 2,56 | 2,5 | 7,3 | fază organică saturată |
| MEC + benzen 3,25 (1:1 v/v) | 1,2 | 0,72 | 4,12 | idem |
Ca urmare, în cadrul sistemului folosit, benzenul este un solvent cu certe avantaje: scade solubilitatea reciprocă în sistemul organic-apos, gradul de extracție al galiului și indiului scad foarte puțin în raport cu utilizarea metiletilcetonei singure, dar efectul cel mai benefic” îl are în ceea ce privește reducerea gradului de extracție al Fe (III) apoi, de asemenea, separarea fazelor este mai bună, există posibilitatea economisirii unor cantități de MEC al cărei preț de cost este mai mare decât al benzenului.
Claims (3)
- Revendicări1. Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase, prin tratare cu acid clorhidric, eventual un amestec cu acid sulfuric pentru solubilizare, urmată de extracție lichid-lichid, folosind o fază organică cu conținut de cetone de reextracție în soluție apoasă și de schimb ionic în trepte, pentru separarea selectivă a concentratelor de galiu și indiu, care se prelucrează în continuare, uzual, nămolul separat după tratarea acidă cu conținut de silice, după condiționare obișnuită, putând să fie utilizat în industria sticlei sau materialelor refractare, caracterizat prin aceea că realizează tratarea materiilor prime cu conținut redus de SiO2 cu soluție de acid clorhidric 32%, în cantitate de 7 1/kg materie primă și cu amestec de 1,30 : 1 în volume soluție de acid clorhidric 32% și soluție de acid sulfuric 62%, a materiilor prime cu conținut de peste 40% SiO2, în cantitate de 6 1/kg materie primă, urmată de condiționarea soluției rezultate acide, fie prin corecțiaρΗ la 1,0 ... 2,0, pentru a putea fi folosită ca soluție floculantă, fie cu adaosuri de acid sulfuric, clorură de amoniu și sulfat de amoniu solid, în raport în greutate soluție brută : 'soluție de H2SO4 62%; NH4C1 tehnic : (NH4)2SO4 tehnic ~ 1 : 0,134 : 0,048 : 0,118, în vederea prelucrării, în continuare, cu ameste 1 : 1 în volume de metiletilcetonă și benzen, pentru extracția galiului și indiului urmată de reextracție și spălare cu apă, după care reextractul apos este condiționat cu HC1, până la atingerea normalității 6, și se supune schimbului ionic, în prima treptă pe anionit de tip V ionit AT - 1 pentru reținerea galiului și efluentul rezultat cu conținut de indiu este condiționat prin corecția pH la valoarea 2 și adăugare de HNO3 și metilcetonă, la un raport în greutate efluent: HNO3 0,5 N : metilcetonă ~ 1 : 0,033 : 0,292 și supus celei de a doua trepte de schimb ionic pe cationit de tip CS 3, urmată de eluare pentru separarea concentratului de indiu și regenerarea cationitului pentru reutilizare, ambele în condiții cunoscute, iar efluentul rezultat cu conținut de fier se amestecă cu soluția apoasă epuizată după faza de extracție lichid-lichid, cu conținut de Fe, Al, Mg, Cu, sub formă de cloruri și sulfați și de acid clorhidric rezidual și soluția rezultată se supune evaporării și cristalizării, în condiții uzuale, pentru separarea amestecului de săruri conținute în formă solidă, care poate să fie utilizat ca floculant pentru epurarea apelor.
- 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca extracția lichid-lichid se execută la un raport între volumul fazei apoase inițiale:volumul fazei organice:volumul fazei apoase finale de 1:1:1, raportul între volumul fazei apoase inițiale și volumul fazei apoase după condiționare, fiind de 1 : 5.
- 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că desorbția galiului reținut în prima fază de schimb ionic, sub formă de tetraclorogalat, se realizează cu apă caldă de 60°C aceasta conducând la separarea concentratului primar de galiu și la regenerarea anioniului, în vederea reutilizării.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO14297889A RO107131B1 (ro) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO14297889A RO107131B1 (ro) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO107131B1 true RO107131B1 (ro) | 1993-09-30 |
Family
ID=20126228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO14297889A RO107131B1 (ro) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO107131B1 (ro) |
-
1989
- 1989-12-06 RO RO14297889A patent/RO107131B1/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5011665A (en) | Nonpolluting recovery of rare earth values from rare earth minerals/ores | |
| US5102512A (en) | Process for extracting and purifying gallium from bayer liquors | |
| US3607029A (en) | Continuous process for solvent purification of phosphoric acid | |
| CN100572286C (zh) | 利用含砷废水制备三氧化二砷的方法 | |
| AU598671B2 (en) | Process for the recovery of germanium from solutions that contain it | |
| CN104294063B (zh) | 低浓度稀土溶液萃取回收稀土的方法 | |
| EP3495518B1 (en) | Production of a scandium-containing concentrate and subsequent extraction of high-purity scandium oxide therefrom | |
| CN101451200A (zh) | 一种从磷矿中富集回收稀土的方法 | |
| BR112017001370B1 (pt) | método para recuperação de terras raras por meio de extração fracionada | |
| CN105779792B (zh) | 一种制备低杂质含量氢氧化稀土的方法 | |
| CN116219203A (zh) | 一种锂云母矿回收锂铷铯的方法 | |
| CN106350671B (zh) | 一种从石煤酸浸液中净化富集钒的方法 | |
| ES2261944T3 (es) | Un proceso para la recuperacion de uranio de alta pureza a partir de acido fosforico debil de calidad fertilizante. | |
| CN113979476A (zh) | 一种反萃除杂制备四钼酸铵产品的方法 | |
| RU2547369C2 (ru) | Способ комплексной переработки остатков доманиковых образований | |
| CN115992317B (zh) | 一种从含稀土铀铍的硫酸浸出液中分离稀土铀铍的方法 | |
| US4844808A (en) | Liquid/liquid extraction of gallium values | |
| CN111087114A (zh) | 钽铌生产废水的处理方法 | |
| US4964996A (en) | Liquid/liquid extraction of rare earth/cobalt values | |
| US4964997A (en) | Liquid/liquid extraction of rare earth/cobalt values | |
| RO107131B1 (ro) | Procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase | |
| AU606153B2 (en) | Process for gallium recovery | |
| CN114293012A (zh) | 降低稀土硫酸盐浸出液中铁和铝含量的方法 | |
| Peganov et al. | Technology for obtaining natural-uranium concentrates to ASTM C 967–08 specifications | |
| CN115747534B (zh) | 一种分离铀铁的浸出方法 |