RU2201465C2 - Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия - Google Patents
Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201465C2 RU2201465C2 RU97121372A RU97121372A RU2201465C2 RU 2201465 C2 RU2201465 C2 RU 2201465C2 RU 97121372 A RU97121372 A RU 97121372A RU 97121372 A RU97121372 A RU 97121372A RU 2201465 C2 RU2201465 C2 RU 2201465C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gallate
- gallium
- arsenate
- retarder
- phosphate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства редких металлов и, в частности, переработки отходов полупроводниковых соединений на основе галлия. Способ заключается в том, что отходы галлия смешивают с гидроксидом натрия, твердым окислителем и замедлителем-разрыхлителем, нагревают до 340-450oС, выщелачивают полученный спек водой и осаждают элементы Р, As, Sb добавлением к выщелаченному раствору щелочи или оборотного электролита. В качестве твердого окислителя используют Na2О2, NaNO3 или NaNО2, а в качестве замедлителя-разрыхлителя используют карбонат натрия или предварительно полученный фосфато-галлатный, арсенато-галлатный, антимонато-галлатный или фосфато-арсенато-галлатный спек. Компоненты смеси берут в следующем массовом соотношении - отходы: гидроксид натрия:окислитель:замедлитель-разрыхлитель, равном (1-1,5):(0,75-1,5):(0,75-1,5):(0,5-2). Осаждение элементов (Р, As, Sb) проводят в виде фосфата, арсената или антимоната натрия при концентрации NaOH в растворе 130-190 г/л. Способ позволяет повысить извлечение галлия в конечный продукт и достигнуть универсальности процесса переработки смеси различных отходов галлия. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Предлагаемый способ относится к металлургии редких металлов, в частности к способам получения галлия из отходов, содержащих полупроводниковые соединения галлия.
Известное производство галлия основано на осаждении галлия из алюминатных растворов [1].
Наиболее близким техническим решением является способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия, основанный на их термической обработке в окислительной атмосфере при 600oС [2].
Недостатком данного способа является невозможность переработки фосфида галлия и смешанных фосфидо-арсенидных отходов; низкое качество получаемых продуктов, что требует проведения дополнительных операций, необходимых для получения галлия и очистки его от примесей. Это существенно снижает степень извлечения галлия.
Технический результат изобретения выражается в повышении извлечения галлия в конечный продукт и универсальности процесса переработки смеси различных отходов галлия.
Он достигается тем, что в способе переработки отходов полупроводниковых соединений галлия, включающем термическую обработку смеси в присутствии окислителя, выщелачивание спека, отделение Аs, Р, Sb путем осаждения и выделение галлия из раствора электролизом согласно изобретению проводят смешение измельченных отходов с гидроксидом натрия, твердым окислителем и замедлителем-разрыхлителем, термическую обработку ведут нагревом до температуры 340-450oС, выщелачивание полученного спека проводят водой и элементы Аs, Р, Sb отделяют осаждением путем добавления к выщелаченному раствору щелочи или оборотного электролита. В качестве твердого окислителя используют Na2О2, NaNO3, NaNО2, а в качестве замедлителя-разрыхлителя используют карбонат натрия или предварительно полученный фосфато-галлатный, арсенато-галлатный, антимонато-галлатный или фосфато-арсенато-галлатный спек. Компоненты смеси берут в следующем массовом соотношении - отход:гидроксид натрия:окислитель:замедлитель-разрыхлитель, равном (1-1,5):(0,75-1,5):(0,75-1,5):(0,5-2), а осаждение Р, As, Sb проводят в виде фосфата, антимоната или арсената натрия при концентрации NaOH в растворе 130-190 г/л.
Сущность способа заключается в следующем.
В основе вскрытия отходов лежит следующая суммарная реакция:
5GaP+12NaOH+8NaNО3=5NaGaО2+5Na3PО4+4N2+6Н2О+Q (1)
При соотношении массы щелочи к массе отходов менее 0,75 происходит неполное вскрытие и соответственно низкое извлечение галлия. При увеличении соотношения массы щелочи к массе отходов более 1,5 непроизводительно расходуется щелочь и происходит сплавление смеси, что затрудняет последующее выщелачивание.
5GaP+12NaOH+8NaNО3=5NaGaО2+5Na3PО4+4N2+6Н2О+Q (1)
При соотношении массы щелочи к массе отходов менее 0,75 происходит неполное вскрытие и соответственно низкое извлечение галлия. При увеличении соотношения массы щелочи к массе отходов более 1,5 непроизводительно расходуется щелочь и происходит сплавление смеси, что затрудняет последующее выщелачивание.
При снижении соотношения окислитель:отход менее 0,75 происходит неполное вскрытие, возможно выделение водорода, фосфора, мышьяка и образование взрывоопасных смесей. При увеличении соотношения окислитель:отход более 1,0 происходит разрушение реактора (Na2O2), а в случае использования NaNO2, NaNO2 соответствующие ионы попадают в галлатно-щелочной раствор и снижают выход по току при электрохимическом выделении галлия.
Введение замедлителя-разрыхлителя необходимо для предотвращения интенсивного разогрева смеси, преводящего к самовозгоранию мышьяка и фосфора. Разрыхляющее действие приводит к образованию пористого спека, который легко извлекается из реактора и легко растворяется в воде. При соотношении замедлитель-разрыхлитель: отход менее 0,5 происходит сильный разогрев и воспламенение продуктов реакции. При увеличении соотношения замедлитель-разрыхлитель: отход более 2,0 не хватает тепла, выделяющегося по реакции (1), для поддержания процесса окисления, что приводит к неполному вскрытию отходов.
Температура 340-450oС для смесей различного состава является необходимой и достаточной для начала самопроизвольного процесса, протекающего по реакции (1).
Выщелачивание спека осуществляют водой для предотвращения попадания в галлатно-щелочной раствор железа и легирующих элементов из отходов. При выщелачивании кислотами в раствор переходит железо, а при выщелачивании раствором щелочи в него переходят легирующие примеси.
Отделение элементов As, P, Sb проводят за счет высаливающего эффекта NaOH, добавляемого к раствору после выщелачивания, содержащему галлат, фосфат (антимонат и/или арсенат) натрия. При концентрации NaOH менее 130 г/л происходит неполное выделение в осадок фосфата (антимоната или арсената) натрия, при концентрации NaOH выше 190 г/л ухудшаются показатели процесса электролиза галлия.
Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
100 г отходов фосфида галлия, измельченного до крупности 0,5-2 мм, смешивают со 150 г NaOH, 100 г NaNO3, 200 г измельченного (0,5-1 мм) оборотного спека, содержащего галлат и фосфат натрия, помещают в тигель из нержавеющей стали (или никеля) и нагревают до температуры 400oС. При температуре 400oС начинается самопроизвольная реакция (1), продолжающаяся 5-10 мин. По окончании реакции полученный пористый спек извлекают из тигля и выщелачивают водой. Степень вскрытия фосфида галлия составляет 99,3%. При этом в раствор переходят галлат и фосфат натрия, а в осадке остаются соединения железа и легирующих примесей. После фильтрации в галлатно-фосфатном растворе концентрацию щелочи доводят при нагревании 70-80oС до 180 г/л, и полученный раствор охлаждают до комнатной температуры. При этом кристаллизуется фосфат натрия, который отделяют фильтрацией и промывают на фильтре раствором, содержащим 180 г/л NaOH. В результате получают галлатно-щелочной раствор, содержащий 45,5 г/л Ga и 0,08 г/л Р и осадок ортофосфата натрия, содержащий не более 0,2% Ga. Полученный галлатно-щелочной раствор направляют на электрохимическое выделение галлия.
Данные по другим примерам осуществления способа в зависимости от состава отходов и условий проведения, а также пример по прототипу приведены в приложенной таблице.
Как видно из таблицы, использование предложенного способа по сравнению с прототипом позволяет повысить извлечение галлия, сократить расход окислителя и перерабатывать различные виды отходов, в том числе и смешанные.
Литература
1. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Под ред. чл.-корр. АН СССР К.А. Большакова, ч. 1. М.: Высшая школа, 1976, с. 255.
1. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Под ред. чл.-корр. АН СССР К.А. Большакова, ч. 1. М.: Высшая школа, 1976, с. 255.
2. Крейн О.Е. Отходы рассеянных редких металлов. М.: Металлургия, 1985, с.46-47.
Claims (4)
1. Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия, включающий термическую обработку в присутствии окислителя, выщелачивание спека, отделение элементов As, P, Sb и выделение галлия из раствора электролизом, отличающийся тем, что отходы смешивают с гидроксидом натрия, твердым окислителем и замедлителем-разрыхлителем, термическую обработку ведут нагревом до 340-450oС, выщелачивание спека проводят водой и элементы P, As, Sb отделяют осаждением путем добавления к выщелаченному раствору щелочи или оборотного электролита.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого окислителя используют Na2O2, NaNO3 или NaNO2, а в качестве замедлителя-разрыхлителя используют карбонат натрия или предварительно полученный фосфато-галлатный, арсенато-галлатный, антимонато-галлатный или фосфато-арсенато-галлатный спек.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что компоненты смеси берут в следующем массовом соотношении - отходы: гидроксид натрия: окислитель: замедлитель-разрыхлитель, равном (1-1,5): (0,75-1,5): (0,75-1,5): (0,5-2).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждение элементов P, As, Sb проводят в виде фосфата, арсената или антимоната натрия при концентрации NaOH в растворе 130-190 г/л.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97121372A RU2201465C2 (ru) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97121372A RU2201465C2 (ru) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97121372A RU97121372A (ru) | 1999-10-10 |
RU2201465C2 true RU2201465C2 (ru) | 2003-03-27 |
Family
ID=20200347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97121372A RU2201465C2 (ru) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2201465C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103374661A (zh) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种提取废旧led灯中稀贵金属的方法 |
RU2554253C2 (ru) * | 2014-05-23 | 2015-06-27 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия |
CN110398471A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-01 | 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司 | 锌精矿中的氯离子的测定方法 |
-
1997
- 1997-12-11 RU RU97121372A patent/RU2201465C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРЕЙН О.Е. Отходы рассеянных редких металлов. - М.: Металлургия, 1985, с.46-48, рис.20. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103374661A (zh) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种提取废旧led灯中稀贵金属的方法 |
CN103374661B (zh) * | 2012-04-27 | 2015-01-21 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种提取废旧led灯中稀贵金属的方法 |
RU2554253C2 (ru) * | 2014-05-23 | 2015-06-27 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия |
CN110398471A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-01 | 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司 | 锌精矿中的氯离子的测定方法 |
CN110398471B (zh) * | 2019-08-31 | 2022-03-11 | 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司 | 锌精矿中的氯离子的测定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110482514B (zh) | 一种电池级无水磷酸铁的制备方法 | |
JP5327409B2 (ja) | 希土類元素の回収方法 | |
CN111170510B (zh) | 一种含砷废水处理并固化砷的方法 | |
CN106830091A (zh) | 一种从含砷溶液中沉淀得到高浸出稳定性臭葱石的方法 | |
CN101338368A (zh) | 阳极泥预处理及回收稀散金属的方法 | |
RU2201465C2 (ru) | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия | |
CN104884193A (zh) | 不含溶剂的银合成及由此制备的银产物 | |
JP6060704B2 (ja) | 希土類元素の回収方法 | |
US3669650A (en) | Production of copper compounds and copper metal powder | |
US3653875A (en) | Recovery of metals and phosphate from waste phosphate sludge | |
KR102326682B1 (ko) | LAS(Li-Al-Si) 함유 원료로부터 리튬의 선택적 회수 방법 | |
CN107922997B (zh) | 分离轻稀土元素和重稀土元素有用的方法 | |
CN107794372A (zh) | 一种从铅阳极泥中选择性脱砷及废水处理零排放的方法 | |
RU2282598C1 (ru) | Способ химической стабилизации гальванических шламов, длительное время находящихся на хранении | |
JPS61533A (ja) | サマリウムの回収方法 | |
JP4020226B2 (ja) | 半導体スクラップの分解法 | |
US4409019A (en) | Method for producing cobalt metal powder | |
JPS6232125B2 (ru) | ||
RU2554253C2 (ru) | Способ переработки отходов полупроводниковых соединений галлия | |
KR100846838B1 (ko) | 전기로 더스트로부터 아연성분의 회수방법 | |
JP2020125521A (ja) | 酸性スラリーの製造方法及び希土類元素の回収方法 | |
JP4194703B2 (ja) | リン化ガリウムスクラップの分解法 | |
RU2095451C1 (ru) | Способ извлечения кобальта | |
JP7279540B2 (ja) | ガリウムの回収方法 | |
CN117208869A (zh) | 利用城市污泥焚烧灰回收磷酸二氢钾、二氧化硅、金属铜电极、金属锌、镍铬合金和高温陶瓷耐火材料及其回收制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031212 |