SU734305A1

SU734305A1 - Способ переработки алюминато-щелочных растворов

Info

Publication number: SU734305A1
Application number: SU762428006A
Authority: SU
Inventors: Хорен Азарапетович Бадальянц; Аркадий Андреевич Бельский; Леонид Матвеевич Буторин; Анна Евгеньевна Данилина; Александр Вячеславович Елютин; Исаак Абрамович Затуловский; Аркадий Иванович Зазубин; Раиса Васильевна Иванова; Евгений Александрович Исаков; Иван Михайлович Костин; Аскар Минлиахметович Кунаев; Теодор Георгиевич Мильбергер; Петр Фомич Минин; Николай Александрович Новиков; Татьяна Дмитриевна Остапенко; Александр Владимирович Передереев; Гарегин Александрович Пейкаров; Геннадий Алексеевич Романов; Анатолия Ивановна Симанова; Наталья Васильевна Тишевецкая
Original assignee: Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср; Пикалевское Производственное Глиноземное Объединение
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1980-05-15
Also published as: SE422960B; JPS589820B2; CA1126683A; US4135917A; NO150321C; DE2757068B2; SE7714609L; DE2757068A1; NO150321B; NO774334L; MX148901A; PT67421A; PT67421B; DE2757068C3; JPS5395115A

Description

Изобретение относится к гидрометал лургии редких металлов и может быть использовано для извлечения галлия из растворов при комплексной переработке алюминийсодержащих руд, например, нефелинов. ⁵

Известен способ переработки алюминатнощелочных растворов, включающий концентрирование галлия карбонизацией, выкручиванием и полиметрйческим выпариванием растворов, получение галпийсодержащего раствора и извлечение из него галлия электрохимическим способом [1]. Недостаток известного способа заклю чается в том, что извлечение галлия из растворов, получаемых при комплексной переработке низкокачественных алюминийсодержащих’руд, характеризуется низкими технико-экономическими показателями, т.е. малой скоростью восстановления й значительным шламоооразованием.

Цель изобретения - повышение эффективности извлечения галлия из растворов переработки низкокачественных алюминийсодержащих руд.

Поставленная цепь достигается тем, что выпаривание ведут до концентрации каустической щелочи 30-150 г/л, раствор корректируют до отношения окиси натрия к окиси алюминия 2-10 и обрабатывают сплавом галлия, содержащим алюминий, с получением концентрата и извлечением из него галлия известным способом, Нижний предел концентрации при осуществлении выпаривания обеспечивает достижение в растворе такое содержание галлия, при котором он может быть максимально извлечен.

Верхний предел ограничен сортностью промпродуктов, получаемых при выпаривании (содад поташ) и концентрированием примесей, препятствующих электрохимическому восстановлению галлия из раствора.

Корректировку раствора после выпарива ния осуществляют обработкой его продуктами, содержащими окись и (или) гидуказанные продукты вводят в виде твердого, суспензии или Осуществление этой операции повысить каустический модуль

IS роокись щелочных элементов и кальция. При. этом раствор в раствора, позволяет раствора и уменьшить содержание в нем примесей, препятствующих восстановлению галлия. Минимальный каустический модуль, г.е. отношение содержания окиси натрия к окиси алюминия, при котором еще возмо*- <о жен процесс извлечения галлия электрохимически м восстановлением равен 2. М акси мал ьное значение этого параметра, равное 10, выбрано исходя изтого, что в интервале каустического модуля 2-10 процесс идет с хорошими показателями. Увеличение моду ля более 10 не' сказывается существенно на этих показателях, но значительно удорожает передел корректировки растворов.

После корректировки раствор содержит, г/п: окиси натрия 200-400, окиси алюминия 30/40, двуокиси кремния 0,05-0,1 галлия 0,3-3,0.

Наиболее эффективным методом осаждения галлия из растворов является обработка растворов сплавом галлия, содержащим 0,02-2% алюминия (по массе). При этом происходит реакция взаимного вытеснения металлов, в результате которой алюминий переходит из сплава в раст- 30 вор, а галлий цз раствора выделяется в виде. концентрата содержащего более 90% галлия. Для получения 1 кг концентрата галлия расходуют 10-20 кг алюминия. Полученный концентрат отделяют от раствора и от сплава галлия с алюминием, растворяют в растворе, содержащем каустическую щелочь, и подвергают электрохимическому восстановлению на сплаве галлия с алюминием, содержащим алюминия, например 6% (по массе), или на жидком гелиевом катоде. В обоих случаях получают Галлий повышенной чистоты с содержанием основного вещества 99,999,95% (по массе).

П р и м е р 1. Раствор после упаривания, содержащий г/л: общей щелочи 350, каустической щелочи 81, окиси алюминия 10, галлия 1,2, двуокиси кремния 0,7, обрабатывают окисью кальция при 90°С в течение 2 ч. После отделения кальциевого осадка раствор содержит, г/л: общей щелочи 370, каустической щелочи 113, окиси алюминия 62 галлия 1,2, двуокиси кремния 0,01. Полученный раствор пропускают через аппарат, в котором проводят его обработку при 63°С жидким галлием, содержащим

0,1% алюминия (по массе). Процесс ведут в течение 2 ч. Остальное содержание галлия в растворе составляет 0,2 г/л при расходе 13 ед. алюминия на 1 ед. восстановленного галлия.

Галлий выделен в виде концентрата с содержанием галлия 91% (по массе).

Концентрат растворяют в щелочном растворе, содержащем 120 г/л каустической щелочи. При этом получают раствор, содержащий 100 г/п галлия. Из этого раствора галлий извлекают цементацией на сплаве галлия с алюминием, содержащем 6% (по массе) алюминия. Процесс ведут при 60°С в течение 10 ч. Полученный металл содержит 99,99% (по массе) галлия.

П р и м е р 2. Раствор после упаривания, содержащий, г/л: общей щелочи 340, каустической 50, окиси алюминия 42,7, двуокиси кремнйя 0,3 галлия 0,14 подвергают обработке газом, содержащим 16% .двуокиси углерода, до остат очного содержания каустической щелочи 10 г/л, затем вновь упаривают. Содержание галлия в растворе при этом возрастает до 2,9 г/п. Полученный раствор обрабатывают водной суспензией окиси кальция при 90°С в течение 2 ч. После отделения кальциевого осадка раствор имеет состав, содержащий, г/п, общей щелочи 290,, каустической щелочи 87,8 окиси алюминия 36, галлия 2,17, двуокиси кремния 0,012.

Полученный раствор пропускают через аппарат, в. котором проводят его обра-. ботку при 60°С жидким галлием, содержащим О,'05% (по массе) алюминия.

Процесс ведут 1 ч 50 мин. Остаточное содержание галлия в растворе 0,16 г/л Расход алюминия- 12 г на 1 г восстановленного галлия, i

Галлий выделен в виде концентрата с содержанием галлия 93% (по массе). Процесс извлечения галлия из концентрата ведут аналогично указанному в примере

1.

ПримерЗ. В раствор после упаривания, содержащий г/л: общей щелочи 390, каустической щелочи 150, окиси алюминия 120, двуокиси кремния 0,8, галлия 3,0, вводят натриевую щелочь с по пучением раствора, в котором отношение окиси натрия к окиси алюминия составляет 3,1. Из полученного раствора галлий извлекают обработкой его сплавом галлия, содержащим 0,5% (rib массе) алюминия. Процесс ведут 1 ч 35 мин.

^34305

Остаточное содержание галлия в растворе 0,25 г/л. ГЪсход алюминия - 8 г на 1 г восстановленного галлия. Полученный концентрат содержит 90,5% галлия.

Из концентрата металлический галлий 5 получают аналогично указанным выше способам.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность получения галлия из промпродуктов переработки низкокачест-' ю венных алюминийсодержащих руд за счет более высокого концентрирования галлия в процессе упарки содовых растворов, их очистки с помощью различных добавок и эффективного способа выделения 1 галлия в 9Q% концентрат.

ние галлия карбонизацией, выкручиванием и политермическим выпариванием растворов, получение галлийсодержащего раствора и-извлечение из него галлия электрохимическим способом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения галлия из растворов переработки низкокачественных алк>минийсодержапшх руд, выпаривание ведут до концентрации каустической щелочи 30-150 г/л, раствор коррелируют до отношения окиси натрия, и окиси алюминия 2-10 и обрабатывают сплавом галлия, содержащим алюминий, с получением, концентрата и извлечением из него галлия известным способом.

Claims

.юокись щелочных элементов и кальци . При. этом указанные продукты ввод т в раствор в виде твердого, суспензии ипи раствора. Осуществление этой операции позвол ет повысить каустический модуль раствора и уменьшить содержание в нем примесей, преп тствующих восстановлению галли . Минимальный каустический модуль, т.е. отношение содержани окиси нат ри к окиси алюмини , при которюм еще возмо жен процесс извлечени галли электрохими ческим восстановлением равен 2. Максимал ное значение этого параметра, равное 10, выбрано исход изтого, что в интервале каустического модул 2-1О процесс идет с хорошими показател ми. Увеличение моду л более 10 не сказываетс существенно на этих показател х, но значительно удорожает передел корректировки растворов. После корректировки раствор содержит г/л: окиси натри 200-4ОО, окиси алюмини 30/40, двуокиси кремни 0,О5-0, галли 0,3-3,0. Наиболее эффективным методом оеаждени галли из растворов вл етс обработка растворов сплавом галли , содержащим 0,02-2% алюмини (по массе). При этом происходит реакци взаимного вытеснени металлов, в результате которой алюминий переходит из сплава в раст вор, а галлий цз раствора выдел етс в виде концентрата содержащего более 90% галли . Дл получени 1 кг концентрата галли расходуют 10-20 кг алюмини . Полученный концентрат отдел ют от раст- вора и от сплава галли с алюминием, раствор ют в растворе, содержащем каустическую щелочь, и подвергают электрохимическому восстановлению на сплаве галли с алюминием, содержащим алюмини , например 6% (по массе), или на жидком галиевом катоде. В обоих случа получают галлий повышенной чистоты с содержанием основного вещества 99,999 ,95% (по массе). Пример. Раствор после упаригвани , содержащий г/л: общей щелочи 350, каустической щелочи 81, окиси алюмини 10, галли 1,2, двуокиси кремни 0,7, обрабатывают окисью капьци при 90°С в течение 2 ч. После отделени кальциевого осадка раствор содержит , г/к общей щелочи 37О, каустической щелочи ИЗ, окиси алюмини 6 галпи 1,2, двуокиси кремни 0,01. Получешпз1й раствор пропускают через аппарат , в котором провод т его обработку при жидким галпием, родержащим 0,1% алюмини (по массе). Процесс впдут в течение 2 ч. Остальное содержание галли в растворе составл ет 0,2 г/л при расходе 13 ед, алюмини на 1 ед. восстановленного галли . Галлий выделен в виде концентрата с содержанием галли 91% (по массе). Концентрат раствор$пот в щелочном растворе, содержащем 12О г/л каустической щелочи. При этом получают раствор , содержащий 100 г/л галли . Из этого раствора галлий извлекают цементацией на сплаве галли с алюминием, содержащем 6% (по массе) алюмини . Процесс ведут при в течение 10 ч. Полученный металл содержит 99,99% (по массе) галли . П р и м е р
2. Раствор после упаривани , содержащий, г/л: общей щелочи 340, каустической 50, окиси алюмини 42,7, двуокиси кремн О,3 галли 0,14 подвергают обработке газом,содержащим 16% двуокиси углерода, до остат очного содержани каустической щелочи 10 г/п, затем вновь упартвают. Содержание галли в растворе прк этом возрастает до 2,9 г/п. Полученный раствор обрабатывают водной суспензией окиси кальци при 90®С в течение 2 ч. После отделени кальциевого осадка раствор имеет состав, содержащий, г/п, общей щелочи 290,. каустической щелочи 87,8 окиси алюмини 36, галли 2,17, двуокиси кремни О,012. Полученный раствор пропускают через аппарат, в. котором провод т его обра-. ботку при жидким галлием, содержащим 0,05% (по массе) алюмини . Процесс ведут 1 ч 50 мин. Остаточное содержание галли в растворе 0,16 г/п Расход алюмини - 12 г на 1 г восстановленного галли . V Галпий выделен в виде концентрата с содержанием гапли 93% (по массе). Процесс извлечени галли из концеиграта ведут аналогично указанному в примере Пример
3. В раствор после упа{жвани , содержащий г/л: общей щелочи 390, каустической щелочи 150, окиси алюмини 120, двуокиси кремни 0,8, алли 3,0, ввод т натриевую щелочь с по 10гчением раствора, в котором отношение ок си натри к окиси алюмини составл ет 3,1. Из полученного раствора галлий извлекают обработкой его сплавом галпи , содержащим 0,5% rto массе ) апюмига . Процесс ведут 1 ч 35 мин. Остаточное содержание гапли в растворе 0,2 5 г/п. Рёсход агаомини - 8 г на I г восстановленного гапли . Попуче ный концентрат содержит 9О,5% галли . Из конпентрата металлический гаплвй получают аналогично указанным выше способам. Предлагаемый способ позвол ет повыTCHtb эффективность получени галли из промпродуктов переработки низкока ественных алюминийсодержаших руд за счет более высокого кондентрировани галли в продессе упарки содовых растворов, их очистки с помощыо различвых доба вок и эффективного способа выдалеш галли в 9Q% кондет-рат. Формула изобретени f, ,. Способ переработки алюминатно-ще оч О ных растворов, включающий KOmtem-pHpoBai 5 вне галпн карбонизадией, выкручиванием и политермическим выпариванием растваров , получение галлийсодаржащего раствора н извлечение из него галли электрохимическим cjroco6oM, отличаюb и и с тем, что, с делью повышени эффективности извлечени галли из pactw. воров переработки низкокачественных алк мини зодержащих руд, выпа ван е й6дгт до кондеетрацин каустической шелочв 30-150 г/л, раствор KOj)peH rapyK T до отношени окиси натри , и оквси алюмини 2-1О и обрабатывают сплавом гадли , содержащим алюминий, с получением. конпентрата и извлечением из него га пи известным способом Источники информадии, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидательсТй сССР № 327822. кл. С 22 В 58/ОО, 1969.