Способ извлечения галлия из растворов алюмината натрия

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Sl)S С 22 В 58/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

1й0

Щ! Й7КБ "1Б1И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4202343/02 (22) 09.04,87 (3!) 1512/86 (32). 10,04.86 (33) HU (46) 07.05.91. Бвл. У 17 (71) Мадьяр Алвминиумипари Трест (HU) (72) Иштван Шомоши, Янош Витез, Дьердь Бакша, Аттилла Пали, Бела Тот и Ференц Валло (HU) (53) 669.87!.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 36I 211, кл. С 22 В 58/00, 1970.

Изобретение относится к извлечению галлия из растворов алвмнната натрия за счет цементации.

Целью изобретения. является снижеwe расхода алюминия при извлечении галлия из растворов, содержащих 0,200,27 г/л галлия, Пример 1. Цементацию осуществляют в цилиндрической стеклянной емкости (диаметр )45 мм, обьем

1600 см ) со слабо коническим дном.

Через трубопровод емкость соединена с реактором, служащим для производства сплава галлий — алюминий. В этом реакторе иэ галлия чистотой 99,9Х и алюминия чистотой 99,7-99,8Х производится жидкий сплав галлий - алюми.,SUÄÄ 1648253 А 3

2 (54} СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ PAСТВОРОВ АЛНИИНАТА НАТРИЯ (57) Изобретение относится к способу извлечения галлия из растворов алвмн ната натрия цементацией галламой алюминия с регулируемым введением алюминия B галламу одновременно с цементацией. Цель - снижение расхода. алюминия при извлечении галлия из раство-. ров, содержащих 0,20-0,27 г/л галлия.

Цементации ведут прн 35-40 С при подаче алюминия с исключением его контакта с раствором и при циркуляции галламы алвминия при электродном потенциале (-1,92) — (-1,95) В относительно насыщенного каломельного элек- ф трода сравнения путем поддержания со держания алвминия в галламе 0,10—

;0,20 мас.X. 1 табл. С: вам ний (галлама алюминия) с содержанием алюминия, равным 1,0 мас.X.

B öåèåHòàò0ðå -900 r жидкого сплава галлий - алюминий заполняют алвми- 0© кием в количестве 0,2 мас.X. С по- Ю мощью сплава цементируют 1.,4 л раст- CR вора алэжината натрия, содержащего 1 Д

270 мг/л галлия, при 35 С. Электродный потенциал цементирующего сплава за счет непрерывной циркуляции соответствующего количества 1 Х-го сплава . Ф удерживают при -1,96 В. Циркуляция (,уф одиовремеяно обеспечивает непрерывное обновление поверхности.

3а 240 мин получают 0,248 г гал . лия, причем в цементаторе потребляется 8,7 г алюминия. Поэтому удельное

Г!

648253 потребление алюминия составляет 35 г на l r галлия, Пример 2. В цементаторе согласно примеру 1 с помощью 900 r гал5 ламы алюминия с содержанием алюминия

0,1 масЛ обрабатывают 1,4 л алюминаткой щелочи с содержанием галлия

270 мг/л. Электродный потенциал сплава по сравнению с.раствором составля- 10 ет -1,92 В..Этот электродный потен-. циал поддерживают за счет добавления алюминия в форме гранулята, Гранулят:, . вводят нод поверхность находящегося на дне цементатора сплава гал- 15 лий — алюминий. Всплыванию гранул препятствуют с помощью полиэтиленового сита с размером отверстий 2 мм. В процессе цементации, осуществляемой црн 35 С, поверхность сплава перемешивайт лопастной мешалкой со скоростью 120 об/мии.

За 240 мин получают 0,302 г галлия, причем в цементаторе потребляет.— ся 7,25 r алюминия, Удельное потреб- 25 ление алюминия составляет 24 r/r галлия.

Пример . 3. Цементацию производят описанным в примере 2 образом, однако обрабатывают 2,4 г алюмината натрия, которые непрерывно заливают.

Алюминий, переходящий из галламы алюминия в раствор, заменяют, при этом в галламу вводят в помещенной под поверхностью перфорированной олиэтиле- 35 новой трубе алюминиевую проволоку толщиной 8 мм, Электродный. потенциал регулируют через скорость подачи провалоки.

Через 600 мин непрерывной цемента- 40 ции выделяется 0,494 r галлия, причем потребляется 9,9 r металлического алюминия, Это соответствует удельному потреблению алюминия 20 r/ã галлия, 45

Пример 4. Описанным в примере 3 образом обрабатывают раствор алюмината натрия, содержащего 200 мг/л галлия. При потреблении 9,9 r металлического алюминия получают 0,300 г50 галлия. Удельное потребление металлического алюминия составляет 33 г/г .галлия.

Пример 5. В цементаторе, имеющем конструкцию, аналогичную описанной в примере 1, но содержащем турбинную мешалку с числом оборотов 1 000 об/мин, обрабатывают раствор алюмината натрия, содержащий 250 мг/л

Темпера40 50 60

Постоянная К

0,48 0,69 0,90 1,69 .

Постоянная К имеет при 60 С вели0 чину, приблизительно в 3,5 раза большую по сравнению с величиной постоянной при 30 С.

Прн следующем эксперименте 900 г сплава аналогичного состава с площадью поверхности 83 см подвергают

Z воздействию. 0,7 л раствора алюмината натрия, содержащего 245 мг/л галлия..

Цементация начата при электродном потенциале -1,99 В и закончена при

-!,88 В, Были измерены количества галлия, выделенные при различных температурах, и определено количество алюминия, требующееся для выделения

1 г галлия.

Результаты исследований приведены в таблице.

Удельное потребление Al, г/г

Температура, С

Количество выделенного галлия, мг

39

115,5

84,0

40 галлия. Раствор течет через цементатор со скоростью 0,84 л/ч, Цементацию производят при 35 С с помощью галламы алюминия, содержащей 0,2 мас.7 алюминия, электродный потенциал которой с помощью описанного в примере 2 дозировання алюминия удерживают при величине -1,95 В.

Через 24 ч получается 0,732 r галлия, причем потребляется 5 г алюминия, В соответствии с этим удельное потребление алюминия составляет 6,8 г/r галлия, Согласно изобретению может быть получен галлий с существенно меньшим расходом алюминия по сравнению с известным способом.

Кроме того, исследовано влияние температуры на проходящие при цементации процессы, а также исследована постоянная скорости реакции при растворении алюминия в температурном интервале между 30 и 60 С для галламы алюминия, содержащей 0,5 мас.7 алюминия °

Получены следующие результаты:

1648253 б Продолжение таблицы ната натрия и/или жидкую галламу алю2. 3. миння. Применением турбинной мешалки или струйного насоса может существен70 0

64 íî < уменьшаться толщина электрохимичес5

38,5 117 кого двойного слоя; электродный потен циал сплава непрерывно поддерживается.

Формула изобретения

Составитель Г.Мельникова

Техред Л,Олийнык Корректор Т.Палий

Редактор А.Шандор

Заказ 1417 Тираж 387 Подписное! л

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушекая наб., д. 4/5, Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Данные таблицы показывают, что при цементации производство галлия обрат- 10 но пропорционально температуре, хотя скорость растворения алюминия при повышении температуры возрастает. Отсюда следует, что повышение скорости растворения алюминия не означает уве- 15 личения производства галлия, а может явиться даже вредным и опасным ввиду нежелательного выделения водорода.

По этой причине является предпочтительным осуществлять цементацию сог- 20 ласно изобретению при температурах

30-45 С, преимущественно 35-40 С.

Кроме того, преимуществом предлагаlемого способа является обновление поверхности сплава галлий - алюминий, на- 25 ходящейся в контакте с раствором алюминатного натрия. Для этой цели целесообразно перемешивать раствор алюмиСпособ извлечения галлия из растворов алюмината натрия, включающий це-. ментацию галламой алюминия, получаемой регулируемым введением алюминия в галламу одновременно с цементацией при исключении контакта алюминия с раствором алюмината натрия и при циркуляции галламы алюминия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода алюминия при извлечении галлия из растворов, содержащих

0,20-0,27 r/ë галлия, цементацию ве- дут при электродном потенциале, равном (-1,92) - (-1,95) В относительно насыщенного каломельного электрода сравнения, путем поддержания содержа-, ния алюминия в галламе 0,10-0,20 мас Л и при 35-40 С. о