Способ десорбции галлия

 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов. Способ заключается в десорбции галлия из насыщенных в щелочных растворах азотсодержащих комплексообразующих ионитов щелочными растворами алюмината натрия. 2 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано в технологии извлечения галлия из щелочных растворов глиноземного производства.

Для промышленного производства галлия за рубежом используется способ экстракции галлия из растворов цикла Байера с использованием экстрагента типа "Келекс-100" и реэкстракцией растворами кислоты (Резник Л.И. и др. Алма-Ата, Наука, 1985, 184 с). Способ позволяет достаточно эффективно извлекать галлий, однако получаемые кислые реэкстракты необходимо дополнительно перерабатывать перед электролизом и кроме того, его использование связано со значительными потерями экстрагента за счет его разрушения, растворимости и эмульгирования.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ионообменного поглощения галлия из щелочных алюминатных растворов на амидоксимной ионообменной смоле с последующей десорбцией растворами минеральных кислот и комплексообразующих органических реагентов (Riveros Р.А. 1990. Rekovery of gallium from Bayer liguors with an amidoxime resin. Hydrometallurgy, 25:1-18 прототип). В соответствии со способом прототипом с насыщенного ионита галлий десорбируют растворами кислот различной концентрации или растворами органических комплексообразователей (ЭДТА и ацетилацетона).

Недостатками этого способа является то, что при десорбции галлия кислотами образуются кислые галлийсодержащие растворы, непосредственная переработка которых с получением металлического галлия невозможна. Данные кислые элюаты представляют собой растворы солей натрия и избыточной кислоты, которые после выделения из них галлия необходимо утилизировать. Кроме этого, при десорбции происходит нейтрализация гидроксильной формы сорбента и его перезарядка в кислую форму, что в циклах "сорбция-десорбция" приводит к повышению расходу реагентов (кислоты и щелочи). Отметим также, что в ходе кислотной десорбции происходит повышенное разрушение ионита, постепенная утрата его сорбционных свойств.

В случае десорбции растворами этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) или ацетилацетона недостатками являются низкая концентрация галлия в элюате (не более 150 мг/л), что приводит к повышенным затратам при переработке этих элюатов, а также высокий расход дорогостоящих реагентов.

Целью предлагаемого изобретения является повышение показателей десорбции за счет исключения использования кислотных реагентов, снижения затрат на реагенты и издержек на переработку образующихся элюатов с получением металлического галлия.

Цель достигается тем, что десорбцию галлия ведут раствором алюмината натрия при различной температуре.

Сущность способа состоит в том, что сорбированный галлий вытесняется из фазы ионита алюминием, содержащимся в растворе алюмината натрия. Равновесие ионного обмена смещается в сторону поглощения сорбента алюминия и соответственно вытеснения галлия, тем больше, чем выше концентрация алюминия в растворе десорбента и температура десорбции. Десорбированный галлий из щелочного раствора алюмината натрия может быть выделен в металлическом виде известными способами (электролизом, цементацией).

Экспериментальные данные по осуществлению предложенного способа приводятся в примерах.

Пример 1. Азотсодержащий комплексообразующий ионит, насыщенный галлием из щелочного раствора производства глинозема до емкости по галлию 6,9 г/л, отмывали тремя удельными объемами воды и подавали на десорбцию. Десорбцию проводили в колонках раствором алюмината натрия концентрацией 80 г/л по Al₂O₃ (каустический модуль α_к 1,75) при различной температуре. Загрузка ионитов в каждую колонку 20 мл, диаметр колонки 10 мм, скорость пропускания десорбирующих растворов 20 мл/час. Всего пропускали 12 удельных объемов десорбента. Отбор фракций элюатов для анализа четыре удельных объема.

Результаты опыта приведены в табл. 1.

Данные опытов свидетельствуют, что во всем диапазоне исследованных температур степень десорбции достаточно высока и при температуре 75^oC приближается к 100% Повышение температуры десорбции выше 90^oC практически не ведет к увеличению степени десорбции, но может сопровождаться повышенным разрушением ионита.

Пример 2. В условиях опыта 1 проводили десорбцию галлия при температуре 75^oC растворами алюмината натрия различной концентрации (каустический модуль во всех случаях α_к1,75). Полученные результаты даны в таблице 2.

Из результатов опытов видно, что высокая степень десорбции галлия достигается при использовании в качестве десорбента растворов алюмината натрия в широком диапазоне концентраций последнего.

Таким образом, предлагаемый метод десорбции галлия позволяет: исключить из технологического цикла кислотные реагенты; снизить затраты на реагенты; исключить издержки на переработку образующихся галлийсодержащих элюатов перед извлечением галлия цементацией или электролизом.

Формула изобретения

Способ десорбции галлия из азотосодержащего комплексообразующего ионита, насыщенного в щелочных растворах, отличающийся тем, что десорбцию галлия ведут раствором алюмината натрия при 20 90^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1