Способ извлечения галлия и/или щелочного металла из алюминатного раствора глиноземного производства

 

ОПИС НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ПА1ЕНФУ

Союз Соввтскин

Социалиетииескин

Ретсяублик (11) 607557 (6!) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 190875 (21) 2167187/22-02 (23) ПриоритЕт — {32) 21 ° 05.75 (31) AA-814 (33) ВНР (43) Опубликовано 150578. Бюллетень № 18

{45) Дата опубликования описания 200478 (51) M. Кл.2

С 22 В 58/00

С 22 В 26/10

С 25 С 1/10

ГооударстаеинвФ комитет

Совета Мнннотроа СССР оо делам изобретена» и открытий (53) УДК 669.871, .621.357. .12(088,8) {72) Авторы изобретения

Иностранцы

Иштван Шомоши, Бела Тот, Йожеф Борош и Янош Витец (ВНР) Иностранное предприятие Айкаи Тимфелддьяр ЕШ Алюминиум-охо (ВНР) Pl) заявитель (54 ) СПОСОБ И 3 ВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ И (ИЛИ) ЩЕЛОЧНОГО

МЕТАЛЛА ИЭ АЛЮМИНАТНОГО РАСТВОРА ГЛИНОЗЕМНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к способам электролитического выделения галлия и(или) щелочных металлов иэ растворов щелочных металлов, преимущественно из алюминатного щелока глиноземного производства.

Алюминатные растворы, выделяемые при глиноземном производстве, образуют, несмотря на сравнительно -низкую концентрацию галлия (0,2-0,3 г/л), для промышленного получения галлия значительную сырьевую базу.

Известен способ извлечения галлия и(или) щелочного металла иэ алюминатного раствора глиноземного производства электролитическим осажцением на ртутном или амальгамном катоде при

20-50 С с последующим отделением осаждаемого металла от катода!1J.

Однако такой способ характеризует- а() ся рядом трудностей, обусловленных строгими требованиями, предъявляемыми к производству для обеспечения безвредных для здоровья человека рабочих условий и охраны окружающей среды. 25

Целью изобретения является снижение вредности производства и технических затрат. Это достигается тем, что процесс ведут с использованием в качестве катода пленки ртути или амальгамы 80 на металле более электроотрицательном, чем ртуть, Сущность способа заключается в том, что галлиа и(или) щелочной металл осаждают на ртутном, составляющем по толщине несколько микрон слое, причем этот слой осаждают на поверхности электроотрииательного по сравнению с ртутью металла, преимущественно на медной поверхности, амальгамой или цементнрованием из ртутного раствора (как на покрытом на электродную подложку ртутном катоде) при 20-50 С и затем извлекают периодически или непрерывно либо путем погружения катода в ртуть, либо в случае щелочного металла путем обратного растворения водой, а в случае галлия путем обратного растворения щелоком или кислотой.

Предлагаееый способ основывается на следующих положениях:

1. Если проводить осаждение на металлическую поверхность, которая электроотрицательнее, чем ртуть (преимущественно на медную поверхность), путем цементации ртути из ртутного раствора, то возникающий слой ртути предотвращает дальнейший переход в раствор меди и этот процесс прекращается; одновременно получается цельная

607557

Формула изобретения взаимосвязанная, механически стабильная, химически устойчивая против действия кислот и щелочных растворов поверхность, которая во время электролиза выполняет роль ртутного или же амальгамного катода;

2. Осаждение галлия из алюминатных растворов глиноземного производства на ртутном катоде, нанесенном на электродную подложку, не является только следствием цементации, а зависит также и от электролиза, поскольку постоянный ток осаждает натрий, за счет цементирующего воздействия которого восстанавливается галлий1 одновременно с этим протекает электролиз и при электродном потенциале, ставшем более отрицательным из-за действия натрия;

3. Галлий, выделяемый путем цементации или электролиза на ртутном катоде, осаждающемся на электродной подложке, так входит в ртутный, составляющий несколько микрон по толщине слой, что водород, неизбежно выделяющийся во время электролиза, не может 25 увлечь за собой галлий.

По сравнению со способами, работа которых основана на ртутных катодах, преимущество предлагаемого способа заключается в том, что вредное дейст- 30 вие от ртути практически исключается; способ рентабелен, поскольку не требуется большого количества серебра, и затраты на производство, благодаря отсутствию потерь ртути, снижаются. 35

По описываемому способу в первой стадии создается ртутный электрод злектролизера, наносимый на электродную подложку. Это происходит, например, когда вводят ртуть в отработанный нат- 40 риевый щелок и путем электролиза создают амальгаму, которая прокрывает металлическую подложку. Поверхность из ртути можно также наносить путем цементирования из раствора ртутных солей.

48

После извлечения амальгамы или раствора ртутных солей и после введения анода подают непрерывно алюмйнатный исходный раствор и таким образом начинается злектролиз. Что касается времени выдержки в электролите ртутного катода, осажденного на электродный подложке, то помимо условий электролиза следует принимать во внимание содержание лежащего в пределах от 0,5 до

1 вес.Ъ натрия относительно количества ртути и ее поглощаемость по галлию, поскольку по окончании реакционного процесса ртутный катод, нанесенный на электродной подложке, вследствие насыщения своей поверхности или вслед- 60 стэне ее экранизации не способен дальше поглощать порции галлия. Время вы- держки, зависящее от условий электроЦНИИПИ Заказ 2639/46

Филиал ППП Патейт, г лиза, колеблется в пределах от нескольких часов до нескольких суток .

После этого осажденный щелочной металл и(или) галлий извлекают путем погружения электрода в ртуть, в частности щелочной металл извлекают путем промывки водой, а галлий — путем промывки щелоком или кислотой с катода. Благодаря этому одновременно регенерируется катод, что делает его пригодным для осаждения последующих порций ще» лочного металла или галлия. Извлечение получаемых металлов путем обратного растворения можно осуществлять непрерывно или дискретно. При дискретном процессе растворения электролизеры поочередно заполняются электролитом и растворителем, либо несколько электролизных ячеек действуют в каскадном (ступенчатом) ряду. Из металлических растворов, получаемых при обратном растворении металлов, металл можно извлекать любым из известных способоЭ.

Пример. В злектролизную ячейку (злектролизер) вводится раствор 5 г

Eg(NQ>) в 100 мл азотной кислоты так, чтобы он покрывал медную электродную подложку. Ртуть осаждается на медной поверхности и образует в течение .

10 мин цельную поверхность толщиной (2-3) ° 10 мм, Затем раствор Hg®Q ) извлекается из ячейки и она промывается водой. Теперь используется никелевый анод и при непрерывном подводе галлийсодержащего алюминатного раствора начинается электролиз. Галлий (10-15 г/м в сутки) осаждается на катоде при плотности тока 80 A/ì è при 20-50 С.

Из отработанного щелока после увеличения в растворе соотношения @а Лаф до

1:1 галлий выделяется одним из известных способов.

Способ извлечения галлия и (или) щелочного металла из алюминатного раствора глиноземного производства электролитическим осаждением на ртутьсодерж,:щем катоде при 20-50 C с последующим отделением осаждаемого металла от катода, отличающийся тем, что, с целью снижения вредности производства и технических затрат, процесс ведут с использованием в качестве катода пленки ртути или амальгамы на металле более электроотрицательном, чем ртуть.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Иванова Р.В. Химия и технология галлия. Металлургия, 1973, с. ?92-300.

Тираж 772 Подписное ужгород, ул. Проектная, 4