| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2051113
СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ ГАЛЛИЯ З лужних розчинів
Ім'я винахідника: Скворцов Олександр Юрійович [UA]; Фомічов Юрій Олександрович [UA]; Толкачов Олександр Борисович [UA]; Мешин Віталій Веніамінович [UA]; Коваленко Євген Петрович [UA]; Фролов Олександр Іванович [UA]; Водолазів Лев Іванович [RU]; Ласкорін Борис Миколайович [RU]; Родіонов Володимир Васильович [RU]; Молчанова Тетяна Вікторівна [RU]; Жарова Євгена Василівна [RU]; Мауріна Анжелла Георгіївна [RU]; Гончарук Олег Володимирович [RU]; Александров Віктор Михайлович [UA]
Ім'я патентовласника: Миколаївський глиноземний завод (UA)
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1991.10.11
Винахід відноситься до області вилучення рідкісних металів з скидних розчинів і пульп. Спосіб полягає в тому, що після сорбції галію на анионите проводять промивання насиченого аніоніти розчином із вмістом оксиду натрію 4 6 г / л протягом 0,5 2,0 ч і десорбируют галій в два ступені з підтриманням на 1 ступені значення pH 1,0 2,5 при часу контакту іоніту з розчином 0,4 0,6 частин від загального часу десорбції. Подальше концентрування галію з кислих елюатів здійснюють сорбцією на амфоліт ВПК, а десорбцію ведуть лужним розчином в два ступені при часі контакту іоніту з розчином на 1 ступені 0,4 0,5 частин від загального часу десорбції. У процесах десорбції як при сорбционном витяганні галію, так і при його концентрування, на першому місці використовують апарат з воздущних перемішуванням і зваженим шаром іоніту, на другому ступені апарат з щільним шаром іоніту.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області вилучення рідкісних металів з скидних розчинів і пульп і може бути використано для вилучення галію з лужних стоків глиноземного виробництва.
В даний час для вилучення галію використовують його цементацію на галламами алюмінію, екстракцію рідкими органічними екстрагентами і сорбцію на різних ионитах [1]
Основними недоліками процесу цементації є необхідність використання досить концентрованих по галію розчинів (0,3-1,5 г / л) і негативний вплив домішок, що приводить до перевитрати алюмінію високої чистоти. Застосування екстракційного способу веде до втрат екстрагента за рахунок розчинення і емульгування, а й до одночасного вилучення супутніх домішок. Основними недоліками сорбційних процесів є недостатньо висока селективність вилучення галію і зниження ємності по галію при повторному використанні ионита.
Найбільш близьким до запропонованого є спосіб вилучення галію з алюмінатних розчинів [2] в якому передбачається сорбційне витяг галію на азотовмісних комплексоутворюючих ионитах з десорбцією кислотами та іншими реагентами.
Недоліками відомого способу є невисока ступінь очищення від супутніх домішок і значні витрати реагентів на реалізацію процесу.
Метою винаходу є підвищення ступеня очищення галію від домішок і скорочення витрати реагентів.
Мета досягається тим, що після сорбції галію на анионите проводять промивання насиченого аніоніти розчином із вмістом оксиду натрію 4-6 г / л протягом 0,5-2,0 год і десорбируют галій сірчаної кислотою в два ступені з підтриманням на 1 (додаткової) ступені значення рН 1,0-2,5 при часу контакту іоніту з розчином 0,4-0,6 частин від загального часу десорбції. Подальше концентрування галію з кислих елюатів здійснюють сорбцією на амфоліт ВПК, що містить пірідіновиє і карбоксильні функціональні групи, а десорбцію ведуть лужним розчином в два ступені при часі контакту іоніту з розчином на 1 ступені (додаткової) 0,4-0,5 частин від загального часу десорбції. У процесах десорбції, як при сорбционном витяганні галію, так і при його концентрування, на першому місці використовують апарат з повітряним перемішуванням і зваженим шаром іоніту, на другому ступені апарат з щільним шаром іоніту.
СУТНІСТЬ СПОСОБУ СКЛАДАЄТЬСЯ В НАСТУПНОМУ
Вихідний лужний розчин, що містить 0,02-0,20 г / л галію, безперервно пропускають через шар аніоніти в колоні із заданою швидкістю (10-300 об / об ионита на годину).
Після закінчення заданого часу частина ионита, насиченого галієм, вивантажують з колони і промивають лужним розчином при співвідношенні ионит: розчин 1:10. Відмитий ионит надходить в Пачука на першу стадію десорбції, де підтримується необхідне значення рН. Десорбція проводиться сірчанокислим розчином після другого ступеня. Після закінчення певного часу ионит подають на другу сходинку, де проводять десорбцію в колоні з щільним шаром іоніту розчином сірчаної кислоти (1,5-2,0 М). Після десорбції анионит відмивають водою і повертають на стадію сорбції. Концентрування галію з отриманого сірчанокислого елюата, що містить 0,4-1,0 г / л галію, здійснюють шляхом сорбції в колоні на амфоліт ВПК. Після закінчення заданого часу частина ионита, насиченого галієм, вивантажують з колони і направляють на десорбції галію, яку проводять лужним розчином в два ступені, причому час контакту іоніту з розчином становить 0,4-0,5 частин від загального часу десорбції. На першій (додаткової) ступені десорбції проводять в Пачука лужним розчином, що надходять з другої (основний) ступені. На другу (основну) щабель десорбції, яку проводять в колоні з щільним шаром іоніту, подають розчин гідроксиду натрію з концентрацією 1,5-4,0 М. З отриманого елюата (концентрація галію 10-40 г / л) галій витягують цементацією.
Приклад 1. Промивні води гідрату, що містять, г / л: Ga 0,032; Na 2 O 31,4; Al 2 O 3 10,2 і органічні речовини 8,8, направляють на сорбційне витяг галію в колону з робочим об'ємом 2 дм 3, заповнену щільним шаром аніоніти ДМА-2. Подачу вихідного розчину здійснюють зі швидкістю 50 об / об ионита на годину. Періодично (1 раз в 2 ч) насичений галієм аніоніт (V 200 см 3) вивантажують з колони і одночасно в колону завантажують отрегенерірованний ионит. Насичений ионит перед десорбцією промивають розчином, що містить оксид натрію 4-6 г / л протягом 1 год з витратою 10 об / об на годину. Відмитий анионит надходить в Пачука на I стадії десорбції, куди подається сірчанокислий розчин з 2 стадії десорбції. Час контакту іоніту з розчином становить 0,5 частин від загального часу десорбції при значенні рН 1,5. Частково отрегенерірованний анионит подають на другу сходинку десорбції, а сірчанокислий елюат, що містить, г / л: Ga 0,4-1,0; Al 2 O 3 15-20; Na + 5-10 на сорбційне концентрування.
Десорбцію на другому ступені здійснюють в колоні з щільним шаром іоніту сірчаної кислотою з концентрацією 1,5 М. Витрата розчину 1 об / об на годину. Загальний час десорбції 10 ч. Після десорбції галію аніоніт промивають водою і повертають на сорбційне витяг в голову процесу.
Сірчанокислий елюат направляють на сорбційне концентрування в колону з щільним шаром амфоліти ВПК. Подачу розчину здійснюють зі швидкістю 10 об / об на годину. Періодично (1 раз в 2 ч) насичений галієм амфоліт (V 0,15 дм 3) вивантажують з колони і направляють на десорбції. Одночасно в колону завантажують отрегенерірованний амфоліт. Десорбцію здійснюють в два ступені. На 1 ступені амфоліт надходить в Пачука, куди і подається лужний розчин з другої стадії десорбції. Час контакту іоніту з розчином становить 0,45 частин від загального часу десорбції. Частково отрегенерірованний амфоліт подають на 2 щабель десорбції, яку проводять в колоні з щільним шаром іоніту розчином гідроксиду натрію з концентрацією 2,5 М. Витрата розчину становить 0,5 об / об на годину. Загальний час десорбції 2 ч. З лужного елюата з концентрацією галію 15 г / л виділяють галій цементацией.
У порівнянних умовах проводили витяг галію у відповідності зі способом-прототипом. Дані наведені в табл.1.
Приклад 2. В умовах прикладу 1 здійснювали запропонований спосіб, промиваючи насичений галієм аніоніт розчином із вмістом Na 2 O 5 г / л протягом 0,5-2,0 год. Дані наведені в табл.2.
Приклад 3. В умовах прикладу 1 здійснювали запропонований спосіб, промиваючи насичений галієм аніоніт розчином із вмістом Na 2 O 5 г / л і підтримуючи на першому місці сірчанокислої десорбції величину рН в інтервалі 1,0-2,5. Дані наведені в таблиці 3.
Приклад 4. В умовах прикладу 1 здійснювали запропонований спосіб, промиваючи насичений галієм аніоніт розчином із вмістом Na 2 O 5 г / л і проводять перший ступінь сернокислотной десорбції при часу контакту іоніту з розчином 0,4-0,6 частин від загального часу десорбції. Дані наведені в табл.4.
Приклад 5. В умовах прикладу 1 здійснювали запропонований спосіб, промиваючи насичений галієм аніоніт з вмістом Na 2 O 5 г / л, проводять перший ступінь лужної десорбції при тривалості контакту іоніту з розчином 0,4-0,5 частин від загального часу десорбції. Дані наведені в табл. 5.
Приклад 6. В умовах прикладу 1 здійснювали запропонований спосіб із застосуванням в якості вихідного маточного розчину, що містить, г / л: Ga 0,19; Al 2 O 3 72,4; Na 2 O 148,8; органічні речовини 10,2. Швидкість подачі вихідного розчину 10 об / об ионита на годину. Промивання насиченого галієм аніоніти ведуть лужним розчином з вмістом Na 2 O 5 г / л. У порівнянних умовах проводили витяг галію у відповідності зі способом-прототипом. Дані наведені в табл.6.
Приклад 7. Проводили досліди по вилученню галію з лужних алюмінатних розчинів за способом-прототипу і запропонованого способу в умовах прикладу 1 з використанням ионита, аналогічно застосовується в способі-прототипі (поліфункціональний сорбент, що містить оксидну групу і функціональну групу, здатну утворювати хелатную зв'язок). Результати представлені в табл.7.
Як видно з наведених даних, саме сукупність запропонованих прийомів дозволяє досягти поставленої мети (незалежно від використовуваного сорбенту).
Як видно з даних, представлених в табл.1-6, витрата реагентів на десорбції і подальше вилучення галію цементацією при реалізації запропонованого способу нижче на 35-40% щодо сірчаної кислоти, в 2,5-3 рази по гідроксиду натрію, в 8- 9 разів по алюмінію, а вміст домішок знижується в 2-3 рази в порівнянні зі способом-прототипом.
Таким чином пропонований спосіб при сорбції галію з скидних лужних алюмінатних розчинів і пульп виробництва глинозему дозволяє: істотно знизити вміст домішок в готовому галієві продукті; значно зменшити витрати реагентів на проведення процесів десорбції, а й в процесі цементації галію, що дозволить знизити експлуатаційні витрати і підвищити ефективність вилучення галію з скидних розчинів і пульп; розширити область використання скидних лужних галлійсодержащіх розчинів для отримання високодефіцитного металу.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ ГАЛЛИЯ З лужних розчинів і пульп виробництва глинозему, що включає сорбцію галію на азотовмісних комплексоутворюючих іоніте, подальшу десорбції галію розчином сірчаної кислоти, що відрізняється тим, що після сорбції галію на іоніте останній промивають розчином, що містить 4-6 г / л оксиду натрію , протягом 0,5-2,0 год, потім додатково проводять десорбцію галію сірчанокислим розчином при рН 1-2,5 і часу контакту іоніту з розчином, що становить 0,4-0,6 загального часу десорбції, а концентрування галію ведуть сорбцією на Комплексообразующєє іоніте на основі вінілпіридину, що містить пірідіновиє і карбоксильні функціональні групи, з подальшою основної та додаткової десорбцією галію розчином гідроксиду натрію при тривалості контакту іоніту з розчином 0,4-0,5 загального часу десорбції.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що додаткові десорбції галію після його сорбції на іоніте і після його концентрування ведуть в підвішеному шарі іоніту з повітряним перемішуванням, а основну десорбції в колоні з щільним шаром іоніту.
Версія для друку
Дата публікації 15.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.