Получение галлия или индия – C22B 58/00

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов. Способ получения индия высокой чистоты включает вакуум-термическую обработку индия. При этом вакуум-термическую обработку проводят в две стадии. На первой стадии ее проводят при температуре 1000-1350°С, получают три конденсированные фракции, одна из которых обогащена труднолетучими примесями, другая содержит сконденсированные возгоны, обогащенные легколетучими примесями, а третья очищена от труднолетучих и легколетучих примесей. Третью фракцию направляют на вторую стадию вакуум-термической обработки, которую осуществляют при температуре 1100-1200°С и на которой металлический индий очищают от примесей со средней степенью летучести. Техническим результатом является получение продукта, содержащего индия не менее 99,9999% мас. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из летучей золы. Способ включает измельчение летучей золы, удаление Fe путем магнитной сеперации, затем растворение ее в соляной кислоте с получением продукта солянокислого выщелачивания. Далее проводят адсорбирование галлия, содержащегося в продукте солянокислого выщелачивания, с помощью макропористой катионной смолы с последующим элюированием с получением элюента, содержащего галлий, добавление раствора гидроксида натрия в элюент для протекания реакции и получение раствора метаалюмината натрия, содержащего галлий. Затем осуществляют введение СО₂ в раствор метаалюмината натрия, содержащий галлий, для карбонизации с последующим отделением галлия от алюминия и получение двойной соли алюминия-галлия при отношении массы галлия к глинозему, составляющем более чем 1:340. Далее добавляют двойную соль алюминия-галлия в гидроксид натрия с получением щелочного раствора, содержащего галлий и алюминий, и проводят электролиз щелочного раствора, содержащего галлий и алюминий, с получением металлического галлия. Техническим результатом является упрощение технологического процесса и повышение степени извлечения галлия. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 10 пр.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из летучей золы. Способ включает измельчение летучей золы и удаление Fе с помощью магнитной сепарации. Затем ведут растворение ее соляной кислотой с получением продукта солянокислого выщелачивания, адсорбирование галлия с помощью макропористой катионной смолы и последующее элюирование с получением элюента, содержащего галлий. Затем добавляют маскирующий агент для маскировки иона трехвалентного железа с получением элюента, содержащего галлий. После маскировки проводят адсорбирование галлия в элюенте с помощью макропористой катионной смолы с последующим элюированием и получением вторичного элюента, добавление раствора гидроксида натрия во вторичный элюент для протекания реакции, фильтрование и удаление осадка после завершения реакции. Затем ведут концентрирование фильтрата и проводят электролиз с получением металлического галлия. Техническим результатом является упрощение технологического процесса и повышение степени извлечения галлия. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 9 пр.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролизеру для извлечения индия из расплавов сплавов. Электролизер содержит обогреваемые катодную и анодную ванны, разделенные пористыми диафрагмами, пропитанными электролитом. Цилиндр катодной ванны выполнен перфорированным, и диафрагма из кварцевой ткани закреплена на нем хомутом выше уровня перфорации. Катодная ванна вертикально погружена в расплав исходного сплава анодной ванны, снабженной мешалкой. Внутри катодной ванны на дно из диафрагмы вставлена чаша, закрепленная на катодном токоподводе. При этом цилиндр катодной ванны погружен в расплав сплава в анодной ванне на высоту перфорации. Чаша, закрепленная на катодном токоподводе, установлена ниже уровня перфорации цилиндра. На цилиндре катодной ванны закреплено два слоя диафрагмы из кварцевой ткани. Техническим результатом является повышение стабильности работы, повышение степени извлечения индия с повышением степени отделения от электроположительных металлов (олово, свинец). 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к металлургии индия и может быть использована в технологии переработки отходов и рафинирования индия электролизом в расплаве. Способ извлечения индия из отходов сплавов включает электролитическое анодное растворение сплава в расплавленном электролите, содержащем хлорид цинка, и осаждение индия на катоде. Анодное растворение ведут с добавлением в электролит 10-15 вес.% хлорида натрия и 15-20 вес.% хлорида калия и с разделением расплава исходного анодного сплава и катода диафрагмой из двух слоев кварцевой ткани при расходе электролита 0,4-0,5 г на см² ткани. Процесс ведут через диафрагму из двух слоев кварцевой ткани, разделяющей расплав анодного исходного сплава и катода. Аппарат для извлечения индия включает катод и анодную ванну с расплавом исходного сплава, катод выполнен в виде катодного диска, свободно вставленного в катодную ванну в виде цилиндра с кольцевым выступом и дном в виде диафрагмы из двух слоев пористой кварцевой ткани, погруженной в анодную ванну, зафиксированной хомутом выше кольцевого выступа на торце цилиндра катодной ванны и покрытой фторопластом. Техническим результатом является снижение расхода затрат на электролит и повышение степени выделения индия. 3 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может быть использовано в способе для извлечения и концентрирования индия из сернокислых растворов. Способ включает экстракцию индия из сернокислых растворов и последующую его реэкстракцию. В качестве экстрагента используют смесь двух фосфорорганических кислот в разбавителе. Одной из них является ди-2-этилгексилфосфорная кислота (Д2ЭГФК), а другой - диоктилфенилфосфорная кислота (ДИОФФК). Концентрация кислот в смеси равна 10-30 и 5-10 об.% соответственно, остальное - разбавитель. Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения индия, расширение интервала кислотности оптимальной экстракции, повышение скорости и селективности процесса экстракции. 5 табл.

Изобретение относится к электролизеру для выделения галлия из растворов восстановлением на жидком металлическом катоде. Электролизер включает цилиндрический корпус с горизонтальным дном, имеющим катодный токоподвод, анод и лопастную мешалку. При этом анод выполнен в виде плоского кольца и расположен горизонтально между дном и мешалкой. Размеры анода определены соотношением: (D₁ ² - D ₂ ²) / D₃ ²=0,5÷1,5, где D₁ - внутренний диаметр корпуса; D₂ - внешний диаметр анода; D₃ - внутренний диаметр анода. Техническим результатом изобретения является повышение производительности электролизера, выхода по току и уменьшение шламообразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия. Способ включает их измельчение и выщелачивание щелочным раствором. Выщелачивание проводят при разрежении над поверхностью раствора 100-4000 Па с подсосом атмосферного воздуха до концентрации водорода менее 4 об.%. Техническим результатом изобретения является снижение пенообразования при извлечении галлия. Это обеспечивает повышение безопасности и управляемости процесса. 1 табл.

Изобретение относится к аппаратам для цементации галлия галламой алюминия из щелочных растворов. Аппарат включает цилиндрическую емкость с плоским днищем и перемешивающее устройство, состоящее из привода и вертикального вала с лопастями. Вертикальный вал и лопасти перемешивающего устройства выполнены пустотелыми и сообщающимися между собой внутренними полостями. При этом лопасти открыты с торцов. В стенках вала и/или лопастей имеются отверстия. Вертикальный вал имеет загрузочную воронку для загрузки гранул алюминия. Техническим результатом изобретения является снижение удельного расхода гранулированного алюминия. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из щелочных растворов цементацией галламой алюминия. Техническим результатом является улучшение управляемости и повышение надежности контроля за процессом цементации. Способ извлечения галлия из щелочных растворов цементацией галламой алюминия с выделением водорода включает периодическую подпитку галламы подачей гранулированного алюминия. Процесс ведут при обновлении газовоздушной смеси над поверхностью раствора посредством вентиляции с постоянным притоком воздуха и измерением концентрации водорода в газовоздушной смеси над поверхностью раствора. Подачу алюминия в галламу осуществляют при достижении концентрации водорода ниже заданного значения. 2 ил.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из алюминатного раствора. Способ включает электродиализ, в котором раствор для обратного захвата, содержащий галлий, подвергают электродиализу для концентрирования галлия и извлечения кислоты, стадию удаления железа, в которой галлий удаляют из концентрированного раствора, и стадию ультрафильтрации, в которой не содержащий железа раствор галлия нейтрализуется. Полученную суспензию гидроксида галлия подвергают ультрафильтрации для концентрирования суспензии. Затем проводят стадию повторного растворения, в которой концентрированную суспензию гидроксида галлия растворяют в щелочном растворе, и стадию электролиза, в которой щелочной электролитический раствор галлия, полученный на стадии повторного растворения, подвергают электролизу для извлечения металлического галлия. Техническим результатом является возможность повторного использования кислоты без генерирования отработанной кислоты в больших количествах, увеличение концентрации галлия в щелочном электролитическом растворе галлия, тем самым увеличивая КПД тока на стадии электролиза, и уменьшение количества отработанного раствора. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Способ может быть использован для извлечения галлия из щелочных галлийсодержащих растворов цементацией жидкими сплавами. Способ включает обработку исходного раствора жидким сплавом галлия с алюминием, при этом обработку ведут путем введения под давлением галлийсодержащего раствора в жидкий сплав галлия с алюминием через барботер. Раствор вводят при перепаде давления в отверстиях барботера 0,01-1 МПа. Техническим результатом изобретения является оптимизация массообмена в процессе цементации галлия, что позволит исключить негативное образование гидроксида алюминия, упростить конструкцию устройства для цементации. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к извлечению галлия из металлических отходов электролитического рафинирования алюминия, например, таких как анодный осадок и/или аналогичный ему по составу отработанный анодный сплав. Способ извлечения галлия включает измельчение отходов и обработку щелочным раствором для выщелачивания галлия. При этом в качестве щелочного раствора используют раствор едкого натра, содержащий галлий с концентрацией не менее 0,15 г/л. Техническим результатом изобретения является ускорение процесса и сокращение времени технологического процесса в 1,5-2 раза. 1 табл.

Изобретение относиься к аппарату для выделения галлия из растворов электрохимическим восстановлением на жидком галлии или сплаве. В цилиндрическом корпусе аппарата с плоским горизонтальным дном с боковым клапаном для слива раствора и донным клапаном для слива жидкого металла или сплава установлена эластичная мембрана. Она выполнена в виде кольца и расположена ниже бокового клапана. Мембрана герметично соединена по наружному контуру со стенкой корпуса на высоте 10-100 мм от дна, а по внутреннему контуру - с днищем по краю отверстия донного клапана. При этом в корпусе выполнено одно или несколько отверстий диаметром 3-10 мм, соединяющих полость между мембраной и корпусом аппарата с атмосферой. Отверстия расположены либо по периферии дна, либо в стенке вблизи дна, либо непосредственно по линии стыка дна и стенки. Техническим результатом является обеспечение быстрого и полного слива выделенного металла при разгрузке устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способу извлечения галлия из растворов. Способ включает обработку щелочного раствора, содержащего галлий, сорбентом. В качестве сорбента используют пыль и шлам, уловленные в процессе газоочистки отходящих газов от электролизеров при получении алюминия. Десорбцию галлия с сорбента ведут водой. Техническим результатом является снижение затрат при извлечении галлия, упрощение процесса и утилизация отходов. 2 табл.

Изобретение относится к способам переработки угля путем извлечения металлосодержащих соединений и получения из угля жидкого топлива путем его каталитической гидрогенезации с последующими регенерацией катализатора и извлечением редких рассеянных элементов, содержащихся в исходных углях. Гидрогенизация угля происходит в присутствии катализатора, содержащего в качестве переходного металла соединения молибдена. Продукты гидрогенизации угля разделяют на жидкие фракции и твердый остаток, содержащий переходный металл. Шлам после гидрогенизации угля смешивают с известняком и низкосортным углем, после чего сжигают. Жидкие фракции отгоняют и утилизируют. Образованный при сжигании твердого остатка зольный унос улавливают и обрабатывают смесью аммиака и карбоната аммония. Полученную суспензию фильтруют и извлекают соединения молибдена в виде водного раствора, вновь используемого в качестве компонента катализатора при гидрогенизации угля. Твердый остаток после фильтрации суспензии, содержащий редкие рассеянные элементы, обрабатывают соляной кислотой при нагревании с дальнейшей экстракцией редких рассеянных элементов раствором три-н-бутилфосфата в керосине. Заявленное изобретение позволяет совместить процесс регенерации катализатора, содержащего переходный металл, с извлечением редких рассеянных элементов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к получению галлия из отходов процесса электролитического рафинирования алюминия, таких как анодные осадки и аналогичный им по составу отработанный анодный сплав. Техническим результатом является повышение химической активности исходного материала в процессе гидрохимической обработки, что позволит увеличить извлечение галлия в раствор до 97-98%, упростить технологию и снизить производственные затраты. Способ извлечения галлия из отходов процесса электролитического рафинирования алюминия включает измельчение и гидрохимическую обработку щелочным раствором. Отходы перед гидрохимической обработкой подвергают механохимической активации путем ударного воздействия. Механохимическую активацию осуществляют до размера частиц не более 1 мм. 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу рафинирования галлия. Способ включает кислотную обработку галлия при перемешивании в реакторе барабанного типа. Обработку ведут при температуре 40-60°С и скорости вращения реактора 1-20 об/мин. Техническим результатом является увеличение степени очистки, выхода годного и снижение потерь галлия. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для плавления и дозированного розлива легкоплавких металлов. Устройство содержит бункер, выполненный в виде цилиндра и внутреннего цилиндра, между стенками которых размещены нагревательные элементы. Внутренний цилиндр выполнен сменным и имеет дозировочный патрубок и второй патрубок сообщения с атмосферой, расположенные диаметрально в верхней его части. Бункер имеет поворотное устройство для обеспечения превышения уровня расплава над дозировочным патрубком. Прерывание потока для смены заливочной формы обеспечивается закрытием клапана сообщения с атмосферой. Техническим результатом является то, что устройство пригодно для автоматического заполнения заливочных форм переменной формы и объема, а также исключение контакта дозируемого металла с прерывателями потока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способам извлечения галлия, и может быть использовано при переработке металлизированного материала, содержащего галлий и алюминий. Техническим результатом является повышение степени извлечения галлия в раствор, интенсификация процесса, сокращение расхода серной кислоты. Способ включает выщелачивание исходного материала в водном растворе серной кислоты с получением раствора и твердого осадка. Процесс выщелачивания ведут в присутствии сернокислой соли металла, имеющего более положительный окислительный потенциал, чем алюминий (соли металла, нормальный окислительный потенциал которого положительнее алюминия). Для извлечения и концентрирования галлия из раствора выщелачивания используют комплексообразующий амфолит с бензилиминодиацетатными группировками. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к технологии производства редких и рассеянных элементов и может быть использовано для экстракционного извлечения и разделения галлия и индия из кислых сульфатных растворов сложного состава. В качестве экстрагента предлагается использовать смесь изододецилфосфетановой и диалкилфосфиновой кислот в органическом растворителе. Техническим результатом является повышение селективности извлечения по металлам-примесям и отделения индия от галлия, возможность проводить реэкстракцию металлов из органической фазы растворами серной кислоты с концентрацией 200-350 г/дм³ . 4 табл.

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов и может быть использовано при получении индия высокой чистоты полупроводникового сорта. Техническим результатом является эффективное удаление примеси алюминия, меди, никеля, серебра, цинка, кадмия, олова, таллия и свинца. Получение монохлорида индия ведут путем обработки чернового индия в две стадии хлоридом аммония: при температуре расплава 190-210°С на первой стадии и 340-360°С на второй стадии, с удалением шлака после первой стадии. 2 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения, очистки и концентрирования индия при переработке растворов выщелачивания индийсодержащих отходов и концентратов, например из цинковых сульфатных растворов. Особенностью предлагаемого экстрагента на основе октановой кислоты (ОК) в органическом разбавителе является то, что он дополнительно содержит азотсодержащий олигомерный пара-трет.бутилфенол (ОБФ) при молярном соотношении реагентов ОК:ОБФ от 1,5:2,5 до 2,5:1,5. Использование экстрагента позволяет повысить коэффициенты распределения индия и разделения индия и цинка, проводить экстракцию из исходных растворов с рН=2,4÷2,8 и реэкстрагировать индий серной кислотой с концентрацией 0,5 моль/л на ˜99%. 1 табл.

Изобретение относится к способу электрохимического рафинирования галлия. Он включает перевод чернового галлия в электролит путем анодного растворения в растворе гидроксида натрия, восстановление ионизированного галлия на катоде в электролизере с пористой электропроводящей диафрагмой с размером пор от 50 мкм до 500 мкм, на которую подается напряжение от независимого источника. Сила тока на диафрагме составляет 0,1-0,4 части от силы тока на электролизере. Техническим результатом является увеличение степени очистки галлия от электроположительных примесей. 1 табл.

Изобретение относится к способу электрохимического выделения галлия из щелочно-алюминатных растворов глиноземного производства. Электролиз ведут на твердом катоде в присутствии предварительно введенного в исходный раствор цинка с получением в качестве катодного осадка цинк-галлиевого сплава. Исходный раствор получают путем смешения оборотного щелочно-алюминатного раствора с раствором, полученным при каустификации известью оборотной соды, или с водой, или с раствором электролита после проведения электролиза. Катодный осадок растворяют в циркулирующем растворе гидроксида натрия, содержащем 0,3-10,5 кг/м³ Na₂O_{каустический} , не входящего в состав натриевых солей галлия, алюминия и цинка. Циркуляцию раствора осуществляют до концентрации в нем не менее 10 кг/м галлия и не более 85 кг/м карбоната натрия. Из раствора удаляют цинк введением в него 90-95% от расчетного количества гидрокарбоната натрия, из которого 65-75% вводят сразу, а остальное вводят, контролируя содержание цинка в растворе в пределах 0,4-0,7 кг/м³, после чего в раствор добавляют гидроксид натрия, доводя концентрацию Na₂O_{каустический} до 70-80 кг/м³, и упаривают его на 16-20 об.%. Металлический галлий выделяют из раствора цементацией галламой алюминия. Обеспечивается повышение производительности процесса, повышение чистоты товарного галлия, снижение расхода реагентов и электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к гидрохимии алюминия и галлия и может быть использовано для получения галлия. Техническим результатом является уменьшение расхода дорогостоящего нефелина в шихте, увеличение выхода галлия из шихты, приводящее к увеличению рентабельности получения галлия, а также экологичная и экономичная утилизация шлама производства алюминия электролизом, в состав которого входит бензапирен - вещество 1 класса опасности с концентрацией в шламе 160 мг/кг при ПДК _{раб.зона}=0,00015 мг/м³ . Он достигается тем, что в шихту для получения галлия, содержащую нефелин, известняк, белый шлам, содовый раствор и воду, дополнительно введен шлам производства алюминия электролизом с содержанием фтора 1,0-1,5%, и компоненты взяты в следующих мас.%:

Нефелин 25,0-25,8

Известняк 42,6-43,9

Белый шлам 2,8-2,9

Содовый раствор 9,3-9,6

Шлам электролизного производства

алюминия с содержанием фтора 1,0-

1,5% 2,0-5,0

Вода остальное

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способам получения галлия. Способ получения галлия из галлийсодержащего сырья заключается в том, что галлийсодержащее сырье помещают в печь для производства чугуна и производят выплавку галлийсодержащего чугуна. Расплавленный галлийсодержащий чугун помещают в электропечь и осуществляют его термическую обработку нагревом до температуры не менее 1700°С, далее производят выпаривание галлия из галлийсодержащего чугуна с выделением газообразного галлия в течение определенного времени, необходимого для выпаривания из галлийсодержащего чугуна до 95% галлия, после чего газообразный галлий охлаждают и собирают в емкости, при этом в качестве галлийсодержащего сырья используют комплексное природное сырье и/или техногенные материалы с концентрацией галлия не менее 50 г/т, а масса помещаемого в электропечь чугуна составляет от 1 до 10 тонн. Технический результат заключается в увеличении извлечения галлия при одновременном упрощении его извлечения, а также уменьшении количества примесей в извлекаемом галлии. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к рафинированию галлия. Для получения галлия более высокой степени чистоты черновой галлий переводят в легколетучий оксид галлия Ga₂O (I) нагреванием металла в присутствии оксида галлия Ga₂O₃ (III) в вакууме при температуре 500-700°С с образованием кубового остатка. Легколетучий оксид галлия Ga₂O (I) переводят в зону диспропорционирования при этих же условиях с последующим диспропорционированием на металлический галлий и оксид галлия Ga₂O₃ (III) при температуре 700-900°С, а образовавшийся кубовый остаток направляют на повторное использование при добавлении к исходному черновому галлию. Технический результат заключается в увеличении степени очистки галлия по следующим примесям: Sn, Fe, Al, Si, Ni, снижении токсичности технологического процесса, уменьшении количества образующихся отходов и удешевлении процесса. 4 табл.

Изобретение относится к металлургии, химической технологии, получению металлов высокой чистоты, преимущественно кремния, в частности к устройствам для очистки жидких металлов электропереносом в магнитном поле. Техническим результатом является снижение трудоемкости процесса очистки жидких металлов. Устройство содержит нагреваемый объем с емкостью для исходного металла и выполненной с выпускным отверстием емкостью для очищенного металла, соединенными между собой каналом, магнит для создания магнитного поля в канале, и электроды, расположенные в емкостях для исходного и очищенного металла. Канал соединен с емкостью для очищенного металла в нижней ее точке и имеет наклон в сторону емкости для очищенного металла на угол , синус которого меньше отношения высоты h емкости для очищенного металла, от дна до выпускного отверстия, к длине 1 канала. В нижней точке емкости для очищенного металла расположена перекрываемая трубка для слива остатков металла, направленная вниз. Перекрывание трубки может быть осуществлено различными вариантами устройств; например пришлифованной заглушкой, выполненной из очищаемого металла и расположенной на штоке, охлаждаемом ниже температуры плавления металла, или трубка для слива остатков металла может выходить за пределы зоны нагреваемой до температуры плавления и иметь дополнительный нагреватель, расположенный вдоль всей длины трубки. На трубке для слива остатков металла можно располагать кольцевой электрод для формирования электромагнитного импульса, выталкивающего остатки металла из трубки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидрометаллургии. Для извлечения галлия из галлийсодержащих порошкообразных отходов проводят разложение отходов в присутствии окислителя и электрохимическое выделение галлия на катоде. Для этого разложение ведут в водном растворе сильного основания в присутствии атомарного кислорода, образующегося в анодной секции электролизера при анодной плотности тока 0,2 Д_а 1 А/см². Способ позволяет увеличить степень извлечения галлия и снизить количество технологических операций. 1 табл.