Спосіб одержання галію з відходів виробництва алюмінію

Спосіб одержання галію з ВІДХОДІВ виробництва алюмінію, що включає виділення з сировини гідроокису алюмінію, а потім при зниженні рН осадження гідроокису галію, який відрізняється тим, що попередньо здрібнену відвальну породу териконів розміщують у спеціальних ємностях з дренажем, зволожують, контролюючи процес виміром рН середовища, розбавляють сульфат алюмінію водою, одержують в осаді спочатку гідроокис алюмінію, потім гідроокис галію (Са(ОН)з) Винахід відноситься до металурги, а саме до способів витягу сполук металів з руд Відомо спосіб одержання галію з ВІДХОДІВ електролітичного виробництва алюмінію (див Зеликман А Н , Крейн О Е , Самсонов Г В Металургія рідкісних сплавів, М , 1978, стор 430-431), що полягає у виділенні галію на катоді разом з алюмінієм При рафінуванні алюмінію методом тришарового електролізу галій концентрується в залишковому анодному сплаві Недоліком даного способу є низька концентрація галію Відомо спосіб одержання галію з ВІДХОДІВ виробництва алюмінію (див Зеликман А Н , Крейн О Е , Самсонов Г В Металургія рідкісних сплавів, М, 1978, стор 429), при якому з бокситових руд виділяють гідрат окису алюмінію, потім при зниженні рН, осаджують гідроокис галію Даний спосіб обраний у якості прототипу Недоліком даного способу є те, що в якості сировини для одержання галію виступають бокситові руди, запаси яких в Україні обмежені У основу винаходу поставлена задача удосконалення способу одержання гідрату окису галію шляхом використання в якості сировини відвальной породи териконів вугільних шахт, що дозволить значно збільшити видобуток галію, не використовуючи при цьому бокситові руди Поставлена задача досягається тим, що в способі одержання галію, з ВІДХОДІВ виробництва алюмінію, що включає виділення з сировини гідроокису алюмінію, а потім при зниженні рН осадження гідроокису галію, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, попередньо здрібнену відвальну породу териконів по міщають у спеціальні ємності з дренажем, зволожують, контролюючи процес виміром рН середовища, розбавляють сульфат алюмінію водою, одержують в осаді спочатку гідроокис алюмінію, потім гідроокис галію (Са(ОН)з) Зв'язок галія з алюмінієм визначається близькістю ХІМІЧНИХ властивостей цих елементів, а також близькістю іонних радіусів алюмінію і галію Останнє обумовлює можливість заміщення ІОНІВ алюмінію іонами галію в кристалічній решетці основних промислових мінералів алюмінію в бокситах і інших Виходячи з цього таке заміщення повинно спостерігатися й в алюмосилікатах, адже утворення бокситів відбувається при вивітрюванні первинних і вторинних алюмосилікатів Вода відносить із собою розчинні елементи калій, натрій, кальцій, магній, а також деяку частину кремнезему, залишаючи недоторканим оксид алюмінію (вільний глинозем) і заліза, диоксид титану Але найдужчим руйнівником виступає сірчана кислота, що утворюється при окислюванні пириту Вона руйнує надзвичайно тривкий зв'язок оксидів алюмінію і кремнезему в алюмосилікатах Звільнений АЬОз спочатку перетворюється в розчинну сіль сірчаної кислоти, а потім через зменшення кислотності глинозем випадає в осадок АІ(ОН)з з наступним утворенням бокситів Описаний процес, але без утворення бокситів відбувається в умовах териконів вугільних шахт Пирит відвальної породи окислюється з утворенням сірчаної кислоти Вона сприяє руйнації алюмосилікатів з утворенням сульфату алюмінію Ці перетворення відвальної породи териконів вугільних шахт можливі й у промислових умовах шляхом 00 ^00 со ю 53848 штучного бактеріального окислювання і вилуження пириту 3 сульфату алюмінію при додаванні води осаджуються гідроокис алюмінію і галію Підтвердженням утворення АЬОз з відвальної породи є обстеження терикона №2 шахти Кремінна-Західна ДХК «Лисичанськвуплля», відсипка почалася в 1926 році, закінчена в 1952 році Сірчана кислота, що утворилася при окислюванні пириту відвальної породи терикона перевела оксид алюмінію в розчин (вміст рухливого алюмінію коливається від 2 7 до 3240мг/100г породи) з утво ренням сульфату алюмінію Доказом є висока кислотність 40 відібраних зразків породи (рН до 1 9) і тісний зв'язок кислотності з вмістом рухливого алюмінію (коефіцієнт кореляції 0 9), високе утримання сульфат-юну у водній витяжці (до 8%) і тісний зв'язок між останнім і вмістом рухливого алюмінію (коефіцієнт кореляції також 0 9) Спектральний аналіз зразків з шести різних за ступенем метаморфізму териконів підтверджує наявність високого вмісту Ga Результати спектрального аналізу Таблиця Елемент Кларк (середньоземельний вміст),% Ga N*10y з слабометаморфізованих порід 1 5^ Перевищення утримання галію в відвальній породі териконів у порівнянні з кларком складає 100000-1000000 разів Приклад реалізації Попередньо здрібнена (з метою збільшення дисперсності породи і швидкого переходу у воду катионів і аніонів) відвальна порода териконів поміщується в спеціальні ємності з дренажем і воложиться Взаємодія роздрібненої породи з водою призводить до переходу в розчин значних кількостей катионів і аніонів - переважно силікатів, алюминатів і карбонатів лужних і лужно-земельних металів Цей процес контролюється за допомогою виміру рН середовища Реакція середовища повинна бути сильнолужна Далі створюються умови для окислювання пириту й одержання природної сірчаної кислоти Тому що його окислювання - це процес бактеріального вилужєння цього сульфідного мінералу ВІДПОВІДНО у виробничих умовах створюються всі необхідні умови для ЖИТТЄДІЯЛЬ Вміст в териконах, % з середньометаморфізованих порід 1 5^ з сильнометаморфізованих порід 2" НОСТІ бактерій Вони живуть у рідині крупних пор, мікро і макротріщинах порід Розчинені кисень і вуглекислота є обов'язковими компонентами середовищ мешкання бактерій (розчиненого кисню повинно утримуватися 14-15мг/л , вуглекислоти 70-90 мг/л) Окисно-відновлювальні реакції в породі вони інтенсифікують при температурі 60-70°С Процес утворення сірчаної кислоти і руйнації надзвичайно тривкого зв'язку оксидів алюмінію і кремнезему, а також переклад оксиду алюмінію в розчинну сіль сірчаної кислоти контролюється за допомогою виміру рН Реакція середовища повинна бути сильнокислою Далі проводиться розведення сульфату алюмінію водою Це призводить до зменшення кислотності і випаданню осадку Перший випадає в осадок гідроокис алюмінію, потім гідроокис галію (Са(ОН)з) ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24