Спосіб вилучення германію з мінеральної сировини техногенного походження

Спосіб вилучення германію з мінеральної сировини техногенного походження, який включає окислювання твердої фази розчином мінеральних речовин, який відрізняється тим, що обробка мінеральної сировини здійснюється розчином, до складу якого входять постійні компоненти поживного середовища Летена, г/л: (NH4)2SO4 - 0,15; Ca(NO3)2 - 0,01; MgSO4 - 0,5; K2НРО4 - 0,1; Na2S2O3 - 2,0, обробка здійснюється при температурі 2830°С і атмосферному тиску завдяки активізації життєдіяльності природної сіркоокиснюючої мікрофлори техногенних відходів, що забезпечує вилучення 60-64% германію з вихідної сировини. (19) (21) u201014818 (22) 10.12.2010 (24) 11.07.2011 (46) 11.07.2011, Бюл.№ 13, 2011 р. (72) БЛАЙДА ІРИНА АНДРІЇВНА, ВАСИЛЬЄВА ТЕТЯНА ВОЛОДИМИРІВНА, ВАСИЛЬЄВА НАТАЛІЯ ЮРІЇВНА, СЛЮСАРЕНКО ЛАРИСА ІВАНІВНА, ХИТРИЧ ВАЛЕНТИНА ФЕДОРІВНА, ГАЛКІН БОРИС МИКОЛАЇВИЧ, БАРБА ІРИНА МИКОЛАЇВНА, ІВАНИЦЯ ВОЛОДИМИР ОЛЕКСІЙОВИЧ (73) ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. І.І. МЕЧНИКОВА 3 61119 фері створюється летучий оксид германію GeO, який уловлюється спеціальними приладами. Уловлювання перегонів здійснюється в абсорбційних апаратах зрошенням НСІ. Германій (II) окислюють до германію (IV) продуттям повітря через розчин. Із отриманих розчинів германій осаджують у вигляді германату магнію. Цей германієвий концентрат (6-10% Ge) може бути перероблено з використанням відомих процесів - сорбції, дистиляції, ректифікації тощо. Задачею, на рішення якої спрямована корисна модель, є розробка енерго-, ресурсозберігаючого та екологічно безпечного методу переробки техногенних відходів для вилучення германію при нормальних температурі і тиску з використанням як вилуговуючих мінеральних розчинів, що інтенсифікують активність власної сіркоокиснюючої мікрофлори, мінеральної сировини. Ця задача вирішується способом вилучення германію з мінеральної сировини техногенного походження, яка включає окислювання твердої фази розчином мінеральних речовин і відрізняється тим, що обробка мінеральної сировини здійснюється розчином, до складу якого входять постійні компоненти поживного середовища Летена, г/л: (NH4)2SO4 - 0,15; Ca(NO3)2 - 0,01; MgSO4 - 0,5; K2НРО4 - 0,1; Na2S2O3 - 2,0, обробка здійснюється при температурі 28-30°С і атмосферному тиску завдяки активізації життєдіяльності природної сіркоокиснюючої мікрофлори техногенних відходів, що забезпечує вилучення 60-64% германію з вихідної сировини. Ознаками, що збігаються з прототипом, є отримання металів із відходів від спалювання вугілля і необхідність підтримання температури для проведення процесу вилучення металів. Ознаками, що відрізняє запропонований спосіб від прототипу є те, що процес здійснюють при температурі 28-30°С і атмосферному тиску, що веде до спрощення технологічного процесу, зниження витрат на вартість реагентів, трудозатрат, електроенергії; крім того, спосіб, на відміну від прототипу, є екологічно безпечним. Процес здійснюється наступним чином. Для вилучення германію використовують техногенні відходи від спалювання енергетичного вугілля, до складу яких входять такі метали як: Fe, Zn, Pb, Co, Ca, Mn, Mg, Ge, Ga, Cd, Аu, As та інші. Мінеральну сировину техногенного походження поміщають у ємності-біореактори, куди додають вилуговуючий розчин у співвідношенні твердої і рідкої фази 1:10. Як вилуговуючий розчин використовують стандартне середовище Летена (склад, г/л: (NH4)2SO4 - 0,15; Ca(NO3)2 - 0,01; MgSO4 - 0,5; K2НРО4 - 0,1; Na2S2O3 - 2,0), яке готують на водопровідній воді. Комп’ютерна верстка А. Рябко 4 Значення pH розчину доводять 0,1 N H2SO4 до 1,92,2. Стандартне середовище Летена сприяє активізації сіркоокиснюючих бактерій, що є репрезентативними представниками мікробних ценозів техногенних відходів. Біореактори розміщують у термостатованій шафі (приміщенні), де підтримують температуру 28,0-32,0°С. При такій температурі і атмосферному тиску сіркоокиснюючі бактерії проявляють максимальну окиснюючу активність і руйнують кристалічну решітку сировини, що сприяє переходу германію до розчину. Вилучення германію здійснюють протягом 24 годин. За цей час до розчину з вихідної сировини переходить 6064% германію. При продовженні процесу кількість германію у вилуговуючому розчині не збільшується. Для отримання германію з розчинів можна використовувати відомі процеси: сорбцію, дистиляцію тощо. Приклад здійснення запропонованого способу. 1. Для вилучення германію використовували золу від спалювання енергетичного вугілля на Ладижинській ТЕС наступного складу, мас. %: Ge -4 -3 -3 -2 7,0×10 , Zr - 20,0×10 , Ni - 5,0×10 , Mn - 5,0×10 , Fe - 1,75. 2. Як розчин для вилучення германію використовували поживне середовище Летена, до складу якого входять наступнімінеральні компоненти: г/л: (NH4)2SO4 - 0,15; Ca(NO3)2 - 0,01; MgSO4 - 0,5; K2НРО4 - 0,1; Na2S2O3 - 2,0; вилуговуючий розчин готували на водопровідній воді. Значення pH на рівні ≤ 2,0 підтримували додаванням 0,1 N H2SO4. 3. Процес вилучення германію здійснювали у скляних ємностях об'ємом 0,5 л, до яких вносили 10,0 г досліджуваної золи і додавали 100,0 мл вилуговуючого розчину. 4. Процес вилучення германію із золи здійснювали у термостаті при температурі 30,0°С і атмосферному тиску. 5. Термін вилуговування - 24 години. Такий біотехнологічний підхід забезпечив високий рівень окислювальної активності сіркоокиснюючих бактерій і сприяв переходу германію з сировини до розчину. Хімічний аналіз показав, що за допомогою вилуговуючого розчину на основі поживного середовища Летена протягом 24 годин з 10,0 г твердої фази, яка містила 7,0 мг германію, до розчину перейшло 4,37 мг германію, що відповідало 62,42%. Таким чином, при використанні як вилуговуючого розчину поживного середовища Летена створюються умови для інтенсифікації активності власної сіркоокиснюючої мікрофлори техногенних відходів. Даний спосіб є енерго- і ресурсозберігаючим та екологічно безпечним. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601