Спосіб одержання галлію з розчинів алюмінату натрію

Изобретение о т н о с и т с я к способу извлечения галлия из растворов а л ю м и ната натрия цементацией галламой алюминия с регулируемым введением алюминия в галламу одновременно с цементацией. Цель - снижение расхода алюминия при извлечении галлия из р а с т в о р о в , содержащих 0 , 2 0 - 0 , 2 7 г / л г а л л и я . Цементацию ведут при 35-40°С при п о д а ч е алюминия с исключением е г о к о н т а к т а с раствором и при циркуляции * галламы алюминия при электродном п о тенциале ( - 1 , 9 2 ) - ( - 1 , 9 5 ) В о т н о с и тельно насыщенного каломельного э л е к трода с р а в н е н и я путем поддержания с о держания алюминия в галламе 0 , 1 0 |0,20 мас.%. 1 табл. ний (галлама алюминия) с содержанием алюминия, равньм 1,0 мас.%. В цементаторе 900 г жидкого сплава галлий - алюминий заполняют алюминием в количестве 0,2 мас.%. С п о мощью сплава цементируют 1,4 л раствора алюмината натрия, содержащего 270 мг/л галлия, при 35°С. Электродный потенциал цементирующего сплава за счет непрерывной циркуляции соответствующего количества 1%-го сплава удерживают при -1,96 В. Циркуляция одновременно обеспечивает непрерывное обновление поверхности. За 240 мин получают 0,248 г гал-» лия, причем в цементаторе потребляет^ г алюминия. Поэтому удельное 2 00 ел СО 4 1648253 потребление алюминия составляет 35 г на 1 г галлия. П р и м е р 2 . В цементаторе согласно примеру 1 с помощью 900 г галламы алюминия с содержанием алюминия 0,1 мас,% обрабатывают 1,4 л алюминатной щепочи с содержанием галлия 270 мг/л. Электродный потенциал сплава по сравнению с раствором составляет -1,92 В. Этот электродный потенциал поддерживают за счет добавления алюминия в форме гранулята. Гранулят ( вводят под поверхность находящегося на дне цементатора сплава галлий - алюминий. Всплыванию гранул препятствуют с помощью полиэтиленового сита с размером отверстий 2 мм. В процессе цементации, осуществляемой при 35 в С, поверхность сплава переме- 20 шивают лопастной мешалкой со скоростью 120 об/мин. За 240 мин получают 0,302 г галлия, причем в цементаторе потребляется 7,25 г алюминия. Удельное потреб- 25 ление алюминия составляет 24 г/г галлия. П р и м е р 3. Цементацию производят описанным в примере 2 образом, однако обрабатывают 2,4 г алюмината зо натрия, которые непрерывно заливают. Алюминий, переходящий из галламы алюминия в раствор, заменяют, при этом в галламу вводят в помещенной под по* верхностью перфорированной полиэтиле- 35 новой трубе алюминиевую проволоку толщиной 8 мм. Электродный потенциал регулируют через скорость подачи проволоки. галлия. Раствор течет через цементатор со скоростью 0,84 л / ч . Цементацию производят при 35°С с помощью галламы алюминия, содержащей 0,2 мас.% алюминия, электродный потенциал которой с помощью описанного в примере 2 д о з и рования алюминия удерживают при в е л и чине -1,95 В. Через 24 ч получается 0,732 г г а л лия, причем потребляется 5 г алюминия. В соответствии с этим удельное потребление алюминия составляет 6,8 г/г г а л лия. Согласно изобретению может быть получен галлий с существенно меньшим расходом алюминия по сравнению с и з вестным способом. Кроме т о г о , исследовано влияние температуры на проходящие при цементации процессы, а также исследована постоянная скорости реакции при р а с т в о рении алюминия в температурном интервале между 30 и 60°С для галламы алюминия, содержащей 0,5 мас.% алпминия. Получены следующие результаты: Температура, °С 30 40 50 Постоянная К 0,48 0,69 0,90 60 1,69 Постоянная К имеет пгди 60 С величину, приблизительно в 3,5 раза большую по сравнению с величиной постоянной при 30°С. При следующем эксперименте 900 г сплава аналогичного состава с площадью поверхности 83 см подвергают воздействию 0,7 л раствора алюмината Через 600 мин непрерывной цемента- 4 0 натрия, содержащего 245 мг/л галлия, ции выделяется 0,494 г галлия, приЦементация начата при электродном почем потребляется 9,9 г металлического тенциале -1,99 В и закончена при алюминия. Это соответствует удельно-1,88 В. Были измерены количества му потреблению алюминия 20 г/г галгаллия, выделенные при различных темлия. 45 пературах, и определено количество П р и м е р 4, Описанным в примеалюминия, требующееся для выделения ре 3 образом обрабатывают раствор алю1 г галлия. мината натрия, содержащего 200 мг/л Результаты исследований приведены галлия. При потреблении 9,9 г мев таблице. таллического алюминия получают 0,300 Гсд галлия. Удельное потребление металлиТемператуУдельное Количество ческого алюминия составляет 33 г/г потреблера, °С выделенно галлия, Пример 5. В цементаторе, имеющем конструкцию, аналогичную опи55 санной в примере 1, но содержащем тур бинную мешалку с числом оборотов 1000 об/мин, обрабатывают раствор алюмината натрия, содержащий 250 мг/л ние А1, г /г го галлия, мг 1 30 40 3 2 115,5 84,0 . 39 54 і 648253 ната натрия и/или жидкую галламу алюПродолжение таблицы миния. Применением турбинной мешалки или струйного насоса может существенно' уменьшаться толщина электрохимичес64 70 ,0 кого двойного с л о я ; электродный потен38 ,5 1 !7 циал сплава непрерывно поддерживается. г 50 60 э. Данные таблицы показывают, что при цементации производство галлия обрат- (0 но пропорционально температуре, хотя скорость растворения алюминия при повышении температуры в о з р а с т а е т . Отсюда следует, что повышение скорости растворения алюминия не означает уве- 15 личения производства галлия, а может явиться даже вредным и опасным ввиду нежелательного выделения водорода. По этой причине является предпочтительным осуществлять цементацию с о г - 20 ласно изобретению при температурах 30-45°С, преимущественно 35-40 в С. Кроме того, преимуществом предлагаіемого способа является обновление поверхности сплава галлий - алюминий, на- 25 ходящейся в контакте с раствором алюминатного натрия. Для этой цели целесообразно перемешивать раствор алюми Редактор А.Шандор Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ извлечения галлия иэ растворов алюмината натрия, включающий цементацию галламой алюминия, получаемой регулируемым введением алюминия в галламу одновременно с цементацией при исключении контакта алюминия с раствором алюмината натрия и при циркуляции галламы алюминия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью снижения расхода алюминия при извлечении галлия иэ растворов, содержащих 0,20-0,27 г/л галлия, цементацию в е дут при электродном потенциале, р а в - і ном (-1,92) - (-1,95) В относительно насыщенного каломельного электрода сравнения, путем поддержания содержания алк*миния в галламе 0,10-0,20 мас.% и при 35-40 С. Составитель Г.Мельникова Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий Заказ і 41 7 Тираж 387 „л л . Подписное ВІІИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101