Макет страницы
аается при 120 0C и затем нагревается при 600 СС в течение нескольких часов для разложения летучих загрязнений.
Мелкозернистые отходы в количестве 1000 г размером <40 мкм, содержащих 34 % галлия и 46 % гадолиния кипятятся с обратным холодильником в течение 2 ч в 2100 мл. 35 %-ной соляной кислоты. Это соответствует 99 % загрузки. После кипячения нерастворившаяся часть отходов отфильтровывается и промывается. После высушивания остаток весит 20 г. Остатки такого типа объединяются и подвергаются повторной обработке кипячением. Фильтрат, включающий промывные воды, объемом 2300 мл, обрабатывается 4000 г металлического галлия при 50 СС в течение 45 мин. Металл должен быть максимально диспергирован.
В ходе этой операции более благородные элементы, присутствующие в растворе, выделяются и частично растворяются в галлии до его насыщения и далее осаждаются в виде интерметаллических включений или в элементарной форме. Высаживание можно проводить с меньшими количествами галлия. Металл может периодически заменяться на новую порцию до достижения необходимой степени очистки. В результате процесса очистки получается раствор с содержанием галлия 140 г/л и гадолиния 190 г/л.
Устанавливается величина рН = 1 путем добавления 900 мл 4 н раствора KOH при перемешивании с последующим добавлением 20 мл 30 %-ного раствора перекиси водорода для окисления примесей железа. Осаждение гадолиния проводится при 50 °С путем добавления 1500 г кристаллической технической щавелевой кислоты С204Н2-2Н20; суспензия аккуратно перемешивается 12 ч для полного осаждения оксалата гадолиния.
Оксалат гадолиния Gd2 (С204)3-10H2O отделяется центрифугированием, промывается 200 мл разбавленной щавелевой кислоты (6 г/л) и высушивается при 130 °С; превращение в оксид гадолиния достигается прокаливанием при 800 0C Последующая очистка может проводиться растворением в кислоте и осаждением в виде оксалата гадолиния.
К жидкости после центрифугирования и промывки осадка (3300 мл) добавляют 2300 г KOH при интенсивном перемешивании до рН=12. 6000 мл раствора с содержанием галлия 55 г/л и гадолиния 1 г/л подвергается электролизу при 60 °С с использованием катода из нержавеющей стали и графитового анода при плотности тока около 0,1 А/см2. После 48 ч осаждается 325 г галлия и остается раствор с содержанием 0,4 г/л галлия, не подвергаемый дальнейшей переработке.
Осажденный металл имеет чистоту 99,99% и может быть непосредственно превращен в оксид. Содержание гадолиния находится ниже фиксируемого количества — (0,3 ppm), определяемого методом масс-спектрометрии.
ГАЛЛИЙ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ
Галлий, побочный продукт переработки алюминиевых соединений, получается из части так называемого зеленого раствора, образующегося в процессе производства оксида алюминия Al2O3. Оксид галлия Ga2O3, присутствующий в бокситах, растворяется вместе с оксидом алюминия при вываривании руды. Растворимый оксид галлия накапливается в циркулирующем растворе до концентрации ~0,2 г/л, после чего происходит его частичное осаждение. После насыщения раствора оксидом галлия его концентрация остается относительно постоянной, остальное количество выводится из процесса вместе с красным шламом.
Оксид галлия выделяется из небольшой части раствора путем осаждения. При этом теряется небольшое количество оксида алюминия (~100 частей на 1 часть производимого оксида галлия). После того как получен осадок, содержащий оксид галлия и оксид алюминия, галлнй отделяется электролитически. Очистка его в лабораторных условиях включает 16 стадий.
Песок, отделяемый в сепараторе перед фильтрацией зеленого раствора, является одним Из минеральных компонентов, содержащихся в растворе. Черный песок считается отходом, однако через какое-то время он будет, возможно, рассматриваться как побочный продукт. Если песок, полученный после сепарации, подвергнуть магнитному разделению, то можно отделить черную (магнитную) фракцию от общей массы.
