Металлургия редких металлов

СПОСОБЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕРМАНИЯ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ И ПОЛУЧЕНИЕ ГЕРМАНИЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

В зависимости от состава исходного сырья применяют различные способы первичной обработки материала с целью получения более богатых по содержанию германия продуктов _ германиевых концентратов.

Способы первичной обработки продуктов, содержащих германий

Выщелачивание серной кислотой. Если имеют дело с мате­риалом, содержащим сульфиды, выщелачиванию предшествует окислительный обжиг. При выщелачивании материала 10- 15 %-ной серной кислотой германий (вместе с кадмием, цин­ком, мышьяком, частью железа) извлекается в раствор. Ос­новная масса свинца в виде сульфата остается в кеке. Из раствора выделяют германиевый концентрат одним из рассмо­тренных ниже способов.

Сульфатизирующий обжиг материала. Для перевода герма­ния и других составляющих исходного сырья в сульфаты на­гревают исходный материал с серной кислотой при 450-500 и затем выщелачивают продукт сульфатизации разбавленной серной кислотой. В процесс сульфатизирующего обжига боль­шая часть мышьяка удаляется с газами в составе As203.

Сульфатизирующий обжиг можно проводить в кипящем слое, питая печь гранулированным материалом, полученным на ча - шевом грануляторе. Из сернокислого раствора выделяют гер­маний.

Возгонка GeS в восстановительной среде. Этот способ, основанный на летучести GeS, можно применять для извлече­ния германия из рудных концентратов, пылей и других видов сырья. Материал нагревают в присутствии сульфидирующего агента (пирита или серы) при 800-900 в среде генератор­ного газа (смесь СО + Н2). Возгоны, содержащие сульфиды германия, мышьяка, свинца, улавливают в пылевых камерах и мешочных фильтрах. Возгоны подвергают окислительному об­жигу при 550 С, отгоняя оксид мышьяка. Остаток представ­ляет собой германиевый концентрат.

Восстановительная плавка. Для относительно богатого исходного материала эффективным способом концентрирования германия является восстановительная плавка в присутствии меди с получением сплава меди с германием. Плавку прово­дят в отражательной печи. В шихту, кроме кокса, вводят флюсующие компоненты - соду, кварцевый песок, глинозем, известь. Полученный сплав меди, содержащий 3-4 % герма­ния, растворяют в соляной кислоте (или растворе хлорного железа при пропускании хлора). Из раствора дистиллируют GeCl4 (см. ниже).

Извлечение германия методами экстракции и сорбции

Для извлечения германия из бедных растворов (0,01- 0,1 г/л Ое)разработаны экстракционные и ионообменные спо­собы его извлечения и концентрирования.

Экстракция. Из солянокислых растворов с высокой кон­центрацией соляной кислоты (9-11 н. НС1), в которых со­держатся недиссоциированные молекулы GeCl4, германий из­бирательно экстрагируется смесями углеводородов, в част­ности керосином. Коэффициенты распределения в указанных пределах кислотности изменяются от 680 до 4900. Вместе с германием экстрагируется только хлорид мышьяка А1С13. Из органической фазы германий реэкстрагируют водой, получая реэкстракты со степенью концентрирования в 100 и более раз.

Экстракцию керосином можно использовать для извлечения и концентрирования германия при обработке соляной кисло­той пыли металлургических переделов, золы топок теплоцен­тралей и других материалов. При обработке концентрирован­ной кислотой и нагревании GeCl4 отгоняется и поглащается из газовой фазы керосином, что существенно упрощает тех­нологию.

Сорбционньге методы. Германий сорбируется из слабоще­лочных растворов на анионитовых смолах, а из слабокислых растворов - на катионитах. Для десорбции используют соля­ную кислоту или 5-10 %-ный раствор гидроксида натрия. Ионообменная сорбция германия менее избирательна, чем экстракция, и мало используется в промышленной практике.

Интересен способ сорбции германия на сорбенте, насы­щенном таннином или таннинсодержащим дубовым экстрактом. В этом случае германий избирательно сорбируется, образуя комплексное соединение с таннином. По способу, разрабо­танному в ГДР, в качестве носителя таннина применена смо­ла (полимер), не являющаяся ионообменником, но обладающая слабым положительным зарядом вследствие имеющихся амино­групп. Она сорбирует отрицательно заряженный коллоид - таннин. Сорбцию проводят из 0,1 н. сернокислых растовров до насыщения. Емкость сорбента 20-25 мг Ge и на 1 г сор­бента. После насыщения сорбент промывают водой и германий десорбируют 9-10 н. НС1.

Из полученных в результате экстракции или ионного об­мена растворов с повышенной концентрацией германия осаж­дают германиевый концентрат.

Получение германиевых концентратов

Германиевые концентраты выделяют из сернокислых рас­творов, осаждая малорастворимые соединения или используя метод цементации.

Выделению концентрата иногда предшествует очистка рас­творов от мышьяка. С этой целью трехвалентный мышьяк, со­держащийся в растворе (в виде ионов AsO|"), окисляют до арсената As04~ пиролюзитом Мп02 и (для завершения окис­ления) КМп04. При рН = 2,2+2,5 [нейтрализация раствора Са(ОН)2] мышьяк осаждается в составе арсената железа FeAs04 [если в растворе мало железа, его добавляют в виде Fe2(S04)3], В растворе остается не более 0,4 г/л As. С осадком теряется 3-5 % германия. Исходные растворы, из которых выделяют германиевый концентрат, могут содержать от ~0,01 до 1-2 г/л и более германия. В зависимости от состава растворов применяют различные методы выделения концентратов.

Осаждение таннинсодержащими вещеа вами. Из бедных рас­творов (например, надсмольных вод) германий полно осажда­ется таннином (или содержащим таннин дубовым экстратом), который образует с германат=ионами малорастворимое комп­лексное соединение состава H2[Ge03C76HJ2046nH20]. Это со­единение полно осаждается из слабокислого раствора (0,3- 0,5 г/л H2S04). Добавление осадителя строго дозируется, так как в избытке таннина комплекс растворяется. Осадок после сушки озоляют при 500-500 °С. Зола - германиевый концентрат - содержит 20-45 % Ge02.

Осаждение германата магния. При содержании в растворах 1-2 г/л Ge можно из раствора добавлением оксида магния выделить германат магния Mg2G?04. Осаждение ведут при рН = 4,9[7]5,5. Вместе с германатом магния осаждаются гид - роксиды меди, цинка. Осадки содержат 8—10% Ge.

Соосаждение с гидроксидом железа. Из бедных растворов с концентрацией германия 0,01-0,02 г/ л германий может быть выделен соосаждением с гидроксидом железа (III) (после очистки раствора от мышьяка). В раствор добавляют сульфат железа и создают рН = 8,5*9,0 добавлением раство­ра аммиака. Содержание германия в высушенном гидратном кеке и его извлечение в осадок зависят от состава исход­ного раствора. При осаждении из бедных растворов извлече­ние не превышает 30%.

Цементация. Нормальный потенциал германия - 0,15 В. Это позволяет выделить германий из растворов цементацией на цинковой пыли. Регулируя количество добавляемого цинка, выделяют германий вместе с медью и мышьяком, оставляя в растворе кадмий. Растворением цементного осадка и повтор­ной цементацией на цинке можно получить германиевый кон­центрат, содержащий 4-7 % германия.

Металлургия редких металлов

Кобальт

Кобальт - это цветной металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком. Этот металл немного тверже железа. Окисление кобальта происходит при температуре свыше трехсот градусов с образованием оксида желтого цвета. В раздробленном …

В чем может быть выгода медных канализационных труб?

Если вы решите построить дачу или загородный дом, стоит запомнить одну очень важную вещь – нельзя экономить на проводке, канализации, водоснабжении, отоплении и т.п. Иначе, в случае какой-нибудь аварии, ремонт …

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ МОНАЦИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

В результате переработки монацита получают два вида продуктов: ториевый концентрат и техническую (загрязнен­ную примесями) смесь соединений РЗЭ. В промышленной практике исползуют два способа разложе­ния монацитовых концентратов: Серной кислотой; Растворами гидроксида …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.