RU2293133C2 - Method for producing germanium concentrate from coals - Google Patents
Method for producing germanium concentrate from coals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293133C2 RU2293133C2 RU2005109271/02A RU2005109271A RU2293133C2 RU 2293133 C2 RU2293133 C2 RU 2293133C2 RU 2005109271/02 A RU2005109271/02 A RU 2005109271/02A RU 2005109271 A RU2005109271 A RU 2005109271A RU 2293133 C2 RU2293133 C2 RU 2293133C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- germanium
- coal
- temperature
- layer
- zone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии органических соединений и металлургии и может быть использовано для получения германиевого концентрата.The invention relates to the technology of organic compounds and metallurgy and can be used to obtain a germanium concentrate.
Известен способ получения германиевого концентрата из ископаемых углей путем улавливания обогащенной соединениями германия летучей золы, образующейся при сжигании данных углей в энергетических котлах (Металлургия рассеянных и легких редких металлов. М.А.Котенкова, О.Е.Крейн. Москва, 1977, с.21).A known method of producing a germanium concentrate from fossil coals by collecting enriched germanium compounds of fly ash generated by burning these coals in power boilers (Metallurgy of dispersed and light rare metals. M.A. Kotenkova, O.E.Krein. Moscow, 1977, p. 21).
Недостатком этого способа является низкая степень извлечения германия (примерно 45%) из угля и низкое содержание соединений германия в летучей золе (до 5 кг/т), требующее пирометаллургического обогащения для получения германиевого концентрата, пригодного для извлечения германия. Значительная часть соединений германия содержится в шлаке, при концентрациях, недостаточных для экономически эффективного его извлечения.The disadvantage of this method is the low degree of extraction of germanium (approximately 45%) from coal and the low content of germanium compounds in fly ash (up to 5 kg / t), which requires pyrometallurgical enrichment to obtain a germanium concentrate suitable for the extraction of germanium. A significant part of the germanium compounds is contained in the slag, at concentrations insufficient for its cost-effective recovery.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения германиевого концентрата из летучей пыли, смолы и надсмольных вод коксохимических производств в газогенераторных установках (Химия германия. И.В.Тананаев, М.Я.Шпирт. Москва, 1967, с.366).The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing a germanium concentrate from volatile dust, tar and tar resin by-product coke plants in gas generating plants (Chemistry of Germany. I.V. Tananaev, M.Ya. Shpirt. Moscow, 1967, p. 366) .
Недостатками данного способа являются низкая степень извлечения (20-30% - при коксовании и до 75% - при газификации угля) германия из угля, низкое содержание германия, требующее энергоемкой и многостадийной пирометаллургической и реагентной обработки для получения германиевого концентрата, а также экологическая опасность и токсичность смолистых веществ и надсмольных вод, образующихся при коксовании и газификации угля.The disadvantages of this method are the low degree of extraction (20-30% for coking and up to 75% for coal gasification) of germanium from coal, low germanium content, which requires energy-intensive and multi-stage pyrometallurgical and reagent treatment to obtain germanium concentrate, as well as environmental hazard and toxicity of tarry substances and tar waters formed during coking and gasification of coal.
Изобретение решает задачу повышения степени извлечения германия из ископаемых углей.The invention solves the problem of increasing the degree of extraction of germanium from fossil coals.
Технический результат при использовании изобретения заключается в получении германиевого концентрата без пирометаллургического обогащения и отходящих газов, например для генерации электрической энергии.The technical result when using the invention is to obtain a germanium concentrate without pyrometallurgical enrichment and exhaust gases, for example, to generate electrical energy.
Он достигается способом получения германиевого концентрата из ископаемых углей, включающим термообработку ископаемого германийсодержащего угля, согласно которому термообработку угля в виде слоев осуществляют в аппарате шахтного типа путем подачи воздуха в нижнюю часть аппарата и нагрева верхнего слоя угля до температуры горения, после создания устойчивой зоны горения нагрев верхней зоны прекращают, а температуру в горящем слое не ниже 1000°С и в слое огарка не ниже 700°С и скорость движения зоны горения поддерживают путем регулирования расхода воздуха при его удельной подаче 250-300 нм3/м2ч, и при достижении зоны горения нижней части аппарата подачу воздуха прекращают.It is achieved by a method of producing germanium concentrate from fossil coals, including heat treatment of fossilized germanium-containing coal, according to which heat treatment of coal in the form of layers is carried out in a mine-type apparatus by supplying air to the lower part of the apparatus and heating the upper coal layer to a combustion temperature, after creating a stable combustion zone, heating the upper zone is stopped, and the temperature in the burning layer is not lower than 1000 ° C and in the cinder layer not lower than 700 ° C and the speed of the combustion zone is supported by regulation air flow when its specific supply of 250-300 nm 3 / m 2 h, and when reaching the combustion zone of the lower part of the apparatus, the air supply is stopped.
Известно, что теплопроводность слоя углеродсодержащего материала зависит от его фракционного состава, степени метаморфизма, влажности. Если при этом конвективный отвод тепловой энергии от слоя в воздух будет меньше теплового потока, поступающего в слой за счет механизма теплопроводности, то будет осуществляться прогрев слоевой засыпки навстречу потока воздуха - образуется "тепловая волна". То есть слой последовательно проходит стадии нагрева, сушки и выделения летучих (пиролиза). Продукты пиролиза, содержащие в числе прочих горючие компоненты, такие как оксид углерода, водород, жидкие и газообразные углеводороды, вместе с твердым углеродом реагируют с кислородом воздуха, образуя фронт горения. Температура в нем достигает 750-1200°С, и в этой зоне реагирует весь кислород воздуха. За фронтом горения находится восстановительная зона, в которой продукты горения (углекислый газ и водяной пар) путем восстановления на углеродной поверхности превращается в горючие компоненты попутного газа по следующим реакциям:It is known that the thermal conductivity of a layer of carbon-containing material depends on its fractional composition, degree of metamorphism, and humidity. If in this case the convective removal of thermal energy from the layer into the air is less than the heat flux entering the layer due to the heat conduction mechanism, then the layer backfill will be heated against the air flow - a “heat wave” will form. That is, the layer sequentially goes through the stages of heating, drying and evolution of volatiles (pyrolysis). Pyrolysis products containing, inter alia, combustible components such as carbon monoxide, hydrogen, liquid and gaseous hydrocarbons, together with solid carbon react with atmospheric oxygen to form a combustion front. The temperature in it reaches 750-1200 ° C, and all the oxygen in the air reacts in this zone. Behind the combustion front there is a recovery zone in which the combustion products (carbon dioxide and water vapor) are converted into combustible components of associated gas by reduction on a carbon surface by the following reactions:
С+СО2→2СО,C + CO 2 → 2CO,
С+H2O→Н2+СО,C + H 2 O → H 2 + CO,
С+2Н2→СН4,C + 2H 2 → CH 4 ,
и частичное восстановление диоксида германия до оксида:and partial reduction of germanium dioxide to oxide:
GeO2+СО→GeO+СО2,GeO 2 + CO → GeO + CO 2 ,
GeO2+Н2→GeO+Н2O.GeO 2 + H 2 → GeO + H 2 O.
Необходимая восстановительная атмосфера создается определенным соотношением СО:CO 2. Поскольку температура в аппарате выше 700°С, оксид германия удаляется из аппарата в летучем виде вместе с отходящим газом и зольным уносом.The necessary reducing atmosphere is created by a specific ratio of CO: CO 2 . Since the temperature in the apparatus is higher than 700 ° C, germanium oxide is removed from the apparatus in a volatile form along with the exhaust gas and fly ash.
При удельной подаче воздуха в аппарат 250-300 нм3/м2ч линейная скорость отходящего газа 0,6-0,75 м/с, при такой скорости вынос летучей золы незначителен и не превышает 200 мг/нм3. Далее отходящие газы охлаждаются до температуры 100-200°С и подаются на фильтр, где происходит отделение сконденсированных оксида и диоксида германия вместе с летучей золой.When the specific air supply to the apparatus is 250-300 nm 3 / m 2 h, the linear velocity of the exhaust gas is 0.6-0.75 m / s, at this speed the removal of fly ash is negligible and does not exceed 200 mg / nm 3 . Further, the exhaust gases are cooled to a temperature of 100-200 ° C and fed to the filter, where the condensed oxide and germanium dioxide are separated together with fly ash.
Степень извлечения германия в описанном способе составляет 80-90%, а концентрация соединений германия в твердом остатке, удаляемом из фильтра - 50%, что позволяет использовать твердый остаток в качестве германиевого концентрата без пирометаллургического обогащения.The degree of germanium extraction in the described method is 80-90%, and the concentration of germanium compounds in the solid residue removed from the filter is 50%, which allows the use of the solid residue as a germanium concentrate without pyrometallurgical enrichment.
В описанном способе зона пиролиза ископаемого угля расположена перед высокотемпературной зоной окисления по ходу дутья, и все углеводородные соединения, образующиеся при термическом разложении угля, в том числе смолистые вещества, расщепляются и окисляются в высокотемпературной зоне. Отходящие газы состоят из оксида и диоксида углерода, водорода, водяного пара, азота и незначительного количества метана. Отсутствие смолистых веществ, надсмольных вод, бензопирена и других токсичных веществ обеспечивает экологическую безопасность производства, а отходящие газы после фильтра, без дополнительной очистки могут быть использованы в качестве энергоносителя для генерации тепловой и электрической энергии, а также в различных технологических процессах.In the described method, the fossil coal pyrolysis zone is located in front of the high-temperature oxidation zone along the blast, and all hydrocarbon compounds formed during the thermal decomposition of coal, including tarry substances, are broken down and oxidized in the high-temperature zone. The flue gases consist of carbon monoxide and dioxide, hydrogen, water vapor, nitrogen and a small amount of methane. The absence of tarry substances, tar resin, benzopyrene and other toxic substances ensures the environmental safety of production, and the exhaust gases after the filter, without additional purification, can be used as an energy carrier for the generation of thermal and electric energy, as well as in various technological processes.
Пример 1Example 1
Из 1 т угля марки Д с калорийностью 4200 ккал/кг и содержанием германия 404 г/т производится 740 г германиевого концентрата с содержанием германия 47% (т.е. степень извлечения германия 86%). Удельный выход горючего газа с калорийностью 4,9 МДж/нм3 составляет 3600 нм3/т. Газ пригоден для генерации электрической и тепловой энергии.Out of 1 ton of grade D coal with a calorific value of 4200 kcal / kg and a germanium content of 404 g / t, 740 g of germanium concentrate is produced with a germanium content of 47% (i.e., 86% germanium recovery). The specific yield of combustible gas with a calorific value of 4.9 MJ / nm 3 is 3600 nm 3 / t. Gas is suitable for generating electrical and thermal energy.
Пример 2Example 2
Одну тонну угля определенного состава (гранулированного) загружают в слоевой аппарат. В нижнюю часть аппарата подают воздух, а в верхней части за счет электрических спиралей создают необходимую температуру для стартового горения верхнего слоя угля в течение примерно 30 мин. После получения устойчивой зоны горения угля нагрев спиралей отключают. Далее температура и скорость движения зоны горения регулируются расходом воздуха снизу. Температура в горящем слое поддерживается не ниже 1000°С, а температура в слое огарка - не ниже 700°С. Когда зона горения достигнет нижней части слоевого аппарата, подача воздуха прекращается - режим отработан.One ton of coal of a certain composition (granular) is loaded into a bed apparatus. Air is supplied to the lower part of the apparatus, and the necessary temperature is created at the upper part due to electric spirals for starting combustion of the upper layer of coal for about 30 minutes. After obtaining a stable coal combustion zone, the heating of the spirals is turned off. Further, the temperature and speed of the combustion zone are regulated by the air flow from below. The temperature in the burning layer is maintained not lower than 1000 ° C, and the temperature in the cinder layer is not lower than 700 ° C. When the combustion zone reaches the bottom of the layered apparatus, the air supply is stopped - the mode is exhausted.
По такой технологии, например, из 1 т угля марки Д калорийностью 4200 ккал/кг и содержанием германия 404 г/т получается 740 г германиевого концентрата с содержанием германия 47% (т.е. степень извлечения германия 86%). Удельный выход горючего газа с калорийностью 4,9 МДж/нм3 составляет 3600 нм3/т. Газ пригоден для генерации электрической и тепловой энергии.Using this technology, for example, from 1 ton of grade D coal with a calorific value of 4200 kcal / kg and a germanium content of 404 g / t, 740 g of germanium concentrate with a germanium content of 47% is obtained (i.e., the germanium recovery rate is 86%). The specific yield of combustible gas with a calorific value of 4.9 MJ / nm 3 is 3600 nm 3 / t. Gas is suitable for generating electrical and thermal energy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005109271/02A RU2293133C2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Method for producing germanium concentrate from coals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005109271/02A RU2293133C2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Method for producing germanium concentrate from coals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005109271A RU2005109271A (en) | 2006-10-10 |
| RU2293133C2 true RU2293133C2 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37435344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005109271/02A RU2293133C2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Method for producing germanium concentrate from coals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293133C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375481C1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Германий и приложения" | Method for extraction of germanium |
| CN103361496A (en) * | 2012-12-14 | 2013-10-23 | 锡林郭勒通力锗业有限责任公司 | Method for volatilizing, enriching and extracting germanium concentrate from low-quality low-grade germanium-containing powdery brown coal in chain grate furnace |
| RU2553109C2 (en) * | 2014-04-25 | 2015-06-10 | Владимир Иванович Лунев | Method to concentrate scattered elements |
| RU2785550C1 (en) * | 2022-07-19 | 2022-12-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for producing germanium concentrate from fossil coals |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058409C1 (en) * | 1994-03-24 | 1996-04-20 | Игорь Николаевич Танутров | Method for recovery of germanium |
| RU2111275C1 (en) * | 1996-07-16 | 1998-05-20 | Михаил Георгиевич Васильев | Method of processing solid fuel containing germanium |
| JP2001058823A (en) * | 1999-06-23 | 2001-03-06 | Lucent Technol Inc | Recovery of germanium and apparatus therefor |
| WO2002099145A1 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-12 | Elcogas, S.A. | Method for recovering metals from the flying ashes generated in an integrated gasification combined cycle-type (igcc) thermal station |
| CN1526840A (en) * | 2003-09-20 | 2004-09-08 | 樊红杰 | Method for recovering germanium |
-
2005
- 2005-04-01 RU RU2005109271/02A patent/RU2293133C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058409C1 (en) * | 1994-03-24 | 1996-04-20 | Игорь Николаевич Танутров | Method for recovery of germanium |
| RU2111275C1 (en) * | 1996-07-16 | 1998-05-20 | Михаил Георгиевич Васильев | Method of processing solid fuel containing germanium |
| JP2001058823A (en) * | 1999-06-23 | 2001-03-06 | Lucent Technol Inc | Recovery of germanium and apparatus therefor |
| WO2002099145A1 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-12 | Elcogas, S.A. | Method for recovering metals from the flying ashes generated in an integrated gasification combined cycle-type (igcc) thermal station |
| CN1526840A (en) * | 2003-09-20 | 2004-09-08 | 樊红杰 | Method for recovering germanium |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТАНАНАЕВ И.В., ШПИРТ М.Я. Химия германия, М., 1967, с.366. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375481C1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Германий и приложения" | Method for extraction of germanium |
| CN103361496A (en) * | 2012-12-14 | 2013-10-23 | 锡林郭勒通力锗业有限责任公司 | Method for volatilizing, enriching and extracting germanium concentrate from low-quality low-grade germanium-containing powdery brown coal in chain grate furnace |
| CN103361496B (en) * | 2012-12-14 | 2015-02-18 | 锡林郭勒通力锗业有限责任公司 | Method for volatilizing, enriching and extracting germanium concentrate from low-quality low-grade germanium-containing powdery brown coal in chain grate furnace |
| RU2553109C2 (en) * | 2014-04-25 | 2015-06-10 | Владимир Иванович Лунев | Method to concentrate scattered elements |
| RU2785529C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-12-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of converting germanium-containing coals |
| RU2785550C1 (en) * | 2022-07-19 | 2022-12-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for producing germanium concentrate from fossil coals |
| RU2793648C1 (en) * | 2022-07-19 | 2023-04-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for producing germanium concentrate from carbonaceous raw materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005109271A (en) | 2006-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2167613B1 (en) | Process for production of biofuels | |
| KR101342226B1 (en) | Method and device for reprocessing co2-containing exhaust gases | |
| JP2009536979A (en) | Combined gasification and vitrification system | |
| JP2013253252A (en) | Method for steam reforming carbonaceous material | |
| JP6406222B2 (en) | Method for gasifying carbonaceous fuel, method for operating steelworks and method for producing gasified gas | |
| Duan et al. | Sulfur evolution from coal combustion in O2/CO2 mixture | |
| WO2021037700A1 (en) | Method and a direct reduction plant for producing direct reduced iron | |
| CN104024439A (en) | Process for the carbothermic or electrothermic production of crude iron or base products | |
| EP2177590A1 (en) | Method and apparatus for pyrolysis of a feed comprising hydrocarbons and gasification of a pyrolysis residue | |
| WO2020008622A1 (en) | Method for producing hydrogen using biomass as raw material | |
| WO2017061482A1 (en) | Carbonaceous fuel gasification method, steel mill operation method, and gasified gas production method | |
| RU2293133C2 (en) | Method for producing germanium concentrate from coals | |
| JP2015507031A (en) | Counterflow gasification method using synthesis gas as working medium | |
| RU2478169C1 (en) | Plasma-chemical method of processing solid domestic and industrial wastes | |
| EP1474500A1 (en) | Gazeification de dechets par plasma | |
| RU2785529C1 (en) | Method of converting germanium-containing coals | |
| RU2699339C2 (en) | Integrated energy-saving process of production of metals or alloys | |
| RU2345276C1 (en) | Method of hydrocarbon fuel combustion | |
| KR101275436B1 (en) | Production of activated char using hot gas | |
| JP2004238435A (en) | Gasification method and gas converter for organic waste | |
| JP6191560B2 (en) | Gasification method for carbonaceous fuel | |
| JP2005330452A (en) | Method for recovering energy from reducing gas-converted woody biomass | |
| Malyshev et al. | Influence of the Component Composition of Coal–Water Suspensions on the Volumes of Anthropogenic Gases Produced on Their Combustion | |
| RU2656487C1 (en) | Method of gasification of various fuels in a poly fuel gas generator | |
| JP6070462B2 (en) | Method for decomposing organic nitrogen compounds in gas to be treated |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070402 |