[go: up one dir, main page]

RU2346067C2 - Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium - Google Patents

Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium Download PDF

Info

Publication number
RU2346067C2
RU2346067C2 RU2007109733A RU2007109733A RU2346067C2 RU 2346067 C2 RU2346067 C2 RU 2346067C2 RU 2007109733 A RU2007109733 A RU 2007109733A RU 2007109733 A RU2007109733 A RU 2007109733A RU 2346067 C2 RU2346067 C2 RU 2346067C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
leaching
electrolytic refining
solution
gallium
foam
Prior art date
Application number
RU2007109733A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007109733A (en
Inventor
Александр Сергеевич Сенюта (RU)
Александр Сергеевич Сенюта
Иоан Владимирович Давыдов (RU)
Иоан Владимирович Давыдов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" filed Critical Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт"
Priority to RU2007109733A priority Critical patent/RU2346067C2/en
Publication of RU2007109733A publication Critical patent/RU2007109733A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2346067C2 publication Critical patent/RU2346067C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention concerns method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium. Method includes its grinding and leaching by means of alkaline solution. Leaching is implemented at vacuum over surface of solution 100-4000 Pa with atmospheric air inflow till hydrogen concentration less than 4 rev%.
EFFECT: reduction of foam forming at gallium extraction; increasing of safety and controllability of the process.
1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к получению галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия, таких как анодный осадок и аналогичный ему по составу отработанный анодный сплав.The invention relates to the field of metallurgy of rare metals, in particular to the production of gallium from waste electrolytic refining of aluminum, such as an anode deposit and a similar spent anode alloy.

Известен способ (Патент РФ № 2064518 МПК С22 В 58/00, С01G 15/00, заявл. 27.01.1992, опубл. 27.07.1996) извлечения галлия из анодного осадка, который предусматривает обработку исходного материала щелочным раствором при температуре 100°С и давлении 1,5-4,5 атм с подачей воздуха со скоростью 240-280 л/ч. Такой технологический прием делает процесс выщелачивания исключительно взрывоопасным, поскольку неизбежно выделяющийся при растворении алюминийсодержащего анодного осадка водород в соединении с воздухом образует гремучую смесь в замкнутом объеме.The known method (RF Patent No. 2064518 IPC С22 В 58/00, С01G 15/00, application. January 27, 1992, publ. July 27, 1996) extracting gallium from the anode deposit, which involves the processing of the starting material with an alkaline solution at a temperature of 100 ° C and pressure of 1.5-4.5 atm with air supply at a speed of 240-280 l / h. Such a technological technique makes the leaching process extremely explosive, since hydrogen inevitably liberated during dissolution of the aluminum-containing anode deposit in combination with air forms an explosive mixture in a closed volume.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является способ извлечения галлия из анодного сплава (Иванова Р.В. Химия и технология галлия. - М.: Металлургия, 1973, с. 306-307). Измельченный анодный сплав подвергается гидрохимической обработке горячим раствором едкого натра при нормальном давлении. Процесс выщелачивания измельченного анодного сплава сопровождается бурным выделением водорода и, как следствие, обильным пенообразованием, что значительно осложняет ведение процесса, а в ряде случаев делает его совершенно неуправляемым. Кроме того, насыщенная водородом пена, особенно крупноячеистая, в большом объеме способна к возгоранию и хлопкам.Closest to the claimed technical solution (prototype) is a method for extracting gallium from an anode alloy (Ivanova RV Chemistry and technology of gallium. - M .: Metallurgy, 1973, p. 306-307). The crushed anode alloy is subjected to hydrochemical treatment with a hot solution of sodium hydroxide at normal pressure. The leaching process of the crushed anode alloy is accompanied by rapid evolution of hydrogen and, as a result, abundant foaming, which greatly complicates the process, and in some cases makes it completely uncontrollable. In addition, hydrogenated foam, especially coarse foam, is capable of burning and popping in a large volume.

Целью изобретения является снижение пенообразования при извлечении галлия из металлических отходов электролитического рафинирования алюминия.The aim of the invention is to reduce foaming during the extraction of gallium from metal waste from electrolytic refining of aluminum.

В результате это обеспечивается повышение безопасности и управляемости процесса выщелачивания анодного осадка и аналогичного ему по составу отработанного анодного сплава в способе извлечения галлия галлийсодержащих отходов электролитического рафинирования алюминия.As a result, this provides increased safety and controllability of the leaching process of the anode deposit and the spent anode alloy similar in composition to the method for extracting gallium-containing gallium-containing waste from aluminum electrolytic refining.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения галлия из отходов процесса электролитического рафинирования алюминия, включающем их измельчение и выщелачивание щелочным раствором, выщелачивание проводят при разрежении над поверхностью раствора 100-4000 Па с подсосом атмосферного воздуха до концентрации водорода менее 4 об.%.The technical result is achieved by the fact that in the method of extracting gallium from waste from the process of aluminum electrolytic refining, including grinding and leaching with an alkaline solution, leaching is carried out by diluting 100-4000 Pa with a suction of atmospheric air to a hydrogen concentration of less than 4 vol%.

Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

Высота слоя пены над поверхностью раствора прямо пропорциональна скорости выделения газообразного водорода и обратно пропорциональна скорости разрушения ячеек пены. При прочих равных условиях избыточное давление снаружи каждой отдельно взятой ячейки стабилизирует ее и продлевает срок ее существования. Разрежение снаружи ячейки приводит к ее расширению и быстрому разрушению. В результате чем ниже давление в реакторе для выщелачивания отходов электролитического рафинирования алюминия, тем меньше слой пены над поверхностью раствора. Если при этом в реакторе имеется достаточный подсос воздуха, то свежий воздух разбавляет водород до концентрации ниже взрывоопасной (менее 4 об.%). Таким образом, процесс выщелачивания отходов электролитического рафинирования алюминия под разрежением с достаточным подсосом воздуха становится регулируемым с точки зрения пенообразования и безопасным, поскольку исключается возможность накопления взрывоопасной смеси.The height of the foam layer above the surface of the solution is directly proportional to the rate of hydrogen gas evolution and inversely proportional to the rate of destruction of the foam cells. All other things being equal, excess pressure outside each individual cell stabilizes it and extends its life. The rarefaction outside the cell leads to its expansion and rapid destruction. As a result, the lower the pressure in the reactor for leaching waste aluminum electrolytic refining, the smaller the foam layer above the surface of the solution. If at the same time there is a sufficient air leak in the reactor, then fresh air dilutes hydrogen to a concentration below explosive (less than 4 vol.%). Thus, the process of leaching waste aluminum electrolytic refining under vacuum with a sufficient suction of air becomes adjustable from the point of view of foaming and safe, since it eliminates the possibility of accumulation of explosive mixtures.

Влияние давления в реакторе для выщелачивания отходов электролитического рафинирования алюминия на высоту слоя пены над поверхностью раствора приведены в следующих примерах.The effect of pressure in the reactor for leaching waste aluminum electrolytic refining on the height of the foam layer above the surface of the solution are given in the following examples.

Пример 1Example 1

При получении галлия по заявляемому способу анодный осадок подвергали измельчению путем дробления до размера частиц -3 мм. Измельченный материал выщелачивали в лабораторной ячейке с мешалкой раствором едкого натра, содержащим Na2Oку 166 г/л при температуре 100°С. Процесс выщелачивания анодного осадка вели в боксе под разрежением 100 Па с подсосом атмосферного воздуха. Твердую фазу вводили в количестве, обеспечивающем расчетный каустический модуль 2,0-2,5. При этом высота пены над поверхностью раствора около 30 мм. Концентрация водорода, измеренная над верхним срезом ячейки с помощью портативного анализатора АВП-02, составила 3 об.%. Процесс удовлетворительно контролировался и был успешно завершен. Пена была мелкоячеистая, неустойчивая и негорючая.Upon receipt of gallium according to the claimed method, the anode precipitate was subjected to grinding by crushing to a particle size of -3 mm The crushed material was leached in a laboratory cell with a stirrer with a sodium hydroxide solution containing 166 g / L Na 2 O ku at a temperature of 100 ° C. The leaching of the anode deposit was carried out in a box under a vacuum of 100 Pa with a suction of atmospheric air. The solid phase was introduced in an amount providing a calculated caustic module of 2.0-2.5. The height of the foam above the surface of the solution is about 30 mm. The hydrogen concentration measured above the upper section of the cell using a portable analyzer AVP-02, amounted to 3 vol.%. The process was satisfactorily controlled and was successfully completed. The foam was small-meshed, unstable and non-combustible.

Пример 2Example 2

Получение галлия по заявляемому способу осуществляли так же, как это описано в примере 1, за исключением того, что процесс выщелачивания анодного осадка вели под разрежением 2000 Па. При этом высота пены над поверхностью раствора около 15 мм. Концентрация водорода над верхним срезом ячейки составила 1,5 об.%. Процесс хорошо контролировался и был успешно завершен. Пена была мелкоячеистая, неустойчивая и негорючая.Obtaining gallium by the present method was carried out in the same manner as described in example 1, except that the leaching process of the anode deposit was carried out under a vacuum of 2000 Pa. The height of the foam above the surface of the solution is about 15 mm. The hydrogen concentration above the upper section of the cell was 1.5 vol.%. The process was well controlled and was successfully completed. The foam was small-meshed, unstable and non-combustible.

Пример 3Example 3

Получение галлия по заявляемому способу осуществляли так же, как это описано в примере 1, за исключением того, что процесс выщелачивания анодного осадка вели под разрежением 4000 Па. При этом высота пены над поверхностью раствора около 5 мм. Концентрация водорода над верхним срезом ячейки составила 0,5 об.%. Процесс хорошо контролировался и был успешно завершен. Пена была мелкоячеистая, неустойчивая и негорючая.Obtaining gallium by the present method was carried out in the same manner as described in example 1, except that the leaching process of the anode deposit was carried out under a vacuum of 4000 Pa. In this case, the height of the foam above the surface of the solution is about 5 mm. The hydrogen concentration above the upper section of the cell was 0.5 vol.%. The process was well controlled and was successfully completed. The foam was small-meshed, unstable and non-combustible.

Пример 4Example 4

Получение галлия по прототипу осуществляли так же, как это описано в примере 1, за исключением того, что процесс выщелачивания анодного осадка вели при нормальном давлении. Концентрация водорода над верхним срезом ячейки составила 13 об.%. В процессе выщелачивания высота слоя пены превышала 150 мм и переливалась через край. В результате в пену перешло 80% исходного объема раствора. Мелкие частицы анодного сплава флотировались пеной и выносились из ячейки. Пена была крупноячеистая, способная к возгоранию с хлопком при контакте с открытым пламенем.Obtaining gallium according to the prototype was carried out in the same manner as described in example 1, except that the leaching process of the anode deposit was carried out at normal pressure. The hydrogen concentration above the upper section of the cell was 13 vol.%. During leaching, the height of the foam layer exceeded 150 mm and poured over the edge. As a result, 80% of the initial solution volume passed into the foam. Small particles of the anode alloy were floated by foam and carried out of the cell. The foam was coarse-grained, capable of catching fire with cotton on contact with an open flame.

Пример 5Example 5

Получение галлия с нарушением режимных факторов заявляемого способа осуществляли так же, как это описано в примере 1, за исключением того, что процесс выщелачивания анодного осадка вели под разрежением 50 Па. При этом высота пены над поверхностью раствора около 100 мм. Концентрация водорода над верхним срезом ячейки составила 4 об.%, что соответствует предельному значению по взрывоопасности. Пена крупноячеистая, способная к возгоранию с хлопком при контакте с открытым пламенем.Obtaining gallium in violation of the regime factors of the proposed method was carried out in the same manner as described in example 1, except that the leaching process of the anode deposit was carried out under a vacuum of 50 Pa. The height of the foam above the surface of the solution is about 100 mm. The hydrogen concentration above the upper section of the cell was 4 vol.%, Which corresponds to the explosive hazard limit value. Coarse foam, capable of catching fire with cotton on contact with an open flame.

Очевидно, что второе запредельное значение (разрежение более 4000 Па) не приведет к снижению технического результата заявляемого способа, однако достижение высокого разрежения (вакуума) требует больших затрат, и поэтому нецелесообразно.Obviously, the second transcendental value (a vacuum of more than 4000 Pa) will not lead to a decrease in the technical result of the proposed method, however, achieving a high vacuum (vacuum) is expensive, and therefore impractical.

Для удобства сопоставления полученных результатов данные по примерам сведены в таблицу, из которой следует: чем ниже давление в реакторе для выщелачивания отходов электролитического рафинирования алюминия, тем меньше слой пены над поверхностью раствора.For the convenience of comparing the results, the examples are summarized in the table, from which it follows: the lower the pressure in the reactor for leaching aluminum electrolytic refining wastes, the smaller the foam layer above the solution surface.

№ примераExample No. СпособWay Разрежение над поверхностью раствора, ПаVacuum above the solution surface, Pa Высота слоя пены над поверхностью раствора, ммThe height of the foam layer above the surface of the solution, mm Концентрация водорода над поверхностью раствора, об.%The concentration of hydrogen above the surface of the solution, vol.% 1one 100one hundred 30thirty 33 22 ЗаявляемыйThe claimed 20002000 15fifteen 1,51,5 33 40004000 55 0,50.5 4four По прототипу According to the prototype 00 Более 150More than 150 1313 55 На запредельное значениеTo beyond 50fifty 100one hundred 4four

Claims (1)

Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия, включающий их измельчение и выщелачивание щелочным раствором, отличающийся тем, что выщелачивание проводят при разрежении над поверхностью раствора 100-4000 Па с подсосом атмосферного воздуха до концентрации водорода менее 4 об.%. A method for extracting gallium from aluminum electrolytic refining wastes, including grinding and leaching with an alkaline solution, characterized in that the leaching is carried out by diluting 100-4000 Pa with a suction of atmospheric air to a hydrogen concentration of less than 4 vol.%.
RU2007109733A 2007-03-12 2007-03-12 Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium RU2346067C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109733A RU2346067C2 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109733A RU2346067C2 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007109733A RU2007109733A (en) 2008-09-20
RU2346067C2 true RU2346067C2 (en) 2009-02-10

Family

ID=39867752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007109733A RU2346067C2 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2346067C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4728505A (en) * 1985-12-23 1988-03-01 Mitsui Aluminium Co., Ltd. Process for producing gallium-containing solution from the aluminum smelting dust
EP0271845A1 (en) * 1986-12-12 1988-06-22 Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha Process for recovering gallium trichloride from gallium-containing waste
WO1989004878A1 (en) * 1987-11-24 1989-06-01 Metaleurop S.A. Process for hydrometallurgical treatment of a solution of galliferous substances
RU2064518C1 (en) * 1992-01-27 1996-07-27 Мельников Юрий Тихонович Method for extraction of gallium of anode precipitate during production of aluminium
RU2237740C1 (en) * 2003-02-07 2004-10-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Method of recovering gallium from solid gallium-containing materials

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4728505A (en) * 1985-12-23 1988-03-01 Mitsui Aluminium Co., Ltd. Process for producing gallium-containing solution from the aluminum smelting dust
EP0271845A1 (en) * 1986-12-12 1988-06-22 Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha Process for recovering gallium trichloride from gallium-containing waste
WO1989004878A1 (en) * 1987-11-24 1989-06-01 Metaleurop S.A. Process for hydrometallurgical treatment of a solution of galliferous substances
RU2064518C1 (en) * 1992-01-27 1996-07-27 Мельников Юрий Тихонович Method for extraction of gallium of anode precipitate during production of aluminium
RU2237740C1 (en) * 2003-02-07 2004-10-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Method of recovering gallium from solid gallium-containing materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВА Р.В. Химия и технология галлия. - М.: Металлургия, 1973, с.306-307. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007109733A (en) 2008-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106629774B (en) A kind of method of harmless treatment aluminium ash
US20230279522A1 (en) Method for dissolving lithium compound, method for manufacturing lithium carbonate, and method for recovering lithium from lithium ion secondary cell scrap
US20240218481A1 (en) Method for recycling lithium batteries
JP6640783B2 (en) Lithium recovery method
JP2019026916A (en) Method for recovering lithium from lithium ion secondary battery scrap
US20100101367A1 (en) Method and apparatus for recovering indium from waste liquid crystal displays
CA2574863A1 (en) System and method for producing copper powder by electrowinning in a flow-through electrowinning cell
KR20110055385A (en) Room temperature, atmospheric leaching method of laterite light using impact crushing effect
Innocenzi et al. Leaching of yttrium from cathode ray tube fluorescent powder: Kinetic study and empirical models
RU2346067C2 (en) Method of gallium extraction from wastes of electrolytic refining of aluminium
AU2017306576A1 (en) Caustic digestion process
EP1454376B1 (en) Recycling used electric cells by hydrometallurgical treatment
CN208976491U (en) A kind of innocuity disposal system of lithium metal waste residue
SU454730A3 (en) The method of extraction of aluminum from slag
Khalid et al. Experimental study on factors affecting the recovery of nickel from spent catalyst
RU2336351C2 (en) Method of extracting gallium from metal wastes of aluminium electrolytic refining
CN118326174A (en) Method for extracting lithium from lithium-containing glass powder
WO2020157543A1 (en) Process for recovering non-ferrous precious metals by pelletisation and calcination of leaching activated carbon powder
RU2319757C2 (en) Gallium extraction method from waste products of process for electrolytic refining of aluminum
RU2375475C1 (en) Method of enrichment of persistent base ores and extraction from it of precious metals
Fedotov et al. Hydrometallurgical processing of gold-containing ore and its washed products
RU2531911C1 (en) Method of recycling expired lithium cells
EA011927B1 (en) Method of recovering gold from refractory sulphide ores and concentrates
EA050045B1 (en) METHOD FOR RECYCLING USED LITHIUM-ION BATTERIES
CN111172399A (en) Method for extracting and treating copper-cobalt alloy by utilizing metal melt

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100313