RU2346067C2 - Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия - Google Patents
Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 abstract description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 16
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000000497 foam cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия. Способ включает 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.%. Техническим результатом изобретения является снижение пенообразования при извлечении галлия. Это обеспечивает повышение безопасности и управляемости процесса. 1 табл.
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.
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.
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.
Целью изобретения является снижение пенообразования при извлечении галлия из металлических отходов электролитического рафинирования алюминия.
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.
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.%.
Сущность способа заключается в следующем.
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.
Влияние давления в реакторе для выщелачивания отходов электролитического рафинирования алюминия на высоту слоя пены над поверхностью раствора приведены в следующих примерах.
Пример 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.
Пример 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.
Пример 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.
Пример 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.
Пример 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.
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.
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.
| № примера | Способ | Разрежение над поверхностью раствора, Па | Высота слоя пены над поверхностью раствора, мм | Концентрация водорода над поверхностью раствора, об.% |
| 1 | 100 | 30 | 3 | |
| 2 | Заявляемый | 2000 | 15 | 1,5 |
| 3 | 4000 | 5 | 0,5 | |
| 4 | По прототипу | 0 | Более 150 | 13 |
| 5 | На запредельное значение | 50 | 100 | 4 |
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.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109733A RU2346067C2 (ru) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109733A RU2346067C2 (ru) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007109733A RU2007109733A (ru) | 2008-09-20 |
| RU2346067C2 true RU2346067C2 (ru) | 2009-02-10 |
Family
ID=39867752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109733A RU2346067C2 (ru) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2346067C2 (ru) |
Citations (5)
| 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 (fr) * | 1987-11-24 | 1989-06-01 | Metaleurop S.A. | Procede de traitement hydrometallurgique de solution de matieres galliferes |
| RU2064518C1 (ru) * | 1992-01-27 | 1996-07-27 | Мельников Юрий Тихонович | Способ извлечения галлия из анодного осадка при производстве алюминия |
| RU2237740C1 (ru) * | 2003-02-07 | 2004-10-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ извлечения галлия из твердых галлийсодержащих материалов |
-
2007
- 2007-03-12 RU RU2007109733A patent/RU2346067C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| 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 (fr) * | 1987-11-24 | 1989-06-01 | Metaleurop S.A. | Procede de traitement hydrometallurgique de solution de matieres galliferes |
| RU2064518C1 (ru) * | 1992-01-27 | 1996-07-27 | Мельников Юрий Тихонович | Способ извлечения галлия из анодного осадка при производстве алюминия |
| RU2237740C1 (ru) * | 2003-02-07 | 2004-10-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ извлечения галлия из твердых галлийсодержащих материалов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИВАНОВА Р.В. Химия и технология галлия. - М.: Металлургия, 1973, с.306-307. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007109733A (ru) | 2008-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106629774B (zh) | 一种无害化处理铝灰的方法 | |
| 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 (ja) | リチウム回収方法 | |
| JP2019026916A (ja) | リチウムイオン二次電池スクラップからのリチウムの回収方法 | |
| 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 (ko) | 충격분쇄 효과를 이용한 라테라이트 광의 상온, 상압 침출방법 | |
| Innocenzi et al. | Leaching of yttrium from cathode ray tube fluorescent powder: Kinetic study and empirical models | |
| RU2346067C2 (ru) | Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия | |
| AU2017306576A1 (en) | Caustic digestion process | |
| EP1454376B1 (fr) | Recyclage des piles electriques usagees par traitement hydrometallurgique | |
| CN208976491U (zh) | 一种金属锂废渣的无害化处理系统 | |
| SU454730A3 (ru) | Способ извлечени алюмини из шлаков | |
| Khalid et al. | Experimental study on factors affecting the recovery of nickel from spent catalyst | |
| RU2336351C2 (ru) | Способ извлечения галлия из металлических отходов электролитического рафинирования алюминия | |
| CN118326174A (zh) | 一种从含锂玻璃粉中提锂的方法 | |
| WO2020157543A1 (fr) | Procédé de récupération de métal précieux non-ferreux par pelletisation et calcination de poudre de charbon actif de lixiviation | |
| RU2319757C2 (ru) | Способ извлечения галлия из отходов электролитического рафинирования алюминия | |
| RU2375475C1 (ru) | Способ обогащения упорных и бедных руд и извлечения из них благородных металлов | |
| Fedotov et al. | Hydrometallurgical processing of gold-containing ore and its washed products | |
| RU2531911C1 (ru) | Способ утилизации литиевых источников тока с истекшими сроками эксплуатации | |
| EA011927B1 (ru) | Способ выделения золота из тугоплавких сульфидных руд и концентратов | |
| EA050045B1 (ru) | Способ переработки отработанных литий-ионных аккумуляторов | |
| CN111172399A (zh) | 一种利用金属熔体萃取处理铜钴合金的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100313 |