RU2336350C2 - Device for electrochemical extraction of gallium - Google Patents
Device for electrochemical extraction of gallium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336350C2 RU2336350C2 RU2006142673/02A RU2006142673A RU2336350C2 RU 2336350 C2 RU2336350 C2 RU 2336350C2 RU 2006142673/02 A RU2006142673/02 A RU 2006142673/02A RU 2006142673 A RU2006142673 A RU 2006142673A RU 2336350 C2 RU2336350 C2 RU 2336350C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- gallium
- wall
- cavity
- housing
- Prior art date
Links
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 2
- RELSNTNWBNWUDV-UHFFFAOYSA-N scandium vanadium Chemical compound [Sc].[V] RELSNTNWBNWUDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для выделения галлия из растворов электрохимическим восстановлением на жидком металле или сплаве.The invention relates to devices for the separation of gallium from solutions by electrochemical reduction on a liquid metal or alloy.
Известен цилиндрический аппарат-цементатор для выделения галлия из алюминатных растворов с плоским днищем (Гусарова Т.Д., Шалавина Е.Л., Пономарев В.Д. Об электродных потенциалах в системе галлий - алюминий. В кн.: Излечение галлия, ванадия скандия из продуктов глиноземного производства. - Наука АН КазССР, Алма-Ата, 1967, с.25). Плоское дно обеспечивает оптимальный гидродинамический режим электрохимического процесса, но крайне неудобно при периодической выгрузке металла из цементатора. Для удаления галлия приходится применять вакуумный отсос, поэтому разгрузка является трудоемкой и длительной (20-40 мин) операцией.Known cylindrical cementing apparatus for the separation of gallium from aluminate solutions with a flat bottom (Gusarova TD, Shalavina EL, Ponomarev VD On electrode potentials in the gallium - aluminum system. In the book: Healing of gallium, vanadium scandium from products of alumina production. - Science of the Academy of Sciences of the Kazakh SSR, Alma-Ata, 1967, p.25). A flat bottom provides the optimal hydrodynamic regime of the electrochemical process, but is extremely inconvenient during periodic unloading of metal from the cementer. To remove gallium, it is necessary to apply vacuum suction, so unloading is a laborious and lengthy (20-40 min) operation.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является электролизер для электроосаждения галлия из алюминатных растворов (Зазубин А.И, Шалавина Е.Л, Романов Г.А., Иванова Г.А. Извлечение галлия из алюминатно-галлатных растворов глиноземного производства электрохимическими методами. В кн.: Излечение галлия, ванадия скандия из продуктов глиноземного производства. - Наука АН КазССР, Алма-Ата, 1969, с.39), включающий цилиндрический корпус с плоским горизонтальным дном, снабженным донным клапаном. Накопленный в результате электролиза металлический галлий удаляют через донный клапан. Такое техническое решение удобно для лабораторной установки, но в промышленных аппаратах диаметром до 2 м при малейшем перекосе или неровности дна возникают трудности при разгрузке осажденного металлического галлия. Слив металла с помощью донного клапана осуществляется медленно, в течение 10-15 минут, и зачастую не полностью.Closest to the claimed technical solution (prototype) is an electrolyzer for electrodeposition of gallium from aluminate solutions (Zazubin A.I., Shalavina E.L., Romanov G.A., Ivanova G.A. Extraction of gallium from aluminate-gallate solutions of alumina production by electrochemical methods In the book: Healing of gallium, vanadium scandium from alumina products. - Science of the Academy of Sciences of the Kazakh SSR, Alma-Ata, 1969, p. 39), including a cylindrical body with a flat horizontal bottom equipped with a bottom valve. Gallium metal accumulated as a result of electrolysis is removed through the bottom valve. Such a technical solution is convenient for a laboratory installation, but in industrial apparatus with a diameter of up to 2 m with the slightest bias or uneven bottom there are difficulties in unloading the deposited metal gallium. The discharge of metal using the bottom valve is carried out slowly, within 10-15 minutes, and often not completely.
Задачей изобретения является обеспечение быстрого и полного слива металла из мешалки, что позволит сократить время производственного процесса.The objective of the invention is to provide a quick and complete discharge of metal from the mixer, which will reduce the time of the production process.
Технический результат достигается тем, что аппарат для электрохимического выделения галлия из растворов электрохимическим восстановлением на жидком металле или сплаве, включающий корпус с цилиндрической стенкой и плоским горизонтальным дном, перемешивающее устройство, боковой клапан для слива раствора и донный клапан для слива жидкого металла или сплава, снабжен эластичной мембраной, выполненной в виде кольца, расположенной ниже бокового клапана и герметично соединенной по наружному контуру со стенкой корпуса на высоте 10-100 мм от дна, а по внутреннему контуру герметично соединенной с днищем по краю отверстия донного клапана, при этом в корпусе выполнено одно или несколько отверстий, соединяющих полость между мембраной и корпусом аппарата с атмосферой.The technical result is achieved in that the apparatus for the electrochemical separation of gallium from solutions by electrochemical reduction on a liquid metal or alloy, including a housing with a cylindrical wall and a flat horizontal bottom, a mixing device, a side valve for draining the solution and a bottom valve for draining the liquid metal or alloy, is equipped an elastic membrane made in the form of a ring located below the side valve and hermetically connected along the outer contour with the body wall at a height of 10-100 mm from the bottom and along the inner contour is hermetically connected to the bottom along the edge of the bottom valve hole, while in the case one or more holes are made connecting the cavity between the membrane and the device body with the atmosphere.
Отверстия, соединяющие полость между мембраной и корпусом с атмосферой, выполнены диаметром 3-10 мм.The holes connecting the cavity between the membrane and the housing with the atmosphere are made with a diameter of 3-10 mm.
Отверстия, соединяющие полость между мембраной и корпусом с атмосферой, выполнены по периферии дна.The holes connecting the cavity between the membrane and the housing with the atmosphere are made along the periphery of the bottom.
Отверстие или отверстия, соединяющие полость между мембраной и корпусом с атмосферой, выполнены в стенке вблизи дна.The hole or holes connecting the cavity between the membrane and the housing with the atmosphere are made in the wall near the bottom.
Отверстие или отверстия, соединяющие полость между мембраной и корпусом с атмосферой, выполнены по линии стыка дна со стенкой.The hole or holes connecting the cavity between the membrane and the housing with the atmosphere is made along the line of the junction of the bottom with the wall.
На фиг.1 схематически показан аппарат для электрохимического выделения галлия.Figure 1 schematically shows an apparatus for electrochemical isolation of gallium.
На Фиг.2 показано положение эластичной мембраны под тяжестью раствора, залитого в аппарат при закрытых клапанах.Figure 2 shows the position of the elastic membrane under the weight of the solution poured into the apparatus with the valves closed.
На фиг.3 и 4 в увеличенном масштабе показаны возможные конструктивные варианты соединения мембраны со стенкой корпуса.Figure 3 and 4 on an enlarged scale shows the possible structural options for connecting the membrane with the wall of the housing.
Аппарат для электрохимического выделения галлия состоит из корпуса с цилиндрической стенкой 1 и плоским горизонтальным дном 2 и снабжен перемешивающим устройством 3. В стенке выполнен боковой клапан 4 для слива раствора, а в дне - донный клапан 5 для слива жидкого металлического галлия или его сплава. Предлагаемый аппарат снабжен непроницаемой упругой эластичной мембраной 6, при этом в корпусе выполнено одно или несколько отверстий 7-9, соединяющих полость, заключенную между дном, стенкой и мембраной, с атмосферой. Взаимное положение деталей устройства на фиг.1 соответствует режиму разгрузки раствора и жидкого металла, когда мембрана принимает вид конуса (воронки). Выбор высоты герметичного крепления мембраны к стенке корпуса (10-100 мм) определяется степенью упругости и эластичности мембраны. При этом угол ее наклона без нагрузки раствора должен обеспечивать быстрое и полное стекание массы металла и соскальзывание отдельных его капель в отверстие донного клапана при различных диаметрах промышленных аппаратов.The apparatus for the electrochemical separation of gallium consists of a body with a
Под тяжестью раствора, залитого в аппарат при закрытых клапанах 4 и 5, вся поверхность мембраны 6, прилегающей ко дну 2, представляет собой горизонтальную плоскость, что наилучшим образом отвечает рабочему режиму аппарата, когда в нем осуществляется процесс электрохимического восстановления галлия на жидком металле или сплаве. Диаметр (3-10 мм) отверстий 7-9 выбран из соображений свободного прохода воздуха и одновременно исключения заметного прогиба мембраны в отверстие под давлением столба раствора.Under the weight of the solution poured into the apparatus with the
С целью исключения образования замкнутых воздушных пузырей под мембраной при заполнении аппарата раствором предложены три варианта расположения отверстий либо по периферии дна (поз.7), либо в стенке вблизи дна (поз.8), либо непосредственно по линии стыка дна и стенки (поз.9).In order to exclude the formation of closed air bubbles under the membrane when filling the apparatus with a solution, three options for the location of holes are proposed either along the periphery of the bottom (pos. 7), or in the wall near the bottom (pos. 8), or directly along the junction of the bottom and wall (pos. 9).
Возможные варианты герметичного крепления внешнего контура мембраны к цилиндрической стенке корпуса аппарата весьма просты. Соединение внутреннего контура с краями отверстия донного клапана также не представляет никаких сложностей, поскольку отверстие это на практике невелико (не более 100 мм).Possible options for hermetically securing the external membrane contour to the cylindrical wall of the apparatus body are very simple. The connection of the inner contour with the edges of the bottom valve hole is also not difficult, since the hole is practically small (no more than 100 mm).
Работа аппарата осуществляется следующим образом.The operation of the apparatus is as follows.
В порожний аппарат при закрытых боковом 4 и донном 5 клапанах и разгруженной (воронкообразной) мембране 6 заливается галлийсодержащий раствор (массой до 6000 кг) и некоторое количество жидкого галлия (основа). По мере заполнения аппарата эластичная мембрана под тяжестью раствора стремится принять форму корпуса. При этом воздух, заключенный в пространстве между корпусом и мембраной 6, постепенно вытесняется через отверстия 7-9, соединяющие эту полость с атмосферой, и мембрана 6 практически полностью прилегает ко дну 2 корпуса. В процессе электрохимического выделения металла обеспечивается необходимая плоскость и горизонтальность поверхности, на которой находится жидкий металл. Процесс цементации или электролиза проводится при перемешивании и длится от нескольких часов до нескольких суток. По завершении процесса отработанный раствор сливают через боковой клапан, находящийся выше внешнего края мембраны. Лишенная основной нагрузки мембрана 6 благодаря своей упругости и эластичности принимает исходное положение, обеспечивая коническую форму поверхности, на которой находится жидкий металл, что при открытии донного клапана 5 приводит к быстрому и полному сливу галлия. При перемещении мембраны 6 в исходное положение атмосферный воздух через отверстие (или отверстия) в корпусе всасывается в полость, заключенную между корпусом и мембраной 6. Вытеснение воздуха из полости происходит постепенно от центра к периферии дна по мере прогибания мембраны под тяжестью раствора, без образования пузырей под мембраной.A gallium-containing solution (weighing up to 6000 kg) and a certain amount of liquid gallium (base) are poured into the empty apparatus with the
В качестве мембраны 6 может быть использованы листовая резина, резинотканевая конвейерная лента или другой упругий эластичный материал.As the
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006142673/02A RU2336350C2 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Device for electrochemical extraction of gallium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006142673/02A RU2336350C2 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Device for electrochemical extraction of gallium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006142673A RU2006142673A (en) | 2008-06-10 |
| RU2336350C2 true RU2336350C2 (en) | 2008-10-20 |
Family
ID=39581151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006142673/02A RU2336350C2 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Device for electrochemical extraction of gallium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2336350C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3933604A (en) * | 1973-07-19 | 1976-01-20 | The British Aluminium Company Limited | Method of electrolytically extracting gallium from aluminate solutions |
| WO1980002701A1 (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-11 | Inst Khim Ural Tsentra An Sssr | Method of electrolytic extraction of gallium or gallium with vanadium concentrate from alkaline solutions of alumina production |
| RU2127328C1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-03-10 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Method of producing gallium from alkali-aluminate solutions of alumina production and electrolyzer for its embodiment |
-
2006
- 2006-11-24 RU RU2006142673/02A patent/RU2336350C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3933604A (en) * | 1973-07-19 | 1976-01-20 | The British Aluminium Company Limited | Method of electrolytically extracting gallium from aluminate solutions |
| GB1436260A (en) * | 1973-07-19 | 1976-05-19 | British Aluminium Co Ltd | Electrolytic method of extracting gallium from aluminate solutions |
| WO1980002701A1 (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-11 | Inst Khim Ural Tsentra An Sssr | Method of electrolytic extraction of gallium or gallium with vanadium concentrate from alkaline solutions of alumina production |
| RU2127328C1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-03-10 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Method of producing gallium from alkali-aluminate solutions of alumina production and electrolyzer for its embodiment |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗАЗУБИН А.И и др. Извлечение галлия из алюминатно-галлатных растворов глиноземного производства электрохимическими методами // Извлечение галлия, ванадия скандия из продуктов глиноземного производства. - Алма-Ата: Наука АН КазССР, 1969, с.39. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006142673A (en) | 2008-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0056302A1 (en) | Electroacoustic transducer | |
| CN105009329A (en) | Apparatus and method for filling cell of rechargeable battery with electrolyte liquid | |
| JP5728496B2 (en) | Membrane transfer method and apparatus | |
| JP7171695B2 (en) | A microcavity dish having sidewalls containing a liquid medium delivery surface | |
| Kim et al. | Degassed micromolding lithography for rapid fabrication of anisotropic hydrogel microparticles with high-resolution and high uniformity | |
| JP2016511919A5 (en) | ||
| WO2012112000A2 (en) | Lubricant supply device | |
| RU2336350C2 (en) | Device for electrochemical extraction of gallium | |
| US6210959B1 (en) | Apparatus for the cultivation and concentration of non-adherent cells as well as for co-cultivation of two different cell species | |
| JP2018520840A5 (en) | ||
| JP2005278564A (en) | Cell culture apparatus | |
| US9199237B2 (en) | Automated well plate | |
| JP2017527417A (en) | Air lift pump device, fluid container and teapot equipped with the same | |
| US10864516B2 (en) | Dispensing device and liquid transfer method | |
| CN210235765U (en) | Device for taking water | |
| CN201429535Y (en) | Human chromosome flaking hypotonic processor | |
| US9377382B2 (en) | Method and apparatus for detaching and/or isolating a histological sample | |
| JP2015119684A (en) | Sheet-like cell culture storage container, and method of using sheet-like cell culture storage container | |
| JP6564595B2 (en) | Chemical pipette device, chemical liquid transfer system, and chemical liquid transfer method | |
| CN210675762U (en) | Bubble removing device and spin coater | |
| KR101922479B1 (en) | Apparatus for theoretical maximum specific gravity and density bituminous paving mixtures | |
| JP2007098319A (en) | Gas supplying apparatus, pressure filtration apparatus equipped with same, and vacuum filtering apparatus | |
| JPH0576702A (en) | Supply defoaming method and vacuum defoaming equipment using same | |
| WO2020127578A1 (en) | Apparatus and method for perfusion culture | |
| JPH03200039A (en) | Waterproof testing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091125 |