RU2237740C1 - Method of recovering gallium from solid gallium-containing materials - Google Patents

Abstract

FIELD: inorganic compounds technology.

SUBSTANCE: recovery of gallium from solid gallium-containing materials, including aluminum production waste, is achieved by treating initial material with alkali solution to give solid residue and mother liquor, after which mother liquor is subjected to two-step carbonization followed by separation of formed gallium concentrate, transferring it into gallate solution and electrochemical reduction of gallium. According to invention, above-mentioned solid residue is rinsed with water and thus obtained rinsing water is carbonized in one step separately from mother liquor to give gallium concentrate, which is combined with gallium concentrate obtained by carbonization of mother liquor.

EFFECT: reduced loss of gallium during recovery operation.

3 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, а более конкретно к способам его извлечения из твердых галлийсодержащих материалов, в том числе отходов алюминиевых заводов.The invention relates to the field of metallurgy of rare metals, and more particularly to methods for its extraction from solid gallium-containing materials, including waste from aluminum smelters.

Известен способ извлечения галлия из пылей электролиза алюминия (Патент СССР №1811708, кл. С 22 В 58/00, заявл. 18.06.91, опубл. 20.05.95, БИ №14). Способ предусматривает высокотемпературный обжиг исходного материала, сульфатизацию серной кислотой и водное выщелачивание. Применение пирометаллургического процесса делает технологию весьма затратной. Что касается гидрометаллургической части способа, то применение кислоты требует дорогостоящего оборудования, а извлечение галлия в кислую среду не обеспечивает условий для его прямого электрохимического восстановления, а требует дополнительного концентрирования и отделения примесей.A known method of extracting gallium from dusts of aluminum electrolysis (USSR Patent No. 1811708, class C 22 B 58/00, application. 06/18/91, publ. 05/20/95, BI No. 14). The method involves high-temperature firing of the starting material, sulfatization with sulfuric acid and aqueous leaching. The use of the pyrometallurgical process makes the technology very expensive. As for the hydrometallurgical part of the method, the use of acid requires expensive equipment, and the extraction of gallium into an acidic medium does not provide conditions for its direct electrochemical reduction, but requires additional concentration and separation of impurities.

Другой известный способ (Патент США №4725414, МПК С 01 G 15/00, 1987) требует спекания пылей электролиза алюминия со щелочным флюсом, взятым в количестве 5-50% от массы сырья. Спек выщелачивают при температуре 80-100°С минеральной кислотой, а затем из раствора выделяют галлий. Этот способ по своей концепции мало отличается от предыдущего аналога и ему присущи те же недостатки.Another known method (US Patent No. 4725414, IPC C 01 G 15/00, 1987) requires sintering of aluminum electrolysis dust with an alkaline flux taken in an amount of 5-50% by weight of the raw material. Speck is leached at a temperature of 80-100 ° C with mineral acid, and then gallium is isolated from the solution. This method in its concept differs little from the previous analogue and it has the same disadvantages.

Известен способ извлечения галлия из пылей электролиза алюминия (Патентная заявка Японии №60-166224 МПК С 01 G 17/00, С 22 В 58/00, заявл. 03.02.84, опубл. 29.08.85), включающий последовательно флотационное обогащение, прокалку, кислотное выщелачивание при высокой температуре, добавление в полученную суспензию восстановителя для восстановления двух- или трехвалентного железа, фильтрацию и нейтрализацию щелочью для выделения галлия в виде гидроксида. Способ также отличается сложностью и многозвенностью.A known method of extracting gallium from dusts of aluminum electrolysis (Japanese Patent Application No. 60-166224 IPC C 01 G 17/00, C 22 B 58/00, application 03.02.84, publ. 29.08.85), including sequentially flotation enrichment, calcination , acid leaching at high temperature, adding a reducing agent to the resulting suspension to reduce ferrous or trivalent iron, filtering and neutralizing with alkali to isolate gallium in the form of hydroxide. The method also differs in complexity and multi-linking.

Известен способ извлечения галлия из твердых углеродсодержащих отходов алюминиевого производства (Патент РФ №2092601, МПК С 22 В 58/00, С 01 G 15/00, заявл. 07.08.92, опубл. 10.10.97). Исходный материал нагревается в окислительной атмосфере со скоростью 10-300°С/с до температуры, превышающей на 50-100°С точку плавления получаемого шлака. Полученные субоксиды конденсируются. Очевидно, что при среднем содержании галлия в отходах на уровне 0,05 мас.% удельные энергозатраты, необходимые для плавления глиноземистых шлаков, очень велики. Кроме того, не определены операции восстановления галлия.A known method for the extraction of gallium from solid carbon-containing wastes of aluminum production (RF Patent No. 2092601, IPC C 22 V 58/00, C 01 G 15/00, application. 07.08.92, publ. 10.10.97). The starting material is heated in an oxidizing atmosphere at a rate of 10-300 ° C / s to a temperature exceeding the melting point of the resulting slag by 50-100 ° C. The resulting suboxides condense. Obviously, with an average gallium content in the waste at the level of 0.05 wt.%, The specific energy required for the melting of alumina slags is very high. In addition, gallium recovery operations have not been determined.

Известен комбинированный щелочной способ извлечения галлия из отходов производства первичного алюминия (А.с. СССР №108488, МПК С 22 В 58/00, заявл. 19.09.56, опубл. 22.02.61, БИ №2), включающий окислительный обжиг исходного материала, обработку полученного огарка раствором едкого натра, а не растворившийся остаток сплавляется с едким натром и выщелачивается водой. Это позволяет осуществить глубокое извлечение галлия в раствор и адаптировать способ к технологии и аппаратуре глиноземного производства, где также извлекается галлий. Однако применение обжига и операции спекания делает галлий, полученный таким образом, гораздо более дорогим по сравнению с металлом, извлеченным из алюминатных растворов.Known is a combined alkaline method for the extraction of gallium from wastes from primary aluminum production (AS USSR No. 108488, IPC C 22 B 58/00, application. 19.09.56, publ. 22.02.61, BI No. 2), including oxidative calcination of the starting material , processing the cinder with a solution of caustic soda, and not the dissolved residue is fused with caustic soda and leached with water. This allows for deep extraction of gallium into the solution and to adapt the method to the technology and apparatus of alumina production, where gallium is also extracted. However, the use of firing and sintering operations makes gallium thus obtained much more expensive than metal extracted from aluminate solutions.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является способ извлечения галлия при переработке алюминиевых руд на глинозем (Еремин Н.И., Галлий, М. Металлургия, 1964, с.79-118). При выщелачивании твердого материала галлий переходит в раствор наряду с алюминием. Нерастворимый твердый остаток подвергается промывке водой для максимального удаления остатков алюминатного галлийсодержащего раствора. Образующаяся при этом промывная вода является, по сути, разбавленным раствором без изменения соотношения концентраций всех компонентов (за исключением H₂O), и смешивается с этим раствором.Closest to the claimed technical solution (prototype) is a method for the extraction of gallium during the processing of aluminum ores into alumina (Eremin NI, Gallium, M. Metallurgy, 1964, p. 79-118). When leaching solid material, gallium passes into solution along with aluminum. The insoluble solid residue is washed with water to maximize the removal of gallium-containing aluminate residues. The washing water formed in this case is essentially a diluted solution without changing the concentration ratio of all components (except for H ₂ O), and mixes with this solution.

С целью повышения содержания галлия в растворе по этому способу осуществляется карбонизация щелочного алюминатного галлийсодержащего раствора углекислым газом. При одностадийной карбонизации здесь происходит практически полное выделение в осадок алюминия и галлия в виде галлийсодержащего гидроалюмокарбоната. Этот осадок, называемый галлиевым концентратом, растворяется в крепком каустическом растворе, объем которого значительно меньше, чем объем исходного раствора, подвергнутого карбонизации. В результате концентрация галлия в растворе увеличивается обратно пропорционально отношению объемов исходной и конечной жидких фаз. Отношение концентраций оксида алюминия и галлия ([Al₂О_з]/[Gа]) в растворах остается неизменным. Потери галлия при одностадийной карбонизации минимальны. Однако промышленная практика показывает, что если в исходном растворе отношение [AlО₃]/[Ga]≥200, то исходный и конечный объемы растворов почти сравниваются, т.е. концентрирования галлия не происходит. Это объясняется несколькими причинами. С одной стороны, для нормального электрохимического восстановления галлия его концентрация в растворе не должна быть ниже 0,25 г/л, а каустический модуль α_ку (молярное отношение концентраций Na₂O_ку и Аl₂O₃) - ниже значения 2,5. С другой стороны, для того, чтобы перевести в раствор весь алюминий из галлиевого концентрата, объем каустического раствора должен быть значительным. К этому следует добавить негативное влияние на электрохимический процесс примесей, захваченных галлиевым концентратом. Для того, чтобы уменьшить это влияние, объем каустического раствора приходится еще увеличивать. В промышленных условиях одновременно соблюсти все эти требования при [Al₂О₃]/[Ga]≥200 обычно невозможно. Одностадийная карбонизация применяется, как правило, с целью отделения избыточной соды (или другого солевого балласта) и воды.In order to increase the gallium content in the solution by this method, carbonization of the alkaline aluminate gallium-containing solution with carbon dioxide is carried out. In single-stage carbonization, aluminum and gallium are almost completely precipitated in the form of a gallium-containing hydroalumic carbonate. This precipitate, called gallium concentrate, dissolves in a strong caustic solution, the volume of which is much smaller than the volume of the initial solution subjected to carbonization. As a result, the concentration of gallium in the solution increases inversely with the ratio of the volumes of the initial and final liquid phases. The concentration ratio of aluminum oxide and gallium ([Al ₂ O _s ] / [Ga]) in solutions remains unchanged. Loss of gallium during one-stage carbonization is minimal. However, industrial practice shows that if the ratio [AlО ₃ ] / [Ga] ≥200 in the initial solution, the initial and final volumes of the solutions are almost compared, i.e. gallium concentration does not occur. There are several reasons for this. On the one hand, for normal electrochemical reduction of gallium, its concentration in solution should not be lower than 0.25 g / l, and the caustic modulus α _ku (molar ratio of Na ₂ O _ku and Al ₂ O ₃ concentrations) should be lower than 2.5. On the other hand, in order to transfer all the aluminum from gallium concentrate into the solution, the volume of the caustic solution must be significant. To this should be added the negative effect on the electrochemical process of impurities captured by gallium concentrate. In order to reduce this effect, the volume of the caustic solution has yet to be increased. In industrial conditions, at the same time it is usually impossible to comply with all these requirements with [Al ₂ O ₃ ] / [Ga] ≥200. One-stage carbonization is used, as a rule, to separate excess soda (or other salt ballast) and water.

Для того, чтобы изменить отношение уже на начальном этапе {Аl₂О₃]/[Ga] в пользу галлия, применяется двустадийная карбонизация. Ее принцип основан на более высокой растворимости соединений галлия по сравнению с алюминием. На первой стадии из раствора выделяется значительная (40-90%) часть алюминия, затем процесс обработки углекислым газом прерывают, твердый осадок отделяют, а оставшийся раствор вновь карбонизируют для получения обогащенного галлием осадка гидроалюмокарбоната (галлиевого концентрата). Таким путем можно получить галлатные растворы, содержащие до 3 г/л галлия. Однако полностью исключить осаждение галлия на первой стадии карбонизации невозможно, и это, естественно, ведет к потерям целевого компонента, достигающим в промышленных условиях 15-25% от поступления с исходным раствором. Кроме потерь, обусловленных химизмом процесса, имеют место механические потери при разделении пульп. Способ по прототипу не может существенно уменьшить потери галлия при переработке углеродсодержащих отходов электролиза алюминия и при этом обеспечить себестоимость продукционного галлия, сравнимую с металлом, извлеченным из циркулирующих растворов глиноземного производства.In order to change the ratio already at the initial stage of {Al ₂ O ₃ ] / [Ga] in favor of gallium, two-stage carbonization is used. Its principle is based on the higher solubility of gallium compounds in comparison with aluminum. At the first stage, a significant (40-90%) part of aluminum is separated from the solution, then the carbon dioxide treatment process is interrupted, the solid precipitate is separated, and the remaining solution is again carbonized to obtain a gallium-rich precipitate of hydroalumic carbonate (gallium concentrate). In this way, gallate solutions containing up to 3 g / l gallium can be obtained. However, it is impossible to completely eliminate the precipitation of gallium at the first stage of carbonization, and this, of course, leads to losses of the target component, reaching under industrial conditions 15-25% of the supply with the initial solution. In addition to losses due to the chemistry of the process, there are mechanical losses during the separation of pulps. The prototype method cannot significantly reduce the loss of gallium during the processing of carbon-containing aluminum electrolysis waste and at the same time ensure the cost of production gallium comparable to metal extracted from circulating solutions of alumina production.

Технической задачей изобретения является уменьшение потерь галлия при его извлечении из углеродсодержащих отходов электролиза алюминия.An object of the invention is to reduce the loss of gallium when it is extracted from carbon-containing aluminum electrolysis waste.

Решение поставленной технической задачи состоит в том, что в способе извлечения галлия из твердых галлийсодержащих материалов, включающем обработку исходного материала щелочным раствором с получением твердого остатка и маточного раствора, двухстадийную карбонизацию маточного раствора, отделение образовавшегося галлиевого концентрата, перевод его в галлатный раствор и электрохимическое восстановление галлия, согласно изобретению обработку ведут с использованием в качестве исходного материала углеродсодержащих отходов электролиза алюминия, твердый остаток промывают водой и полученную промывную воду карбонизируют в одну стадию раздельно от маточных растворов с выделением галлиевого концентрата и объединеняют его с галлиевым концентратом, образовавшимся при карбонизации маточного раствора.The solution of the technical problem lies in the fact that in the method of extracting gallium from solid gallium-containing materials, including processing the starting material with an alkaline solution to obtain a solid residue and a mother liquor, two-stage carbonization of the mother liquor, separation of the formed gallium concentrate, its conversion to a gallate solution and electrochemical reduction gallium, according to the invention, the treatment is carried out using carbon-containing waste electrolysis as a starting material and aluminum, the solid residue is washed with water and the resulting wash water is carbonized in one step separately from the mother liquors with the release of gallium concentrate and combine it with the gallium concentrate formed during carbonization of the mother liquor.

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

На основе проведенных исследований показано, что галлий часто содержится в углеродсодержащих отходах электролиза алюминия в двух основных формах: 1) в виде атомов, встроенных в кристаллическую решетку глинозема на переделе разложения алюминатных растворов в глиноземном производстве, 2) в виде пленки оксида галлия, являющейся результатом восстановления, возгонки и конденсации летучего субоксида галлия в процессе электролиза глинозем-криолитовых расплавов. Галлий в первой форме невозможно перевести в раствор без полного разрушения кристаллической решетки Аl₂O₃, что очень сложно и нецелесообразно. Вторая форма является легкорастворимой и практически полностью выщелачивается после 45-минутной обработки щелочным раствором, содержащим около 50 г/л Nа₂О_ку при температуре 80°С. При этом алюминий переходит в раствор не более чем на 20%.Based on the studies, it was shown that gallium is often contained in the carbon-containing aluminum electrolysis waste in two main forms: 1) in the form of atoms embedded in the alumina crystal lattice at the redistribution of aluminate solutions in alumina production, 2) in the form of a gallium oxide film, which is the result reduction, sublimation and condensation of volatile gallium suboxide during the electrolysis of alumina-cryolite melts. Gallium in the first form cannot be converted into solution without complete destruction of the Al ₂ O ₃ crystal lattice, which is very difficult and impractical. The second form is readily soluble and almost completely leached out after 45 minutes of treatment with an alkaline solution containing about 50 g / l Na ₂ O _ku at a temperature of 80 ° C. In this case, aluminum passes into the solution by no more than 20%.

При промывке нерастворившегося твердого остатка водой, отношение концентраций [Al₂O₃]/[Ga] в промводе уменьшается почти вдвое, т.е. изменяется в пользу галлия. Если в маточном растворе после выщелачивания [Al₂O₃]/[Ga]>>200, то в промводе это отношение значительно меньше. В смеси раствора и промводы отношение [Al₂O₃]/[Ga]>200. Причем это имеет место только для углеродсодержащих отходов электролиза алюминия. Поэтому было решено не смешивать маточный раствор и промводу, а проводить концентрирование галлия в них раздельно, применяя соответственно двух- и одностадийную карбонизацию. Это позволяет сократить потери галлия по сравнению с прототипом, т.е. двухстадийной карбонизацией смеси маточного раствора и промводы.When washing an insoluble solid residue with water, the concentration ratio of [Al ₂ O ₃ ] / [Ga] in the promvod decreases almost by half, i.e. changes in favor of gallium. If in the mother liquor after leaching of [Al ₂ O ₃ ] / [Ga] >> 200, then in the promvor this ratio is much smaller. In the mixture of solution and promoters, the ratio of [Al ₂ O ₃ ] / [Ga]> 200. Moreover, this takes place only for carbon-containing aluminum electrolysis waste. Therefore, it was decided not to mix the mother liquor and promvod, but to concentrate gallium in them separately, using, respectively, two- and one-stage carbonization. This allows to reduce the loss of gallium in comparison with the prototype, i.e. two-stage carbonization of a mixture of the mother liquor and promoters.

Пример осуществления способаAn example of the method

Для выявления преимуществ предлагаемого способа головные технологические операции выщелачивания исходного материала и промывки нерастворимого осадка, одинаковые для прототипа и заявляемого технического решения, вели в равных условиях. Были выщелочены следующие отходы различных алюминиевых заводов, в т.ч. побочный продукт флотационного обогащения угольной пены при регенерации криолита - флотохвосты (табл. 1 и 2).To identify the advantages of the proposed method, the leading technological operations of leaching the starting material and washing the insoluble precipitate, the same for the prototype and the claimed technical solution, were carried out under equal conditions. The following wastes were leached from various aluminum smelters, including A by-product of flotation enrichment of coal foam during cryolite regeneration is flotail (Tables 1 and 2).

Выщелачивание вели раствором с концентрацией Na₂O_ку 50,6 г/л при температуре 80°С, Ж:Т=2:1 в течение 45 мин. Полученную пульпу разделяли на лабораторном вакуумном нутч-фильтре.Leaching was carried out with a solution with a concentration of Na ₂ O _{ku of} 50.6 g / l at a temperature of 80 ° C, W: T = 2: 1 for 45 minutes. The resulting pulp was separated on a laboratory vacuum suction filter.

Промывку твердого осадка осуществляли водой, нагретой до 80°С, взятой в количестве, равном исходному объему раствора едкого натра.The solid precipitate was washed with water heated to 80 ° C, taken in an amount equal to the initial volume of sodium hydroxide solution.

Объемы полученных алюминатных галиийсодержащих (в дальнейшем маточных) растворов и промывных вод оказались неравными, поскольку щелочь и вода по-разному удерживались твердыми осадками. Все жидкие фазы разделили на две одинаковые части. Одну половину каждого маточного раствора и соответствующей ему промывной воды слили вместе, получив смешанный раствор, что отвечает первому этапу реализации способа-прототипа. В дальнейшем смешанные растворы перерабатывали по прототипу, а несмешанные части маточных растворов и промывных вод - по предлагаемому способу. Составы жидких фаз сведены в табл. 2, из которой следует, что только промывные воды имеют отношение [Al₂O₃]/[Ga]<200, а маточные и смешанные растворы этому условию не отвечают.The volumes of the obtained aluminate galium-containing (hereinafter uterine) solutions and washings turned out to be unequal, since alkali and water were held differently by solid precipitates. All liquid phases were divided into two identical parts. One half of each mother liquor and the corresponding wash water were poured together to obtain a mixed solution, which corresponds to the first stage of the implementation of the prototype method. In the future, mixed solutions were processed according to the prototype, and unmixed parts of the mother liquor and wash water - according to the proposed method. The compositions of the liquid phases are summarized in table. 2, from which it follows that only the wash water has a ratio of [Al ₂ O ₃ ] / [Ga] <200, and the mother and mixed solutions do not meet this condition.

Для реализации способа по прототипу смешанный раствор подвергали сначала 1-й стадии карбонизации, где жидкость барботировали углекислым газом при 80°С, в присутствии затравки Аl(ОН)₃, в условиях механического перемешивания, снижая концентрацию Nа₂O_ку со скоростью 5-10 г/(л·ч) до остаточного содержания Na₂O_кy 7-8 г/л. Затем осадок отфильтровывали.To implement the method of the prototype, the mixed solution was first subjected to the 1st stage of carbonization, where the liquid was bubbled with carbon dioxide at 80 ° C, in the presence of seed Al (OH) ₃ , under mechanical stirring, reducing the concentration of Na ₂ O _ku at a speed of 5-10 g / (l · h) to a residual Na ₂ O _{ky content of} 7-8 g / l. Then the precipitate was filtered.

Жидкую фазу направляли на 2-ю стадию карбонизации. Здесь процесс вели при 80°С, в условиях механического перемешивания, снижая концентрацию Na₂О_ку со скоростью 15-20 г/(л·ч) до полной нейтрализации каустической щелочи с переходом в бикарбонатную область до содержания NaHCO₃ 5-7 г/л. При этом из раствора выделялись практически весь алюминий и галлий в виде обогащенного галлием осадка алюмокарбоната. Осадок (галлиевый концентрат) отделяли фильтрацией.The liquid phase was sent to the 2nd stage of carbonization. Here the process was conducted at 80 ° C, under mechanical stirring, reducing the concentration of Na ₂ O _ku at a rate of 15-20 g / (l · h) until the caustic alkali was completely neutralized with a transition to the bicarbonate region to the NaHCO ₃ content _of 5-7 g / l In this case, almost all aluminum and gallium were released from the solution in the form of a gallium-enriched alumocarbonate precipitate. The precipitate (gallium concentrate) was separated by filtration.

Перевод галлиевого концентрата в галлатный раствор проводили путем репульпации каустическим раствором, содержавшим 224,7 г/л Na₂O_ку в течение 2 ч при 90°С. Щелочь доливали порциями, добиваясь значения α_ку не менее 2,5. Полученный галлатный раствор направляли на цементацию.The gallium concentrate was transferred to the gallate solution by repulping with a caustic solution containing 224.7 g / l Na ₂ O _ku for 2 hours at 90 ° C. The alkali was added in portions, achieving a value of α _{ku of} at least 2.5. The resulting gallate solution was directed to cementation.

Электрохимическое восстановление галлия вели способом цементации с целью опробования пригодности полученных растворов для электрохимического восстановления (Троицкий И.А., Железнов В.А. Металлургия алюминия, М.: Металлургия, 1977, с.198-200). Процесс вели галламой, содержавшей 0,7 мас.% алюминия до извлечения галлия из электролита в металл не менее чем на 90%.The electrochemical reduction of gallium was carried out by the cementation method in order to test the suitability of the obtained solutions for electrochemical reduction (Troitsky I.A., Zheleznov V.A. Aluminum metallurgy, M .: Metallurgy, 1977, p.198-200). The process was conducted by gallam, containing 0.7 wt.% Aluminum, to extract gallium from the electrolyte into the metal by at least 90%.

Способ осуществляли в следующем порядке.The method was carried out in the following order.

1. Маточный раствор подвергали последовательно 1-й и 2-й стадиям карбонизации, выдерживая те же условия, что и в прототипе, с выделением галлиевого концентрата.1. The mother liquor was subjected sequentially to the 1st and 2nd stages of carbonization, maintaining the same conditions as in the prototype, with the release of gallium concentrate.

2. Промывные воды обрабатывали углекислым газом отдельно от маточного раствора, полностью воспроизводя режим только 2-й стадии карбонизации прототипа, и также выделяли галлиевый концентрат.2. Wash water was treated with carbon dioxide separately from the mother liquor, fully reproducing the mode of only the 2nd stage of carbonization of the prototype, and gallium concentrate was also isolated.

3. Полученные таким образом в разных условиях две порции галлиевого концентрата объединяли.3. Thus obtained under different conditions, two servings of gallium concentrate were combined.

4. Перевод концентрата в галлатный раствор и цементацию галлия проводили так же, как в прототипе.4. The transfer of the concentrate in the gallate solution and gallium cementation was carried out in the same way as in the prototype.

Прототип и предлагаемый способ целенаправленно реализовали в сопоставимых технологических режимах для каждой отдельно взятой операции. Отличие в осуществлении предлагаемого способа заключалось в раздельной переработке маточного раствора и промывной воды и сочетании выполняемых операций.The prototype and the proposed method were purposefully implemented in comparable technological modes for each individual operation. The difference in the implementation of the proposed method consisted in the separate processing of the mother liquor and wash water and a combination of operations.

Результаты опытов по обоим способам представлены в табл.3. При сравнимых (по каждому из переработанных продуктов) концентрациях галлия солевой фон в галлатных растворах по предлагаемому способу оказался несколько выше, но зато существенно возросло извлечение галлия на операциях карбонизационного концентрирования.The results of the experiments in both methods are presented in table.3. At comparable (for each of the processed products) concentrations of gallium, the salt background in gallate solutions by the proposed method turned out to be slightly higher, but gallium extraction increased significantly during carbonization concentration operations.

Несмотря на различие в схемах получения, оба типа галлатных растворов оказались практически одинаково пригодны для электрохимического восстановления галлия. Осложнений процесса цементации галлия галламой алюминия по обоим способам не отмечено. Поэтому естественно, что сквозное извлечение в металл по предлагаемому способу также выше во всех трех сравнительных примерах.Despite the difference in the preparation schemes, both types of gallate solutions turned out to be almost equally suitable for the electrochemical reduction of gallium. Complications of the process of cementation of gallium by gallam of aluminum in both methods was not noted. Therefore, it is natural that through recovery in metal according to the proposed method is also higher in all three comparative examples.

Таким образом, на основе проведенной серии экспериментов показано преимущество предлагаемого способа перед прототипом при извлечении галлия из углеродсодержащих твердых отходов электролиза алюминия.Thus, on the basis of a series of experiments, the advantage of the proposed method over the prototype for the extraction of gallium from carbon-containing solid waste aluminum electrolysis is shown.

Claims (1)

Способ извлечения галлия из твердых галлийсодержащих материалов, включающий обработку исходного материала щелочным раствором с получением твердого остатка и маточного раствора, двухстадийную карбонизацию маточного раствора, отделение образовавшегося галлиевого концентрата, перевод его в галлатный раствор и электрохимическое восстановление галлия, отличающийся тем, что обработку ведут с использованием в качестве исходного материала углеродсодержащих отходов электролиза алюминия, твердый остаток промывают водой, и полученную промывную воду карбонизируют в одну стадию раздельно от маточных растворов с выделением галлиевого концентрата и объединяют его с галлиевым концентратом, образовавшимся при карбонизации маточного раствора.A method of extracting gallium from solid gallium-containing materials, including treating the starting material with an alkaline solution to obtain a solid residue and a mother liquor, two-stage carbonization of the mother liquor, separating the resulting gallium concentrate, converting it into a gallate solution and electrochemical reduction of gallium, characterized in that the processing is carried out using as the starting material of carbon-containing aluminum electrolysis waste, the solid residue is washed with water, and the resulting The wash water is carbonized in one stage separately from the mother liquors with the release of gallium concentrate and combine it with the gallium concentrate formed during the carbonization of the mother liquor.