Комплексная технология переработки анодного сплава электролитического рафинирования алюминия

• Автор: Ковтун, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 110 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ АНОДНОГО СПЛАВА литературный обзор.

1.1. Способы вскрытия анодного сплава.

1.2. Выделение галлия из щелочных растворов.

1.3. Обсуждение материала литературного обзора. Цели и задачи работы

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСТВОРЕНИЯ АНОДНОГО СПЛАВА РАСТВОРАМИ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ

2.1. Изучение фазового и химического состава анодного сплава

2.2. Методика исследования

2.3. Влияние крупности материала на скорость и полноту растворения галлия и алюминия из анодного сплава..

2.4. Кинетика растворения галлия

2.5. Кинетика растворения алюминия
2.6. Поведение меди, кремния и железа в процессе щелочного растворения анодного сплава.
2.7. Выводы.
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ГАЛЛИЯ И АЛЮМИНИЯ ИЗ АНОДНОГО СПЛАВА РАСТВОРАМИ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ
3.1. Методика исследования
3.2. Влияние основных параметров процесса на степень извлечения галлия из анодного сплава в раствор.
3.3. Выводы.
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ЦЕМЕНТАЦИИ ГАЛЛИЯ ИЗ РАСТВОРОВ АЛЮМИНИЕВЫМИ ГРАНУЛАМИ
4.1. Методика исследования
4.1.1.Исходные материалы и реагенты
4.1.2. Методика проведения экспериментов.
4.2. Влияние формы алюминиевых гранул на процесс цементации галлия
4.3. Выводы.
ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА АММИАЧНОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕДИ ИЗ ОСТАТКА ОТ ЩЕЛОЧНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ АНОДНОГО СПЛАВА
5.1. Изучение кинетики процесса растворения меди в аммиачных растворах .
5.1.1. Методика исследования.
5.1.2. Результаты опытов и их обсуждение.
5.2. Определение оптимтыюго режима проведения процесса переработки остатков выщелачиванием аммиачными растворами.
5.3. Изучение процесса выделения меди из аммиачного раствора дистилляцией
5.4. Выводы.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА, ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ, АЛЮМИНИЯ И МЕДИ ИЗ АНОДНОГО СПЛАВА 6. Г. Разработка технологической схемы
6.2. Испытания технологии щелочного разложения анодного сплава
6.3. Внедрение технологии цементации галлия из щелочных растворов нестандартными алюминиевыми гранулами.
6.4. Эффективность разработанной технологии.
6.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Проведены опытно-промышленные испытания вскрытия анодного сплава щелочными растворами и переработки полученных растворов цементацией «нестандартными» (отличающимися по форме, размерам и способу приготовления от применяемых ранее) алюминиевыми I ранулам и, подтверждающие результаты лабораторных исследований. Технология цементации галлия «нестандартными» алюминиевыми гранулами внедрена на галлиевом участке содового цеха Ачинского глиноземного комбината. Выполнен расчет эффективности разработанной технологии. Показано, что годовая прибыль от внедрения разработанной технологии составит млн. Методы исследования. Работа выполнена с использованием современных химических и физико-химических методов: химико-аналитический, атомноадсорбционный, рентгенографический анализ. Достоверность научных положений, выводов и заключений обусловлена анализом большого объема экспериментальных данных, полученных с применением современных методов исследований, воспроизводимостью результатов в параллельных опытах и современными методами обработки с использованием компьютерной техники, а также результатами опытнопромышленных испытаний. Апробация работы. Совершенствование технологий производства цветных металлов» (Красноярск, ), на второй международной конференции «Благородные и редкие металлы» (Донецк, ), на международной научной конференции «Металлургия века: шаг в будущее» (Красноярск, ), на Всероссийской научно-технической конференции «Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки руд» (Красноярск, ), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники -развитию сибирских регионов» (Красноярск, ), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, ), на краевой научно-практической конференции «Новые технологии для управления и развития регионов» (Красноярск, ), на научном фестивале «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, ). Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 статьях и в тезисах докладов. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы; содержит 0 страниц основного текста, в том числе рисунков, таблиц и список литературы, состоящий из наименований. В приложение включены документы, подтверждающие практическое применение работы. ГЛАВА 1. Галлий - типичный рассеянный элемент, не образующий минеральных скоплений, а сопутствующий некоторым металлам. Галлий благодаря близости химических свойств с алюминием является примесью почти всех минералов алюминия. Содержание галлия в минералах алюминия колеблется от тысячных долей до 0,1 % /1/. Галлий, как и другие рассеянные металлы, получают в качестве побочного продукта при комплексной переработке тех руд, в которых он содержится в виде примесей. Основным источником получения галлия и его соединений в настоящее время остаются алюминиевые руды - бокситы и нефелины /2/. Галлий при этом извлекают в качестве попутной продукции из алюминатных растворов, где он накапливается вследствие их многократного оборота в цикле производства глинозема. Для переработки алюминиевых руд применяются в настоящее время два щелочных способа /3/: способ Байера и способ спекания. При том и другом способах обработки содержащийся в рудах галлий ведет себя подобно алюминию и в большей своей части переходит в алюминатный раствор в виде галлата натрия. Остатки от выщелачивания - шламы - также содержат некоторое количество галлия (порядка 0,1 - 0,2 %) вследствие неполноты вскрытия и адсорбции раствора /4,5/. При разложении алюминатных растворов галлий распределяется между раствором и осадком. Так как гидроокись галлия обладает более кислыми свойствами по сравнению с гидроокисью алюминия, растворы галлата натрия более устойчивы по сравнению с алюминатными и галлий преимущественно остается в растворе /6/. Степень изоморфного соосаждения галлия с осадками гидроокиси алюминия зависит от условий осаждения.