|
Рмс.76. Схема электролизера для амальгамного рафинирования индия с биполярным ртутным электродом:
1 - анод (рафинируемый индий); 2 - ртуть-биполярный электрод; 3 — электролит; 4 - перегородка; 5 - катод-очищенный индий; I - секция получения амальгамы (ртуть-катод); II - секция анодного растворения амальгамы (ртуть-анод)
Вакуумная дистилляция
Плавка индия в вакууме 0,13 Па при 600 - 950 °С позволяет удалить примеси низкокипящих металлов - ртути, кадмия, цинка, мышьяка. Плавку ведут в индукционной печи и тиглях из высокочистого графита. Если требуется очистка от таллия, температуру повышают до 1050 - 1100 °С. Содержание примесей кадмия, ртути и таллия после вакуумной плавки <10-4 %. Потери индия в возгоны составляют 5-10%.
Зонная плавка и вытягивание сл и т к а из расплава
Эти методы глубокой очистки применяют для индия, используемого в полупроводниковой электронике. Индий плавят в лодочках (зонная плавка) или тиглях (метод вытягивания ), изготовленных из чистого кварца или высокочистого плотного графита в вакууме или атмосфере аргона или водорода.
Фракционной кристаллизацией можно осуществить глубокую очистку индия только от примесей меди, никеля и серебра, у которых коэффициенты распределения меньше 0,1. Очистка от примесей Нg, Sn, Рb, Сd, Zn, Gа, Тl, Вi кристаллизационными методами малоэффективна вследствие близости значением коэффициентов распределения к единице. Эти примеси удалять другими рассмотренными выше методами.
4 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТАЛЛИЯ
Сырьевые источники таллия
Содержание таллия в земной коре 3 • 10-4 % (по массе). Известны некоторые минералы таллия, но большая часть его находится в рассеянном состоянии в виде изоморфной примеси в сульфидных минералах свинца, цинка, меди, железа и в силикатах (полевых шпатах, слюдах, лепидолите), где таллий замещает калий и рубидий. Наибольшие концентрации таллия обнаружены в сульфидах железа (пиритах и марказитах), где его содержание достигает 0,1 - 0,5 %.
Основным сырьевым источником таллия в настоящее время служат отходы и полупродукты, получаемые при переработке сульфидных руд. При окислительном и агломерационном обжиге сульфидных концентратов часть таллия уносится с газами и концентрируется в пыли электрофильтров и других пылеулавливающих устройств. Это объясняется летучестью Т12О и РРП. При 900 °С давление паров оксида и сульфида таллия равно 1,6 • 104 и 9,3 • 103 Па соответственно.
При агломерационном обжиге свинцового концентрата более 50 % таллия уносится с газами. Пыль электрофильтров обычно содержит десятые доли процента таллия. В процессе шахтной плавки в шлаки переходит до 20 % таллия, остальное количество примерно поровну распределяется между свинцом и пылью. При рафинировании свинца большая часть' таллия (70-80 %) переходит в медистые съемы, 10 — 15 % переходит в щелочной плав, получающийся при очистке свинца от мышьяка и сурьмы.
При обжиге цинковых концентратов большая часть таллия возгоняется и вместе с кадмием попадает в циклонную и коттрельную пыль. Пыли выщелачивают вместе с огарками, при этом ~85 % таллия переходит в сернокислые растворы, при очистке которых таллий цементируется вместе с медью и кадмием и извлекается из кеков попутно с кадмием.
При окислительном обжиге медных концентратов практически весь таллий остается в огарке. В процессе отражательной плавки (сырых и обожженных концентратов) таллий распределяется между штейном и шлаком. При полупиритной плавке в шахтных печах в возгоны переходит ~ 50 % таллия, а при медно-серной - около 80 %. При циклонной плавке медно-цинковых концентратов и огарков около 90 % таллия концентрируется в возгонах.
В процессе конвертирования медных штейнов 50 - 75 % таллия переходит в шлаки, а в процессе фьюмингования шлаков 90 - 99 % таллия концентрируется в возгонах.
Таким образом, источниками извлечения таллия в цветной металлургии могут быть пыли обжиговых и плавильных печей свинцового, цинкового и медного производств и медно-кадмиевые кеки цинковых заводов. Источниками получения таллия могут также служить пыли систем очистки обжиговых газов сернокислотных заводов.
Do'stlaringiz bilan baham: |
