Способ электроосаждения галлия из щелочных растворов

(51) 22 58/00 (2012.01) 25 1/02 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано при получении галлия из щелочных растворов электролитическим способом. Предлагаемый способ извлечения галлия из щелочных растворов включает электролитическое осаждение галлия на вращающейся катодной основе,частично погруженной в жидкий галлий, налитый на катодный токоподвод, при этом катодные основу и токоподвод галлируют. Техническим результатом изобретения является снижение расхода электроэнергии при электроосаждении.(72) Абдулвалиев Ринат Анварбекович Гладышев Сергей Владиленович Ковзаленко Вячеслав Александрович Ибрагимов Алмаз Турдуметович Сабитов Агибай Рахымжанович Бейсембекова Кулжайык Отархановна Садыков Нуржан Мухамед-Камалович(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(56) Авторское свидетельство СССР 416415, кл. 22 1/04, 1974(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано при получении галлия из щелочных растворов электролитическим способом. Известны способы электроосаждения галлия на твердых катодах из свинца и никеля из щелочных растворов глиноземного производства ( М., К.В./ //,/ 1983/13. 18. Р/ 423 432 Пат. 91312 Румыния. Способ извлечения галлия из щелочных растворов, образующихся при производстве алюминия / А. Беженару. 1987). Однако,наличие различных примесей, таких как органические вещества,отрицательно влияет на процесс электроосаждения галлия, в том числе и из-за пассивации катодной поверхности с образованием на ней большого количества шлама. Без периодического снятия шлама с поверхности твердых катодов электролиз галлия из промышленных растворов полностью прекращается. Наиболее близким способом является электроосаждение галлия из щелочных растворов на катодной основе, укрепленной на вращающемся валу и частично погруженной в жидкий галлий, налитый на катодный токоподвод (А.с. СССР 416415, кл. С 25 С 7/00, С 22 В 58/00, С 22 В 59/00, 1974). В результате вращения катодной основы происходит обновление катодной поверхности жидким галлием и ее депассивация. Однако, галлий является одним из наиболее гидрофильных металлов и контакт между токоподводом и жидким галлием, а также между жидким галлием и катодной основой происходит через тонкий слой электролита. Электропроводность этого слоя электролита более чем на шесть порядков меньше электропроводности металлов. В результате, падение напряжения на ванне увеличивается на величину,связанную с сопротивлением электролита, и расход электроэнергии при электроосаждении галлия возрастает. Повышенный расход электроэнергии является недостатком способа. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение расхода электроэнергии при электроосаждении галлия из щелочных растворов. Указанный технический результат обеспечивается в способе электроосаждения галлия из щелочных растворов на вращающейся катодной основе, частично погруженной в жидкий галлий, налитый на катодный токоподвод, причем катодные основу и токоподвод галлируют. В результате галлирования катодных токоподвода и основы жидкий галлий их идеально смачивает и промежуточный слой электролита между ними отсутствует, что сказывается на снижении падения напряжения на ванне и, как следствие, снижается расход электроэнергии. По сравнению с известным способом расход электроэнергии снижается на 1012. Галлирование осуществляют путем нанесения галлиевого покрытия на поверхность токоподвода и катодной основы одним из известных способов (А.с. СССР 601324, 1978 г.). Примеры осуществления способа. Нами была проведена серия опытов по электроосаждению галлия из щелочных растворов с различным содержанием галлия при температуре 60 С. Состав щелочного раствора г/дм 3 2 общ-135,2 2 Оку - 92,0 2 О 3 - 62,4 -0,4-2,3. Перед пуском электролизера катодный токоподвод и катодную основу галлировали. Поверхность токоподвода и катодную основу перед галлированием шлифовали, полировали и обезжиривали в растворе, г/дм 3 2 Оку - 20,0 2 О 3 25,0 2 О 3 - 10,0. Обработку раствором проводили при температуре 70 - 90 С в течение 10-30 мин. до полного смачивания водой. Раствор для обезжиривания смывали горячей водой. Затем в электролизер заливали электролит для галлирования с содержанием, г/дм 3 сернокислый галлий - 150,0 серная кислота - 50,0. Галлирование проводили при температуре 50 С в течение 30 мин. при плотности тока 200 А/м 2. После галлирования электролит сливали. Перед электроосаждением галлия емкость катодного токоподвода заполняли жидким галлием, а электролизер электролитом, из которого выделяли галлий. Включали электропривод, вращающий катодную основу, и постоянный ток. Проводили электролиз в выбранном режиме. Условия проведения и результаты опытов представлены в таблице. Таблица Результаты опытов по электроосаждению галлия. Условия Продолжительность, Концентрация галлия,проведения опытов час г/дм 3 исх. кон. Плотность тока 20 0,4 0,05 600 А/м 2, скорость вращения катода 0,7 м/с Плотность тока 20 1,0 0,06 650 А/м 2, скорость вращения катода 0,81 м/с Плотность 20 2,3 0,1 тока Условия Продолжительность, Концентрация галлия,проведения опытов час г/дм 3 исх. кон. 700 А/м 2, скорость вращения катода 0,9 м/с 4 (по Плотность тока 20 1,0 0,065 прототипу) 650 А/м 2, скорость вращения катода 0,81 м/с Полученные результаты показывают, что расход электроэнергии при электролизе по предлагаемому способу составил 70,4-76,5 кВт ч/кг восстановленного галлия, что на 10 - 12 меньше, чем по прототипу. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ электроосаждения галлия из щелочных растворов на вращающейся катодной основе,частично погруженной в жидкий галлий, налитый на катодный токоподвод, отличающийся тем, что катодные основу и токоподвод галлируют.