Представлены технологии получения галлия из различных видов сырья, промежуточных продуктов и основного наиболее богатого галлием промпродукта – щелочных растворов переработки – алюминийсодержащего сырья на г линозем. Преимущественно обсуждены способы выделения галлия в виде галлий-алюминиевого сплава (галламы алюминия), электрохимического осаждения галлия с носителем – цинком и метод карбонизации щелочных алюминатных растворов, а также кратко рассмотрены процессы экстракции и ионного обмена из щелочных и кислотных многокомпонентных растворов. Приведены данные по влиянию примесей на способы извлечения галлия, что перспективно в связи со все ухудшающимся качеством поступающего сырья на переработку и ожидаемым ростом галлиевого производства. Не токсичные жидкие сплавы на основе галлия находят применение в самых разнообразных областях благодаря наличию протяженной области жидкого состояния, высокой электро- и теплопроводности, устойчивости на воздухе, взаимодействию с порошками металлов – с образованием композитов, возможностью проведения синтеза соединений в жидкометаллической среде галлиевого сплава. Представлен ряд областей применения этих сплавов как в технике, так и в медицине, изложены определяющие физико-химические, механические, коррозионные и другие свойства жидких галлиевых сплавов и композитов / диффузионно-твердеющих составов на основе галлия. Книга предназначена научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся инновационными разработками с применением редких металлов, технологией извлечения рассеянных элементов, а также будет полезна аспирантам и студентам металлургических и химических специализаций.
Author(s): Яценко С.П., Пасечник Л.А., Скачков В.М., Рубинштейн Г.М.
Publisher: Российская Академия Наук
Year: 2020
Language: Russian
Pages: 344
City: Москва
Предисловие 5
Принятые основные сокращения 8
1.0. Сырьевые источники галлия 9
1.1. Основные геохимические особенности галлия 9
1.2. Условия концентрирования галлия 9
1.3. Галлий в бокситах и алюминиевых породах 10
1.4. Галлий в сульфидных рудах 12
1.5. Галлий в углях и золах 13
Литература к главе 1 14
2.0. Поведение галлия в процессе переработки алюминийсодержащих руд на глинозем 16
2.1. Гидрохимия боксита 17
2.2. Поведение галлия и примесей при выделении гидроксида алюминия из натрий-алюминатного раствора 19
2.3. Комплексная переработка нефелинов 24
2.4. Извлечение галлия из алюмогаллокарбонатного концентрата 25
Литература к главе 2 27
3.0. Физико-химические свойства щелочных растворов галлия 29
3.1. Общая информация о растворах 29
3.2. Системы оксида галлия в щелочных и щелочно-карбонатных растворах 35
3.3. Электроосаждение галлия из водных растворов 51
Литература к главе 3 65
4.0. Промышленные технологии получения галлия на глиноземных заводах 68
4.1. Испытания ртутного метода на Уральском алюминиевом заводе 68
4.2. Выделение галлия из полиметаллической амальгамы 72
4.3. Очистка щелочно-галлатного раствора от примесей 75
4.4. Сорбция галлия из щелочных растворов гидроксидами металлов 79
4.5 Сорбция ванадия гидроксидами металлов из щелочных алюминатных растворов 80
4.6. Цементационный способ извлечения галлия из щелочных алюминатных растворов 84
4.7. Способ извлечения галлия из алюминатных растворов на твердом вращающемся галлированном катоде 90
4.8. Цементация галлия из щелочных растворов на висмутовых сплавах 93
4.9. Получение галлия на алюминиевых заводах цементацией на галламе алюминия 95
4.10. Электроосаждение галлия с носителем из алюминатных растворов на металлическом катоде 101
4.11. Производство галлия методом электроосаждения с цинком на Уральском алюминиевом заводе («УАЗ-СУАЛ») 115
4.12. Создание галлиевого производства на заводе Гуансийской алюминиевой компании в г. Пин-Го, провинция Гуанси КНР 121
4.13. Испытание способа получения галлия электроосаждением с носителем на заводах 127
4.14. Карбонизационная технология получения галлия из растворов глиноземного производства 134
4.15. Отделение алюминия от галлия осаждением алюмината кальция 140
4.16. Переработка высококремнистых алюминиевых руд 142
4.17. Извлечение галлия при переработке сульфидных концентратов 146
4.18. Извлечение галлия из остатков металлургических и электролизного производств 148
4.19. Другие источники галлия 150
Литература к главе 4 154
5.0. Полупроводниковые материалы на основе соединений галлия с азотом, фосфором, мышьяком и сурьмой 164
5.1. Синтез и свойства бинарных галлиевых полупроводников 165
5.2. Свойства соединений А3В5 на основе галлия 170
5.3. Гетероструктуры на основе твердых растворов Ga3В5 173
5.4. Извлечение галлия из отходов производства полупроводников 177
5.5. Свойства неметаллических компонентов полупроводников А3В5 183
Литература к главе 5 186
6.0. Экстракционные и сорбционные способы в технологии галлия 190
6.1. Экстракция галлия из кислых растворов 191
6.2. Экстракционное извлечение галлия из щелочных алюминатных растворов 199
6.3. Сорбционные методы извлечения и очистки галлия 206
6.4. Применение импрегнированных материалов для сорбции галлия 212
Литература к главе 6 214
7.0. Взаимодействие жидкого галлия и его легкоплавких сплавов с металлами и конструкционными материалами 221
7.1. Физические свойства металлического галлия и его легкоплавких сплавов 221
7.2. Взаимодействие твердых металлов с жидким галлием и его сплавами 229
7.3. Металлы в бинарных сплавах 247
7.4. Газовые примеси в сплавах галлия 248
7.5. Коррозия металлов в галлии 251
7.6. Коррозия сплавов в галлии, галлий-индиевом и галлий-индий-оловянном сплавах 262
7.7. Стойкость других материалов 278
Литература к главе 7 281
8.0. Применение жидкометаллических галлиевых сплавов 289
8.1. Галлий-индиевый и галлий-индий-оловянный сплавы для радиационного контура 289
8.2. Жидкометаллические электроконтакты на галлиевых сплавах 292
8.3. Термостатирование приборов галлиевыми сплавами 302
8.4. Источники щелочных металлов для фотоэмиттеров 307
8.5. Получение водорода разложением воды галламой алюминия 315
8.6. Композиты на основе галлиевых сплавов 319
8.7. Галлиевые сплавы для медицины 331
Литература к главе 8 336
