Из изложенного следует, что источниками индия в гидро­металлургии цинка могут служить возгоны вельц или фьюминг-процессов и медно-кадмиевые кеки.

Индий в производстве свинца

При агломерационном обжиге свинцовых концентратов ин­дий остается в агломерате. В процессе шахтной плавки аг­ломерата индий распределяется примерно в равных количест­вах между черновым свинцом и шлаком. Часть индия (~20 25 %) попадет в пыль.

Шлаки свинцовой плавки частично возвращаются на агло­мерацию. Избыточное количество обычно направляют на вельц-пресс (или фьюмингование), где наряду с цинком и свинцом в возгоны извлекается индий.

В процессе огневого рафинирования чернового свинца бо­льшая часть индия (80 - 90 %) переходит в медистые съемы и оксиды (дроссы), удаляемые с поверхности жидкого свин­ца. Содержание индия вних варьируется от сотых до деся­тых процента.

Медистые съемы обычно плавят в отражательных печах, получая черновой свинец, штейн (в основном сульфиды ме­ди), шлаки и пыль. Индий распределяется между всеми про­дуктами плавки, причем наиболее высокое содержание отме­чается в пылях (0,1 - 0,4 %) и шлаках отражательной плавки.

Таким образом, в производстве свинца источниками индия могут служить продукты рафинирования свинца (медистые съемы, оксиды) и различные продукты и переработки (напри­мер, пыли и шлаки отражательной плавки мелистых съемов).

Поведение индия в производстве олова

При восстановительной плавке оловянных концентратов индий распределяется между пылью (~75 %) и черновым оло­вом (~20 %). В черновом олове иногда содержится до 0,1% индия. Пыль обычно подвергают вторичной переработке (проводят плавку или восстановительный обжиг). Большая часть индия при этом концентрируется во вторичных пылях, кото­рые служат основными источниками индия в производстве олова.

Извлечение индия из обогащенных им продуктов

Содержание индия в обогащенных им продуктах колеблется в широких пределах: от тысячных до десятых долей процен­та. Они отличаются также и по рациональному составу. Так, возгоны (вельц- и фьюминг-процессов) и съемы рафинирова­ния свинца содержат в основном оксиды свинца,. цинка и других элементов; медно-кадмиевые кеки содержат компонен­ты преимущественно в виде металлов. технология извлечения индия обычно состоит из 2-х стадий: 1) Получение индиего концентрата с содержанием индия более 1-2% 2) Получение чернового индия.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГАЛЛИЯ

Сырьевые источники галлия

В земной коре содержится 1.5*10-3 % (по массе) галлия, что выше содержания сурьмы, серебра, висмута, молибдена и вольфрама.

Как типичный рассеянный элемент, галлий встречается в виде изоморфной примеси в других минералах, среди которых минералы алюминия, железа, цинковые обманки. Повышенным содержанием галлия отличается минерал германит. Связь галлия с алюминием определяется близостью химических свойств этих элементов, а также близостью ионных радиусов А13+ (0,057 им) и Ga3+ (0,063 им). В основных промышлен­ных минералах алюминия, содержащихся в бокситах и нефели­не, содержание галлия колеблется от 0,04 до 0,001 %.

Содержание галлия в цинковых обманках (ZnS и GaS изо­морфны) редко превышает 0,002 %. Однако в некоторых из них оно составляет 0,1 %. Галлий наряду с германием со­держится в углях. Золы углей часто содержат от 0,1 до 0,01 % галлия. В процессах газификации угля галлий вместе с германием концентрируется в пыли (сажистых уносах) вследствие летучести его низшего оксида Ga2O.

В настоящее время основным источником получения галлия служит алюминиевое сырье. На заводах, производящих глино­зем и алюминий, попутно извлекают галлий. На некоторых предприятиях галлий извлекают из отходов цинкового произ­водства и газовых заводов (попутно с германием).

Поведение галлия в производстве глинозема и алюминия

Производство алюминия из рудного сырья состоит из двух стадий: производства глинозема (оксида алюминия) и элект­ролитического получения алюминия из глинозема.

В промышленной практике приняты два способа разложения алюминиевых руд: спекание с содой и известняком (для бок­ситовых и нефелиновых руд) и автоклавное выщелачивание растворами гидроксида натрия (метод Байера, применяемый при переработке бокситовых руд).

В обоих способах большая часть галлия (70 - 80 %) пе­реходит в алюминатные растворы в виде галлата натрия.

При выделении гидроксида алюминия из растворов методом карбонизации (пропускание через раствор СО2) или "деком­позиции" гидроксид галлия осаждается позже гидроксида алюминия, что объясняется различием в значениях рН начала осаждения А1(ОН)з и Gа(ОН)з из щелочных растворов, кото­рые равны 10,6 и 9,7 соответственно. Вследствие этого циркулирующие маточные растворы процесса декомпозиции и последние фракции осадков, выпадающих при карбонизации, обогащены галлием. Так, при переработке по способу Байера боксита, содержащего 0,0025 % Ga, в оборотных маточных растворах после декомпозиции отношение Ga2O3, к А2О3 в растворе достигает 0,15 - 0,3 %, что примерно в 30 -50 раз выше, чем в исходном сырье. Концентрация галлия в оборотном растворе колеблется от 0,07 до 0,15 г/л.

При содово-известковом способе переработки сырья раст­воры, поступающие на карбонизацию, содержат 100 - 120 г/л А2О3 и 0,05 - 0,07 г/л G2O3 В процессе первой стадии карбонизации выделяется в осадок 85-90% алюминия и не более 20 % галлия от их исходного содержания в растворе. Это позволяет выделить из маточного раствора осадок, обо­гащенный галлием.

Алюминатные растворы служат основным источником полу­чения галлия. Кроме того, возможно извлечение галлия из отходов электролитического производства алюминия.

В процессе электролиза галлий выделяется на катоде вместе с алюминием, в котором содержится 0,01 - 0,02 % галлия. Часть производимого алюминия для дополнительной очистки поступает на рафинирование методом трехслойного

электролиза. При рафинировании галлий концентрируется в остаточном анодном сплаве, в котором его содержание равно 0,1 - 0,3 %.

При электролитическом получении алюминия образуется угольная пена (смесь электролита с углистыми частицами, осыпающимися с анода), которая содержит 0,02 -0,04 % гал­лия. Угольная пена поступает на флотацию для отделения криолита. Пенный продукт флотации (угольный съем), содер­жащий 0,06 - 0,07 % Ga, может служить источником его по­лучения. На каждые 100 т алюминия приходится 1,5 т уголь­ных съемов, в которых содержится 1-1,2 кг галлия.

Получение галлиевых концентратов или чернового галлия из алюминатных растворов

Для выделения галлиевых концентратов из обогащенных им продуктов необходимо отделить галлий от основной массы алюминия, не внося существенных изменений в технологию переработки алюминиевого сырья. Поэтому способы извлече­ния галлия зависят от применяемой технологии производства глинозема.