Реферат: Выделение германия из колошниковой пыли цинковых плавильных печей

Наиболее целесообразным является выделение германия при переработке германийсодсржащего осадка, получаемого при высаживании цинковой пылью и отделяемого от кадмийсодержащего раствора. Производство германия может рассматриваться в качестве побочного процесса получения кадмия, если получение кадмия является основным процессом.

Схема на рис.1 основана главным образом на данных статьи Томпсона и Мусгрейва, напечатанной в 1952 г. Принципиально процесс не изменен, только использованы некоторые дополнительные технические данные из современной практики. Процесс, в соответствии с рис. 64, начинается с улавливания германиево- и кадмийсодержащих дымов, образующихся в процессе обжига и плавления при переработке рудных концентратов на основе сульфида цинка,

Подсистема выделения германия формируется на стадии, когда после первичной обработки дымной пыли германийсодержащий осадок отделяется от кадмийсодержащего раствора. Частичное осаждение соединений из раствора достигается путем добавления к нему цинковой пыли в количестве достаточном для высаживания меди и германия без выделения соединений кадмия.

Другие примеси, например мышьяк, также осаждаются вместе с медью, и германием. С этого момента дальнейшая обработка осадка с содержанием германия 1 % всегда протекает одинаково независимо от его происхождения — из отходов или колошниковой пыли производства цинка или из золы, получаемой при сгоранииугля. Шлам, содержащий германий, снова растворяется в серной кислоте н концентрация германия увеличивается при повторном осаждении. Полученный концентрат германия высушивается, прокаливается и растворяется в концентрированной соляной кислоте.

Полученный концентрат германия высушивается, прокаливается и растворяется в концентрированной соляной кислоте.

Получающиеся при этом тетрахлорид германия и треххлористый мышьяк отгоняются от раствора и направляются на дальнейшую очистку. Очистка проводится путем многократной перегонки четыреххлористого германия, гидролиза водой,

Подсистема выделения германия в виде побочного продукта: 1— руда (сульфид цинка с содержанием германия 0,01—0,015%); 2 — обжиг и спекание рудного концентрата; 3 — SO, иа завод по производству серной кислоты; 4 — оксид цинка Для дальнейшего производства; 5 — дым; 6 — вода, серная кислота; 7 — сбор, выщелачивание и фильтрация кадмиево-германиевого раствора; 8 — сульфат свинца на плавление; 9 — отделение кадмиево-германиевого раствора; 10 — точка отделения; // — цинковая пыль; 12 — осаждение германия (вместе с медью, мышьяком и другими примесями в небольших количествах); 13 — фильтрация; 14 — раствор кадмия в дальнейшее производство; 15 — осадок (1 % Ge); 16 — серная кислота; 17 — повторное растворение; 18 — цинковая пыль; 19 — осаждение; 20 — бедный кадмием раствор в цикл получения кадмия; 21 — фильтрация; 22 — концентрат германия (10—15 %); 23 — высушивание и прокаливание; 24 — концентрированная соляная кислота; 25 — растворение; 26 — тетрахлорид германия; 27 — перегонка; 28 — отработанный раствор; 29 — неочищенный тетрахлорид германия (с примесями мышьяка и др. веществ); 30 — Фракционная перегонка; 31 — медь; 32 — нагрев с вертикальным холодильником; 33 — арсенид меди; 34 — перегонка; 35 — чистый тетрахлорид германия; 36 — вода; 37 — гидролиз GefOH)^ фильтрование, вакуумная сушка; 38 — чистый диоксид германия; 39 — водород; 40 — восстановление водородом в трубчатой печи; 41 — порошок германия; 42 — азот или аргон; 43 — плавление и отливка в формы (1000 °С); 44 — стержни из германия; 45 — повторная плавка и кристаллизация (зонная плавка); 46 — высокочистый германий для целей электроники ( <1 ррт примесей) и прокаливанием с образованием чистого диоксида германия. Металлический германий получают восстановлением диоксида германия водородом в трубчатых печах.

Полученный металлический германий в порошкообразном состоянии подвергается плавке и разливается в формы. Плавление проводится в атмосфере инертного газа _для предотвращения окисления. На этой стадии металл не обладает достаточной чистотой для использования в электронной промышленности. Дополнительная очистка проводится методом зонной плавки.