Металл после восстановления с плавкой и направленной кристаллизацией имеет удельное сопротивление 35¸40 Ом×см. Скорость процесса восстановления диоксида германия водородом зависит от температурного режима, количества подаваемого водорода, толщины слоя диоксида и других параметров[6].
Эти методы основаны на том, что концентрация примесей в кристалле отличается от концентрации их в расплаве, из которого этот кристалл образуется. Распределение примеси между кристаллом и расплавом характеризуются коэффициентом распределения:
К = Ств/Сж, (1.22)
где Ств – концентрация примеси в твердой фазе,
Сж – концентрация её в жидкой фазе.
Коэффициент распределения большинства примесей сильно отличается от 1, что обуславливает эффективность очистки германия перекристаллизацией из расплава. Для очистки германия на практике применяют 2 метода: направленную кристаллизацию и зонную плавку.
При направленной кристаллизации расплав постепенно кристаллизуется от одного конца контейнера к другому. Во время направленной кристаллизации происходит сегрегация примесей. Примеси с К>1 концентрируются в части слитка, кристаллизующейся вначале. Примеси с К<1 – в части слитка, кристаллизующейся последней. Многократное повторение этого процесса при удалении после каждой операции загрязненных концов кристалла позволяет осуществить эффективную очистку германия. Однако необходимость многократной перегрузки очищенного металла снижает эффективность очистки за счет попадания случайных загрязнений. Поэтому данный способ применяют только для предварительной очистки германия после восстановления. Более глубокую очистку производят методом зонной плавки.
Процесс очистки зонной плавкой заключается в многократном прохождении расплавленных зон через длинный слиток очищаемого материала; при этом примеси с К>1 и с К<1 концентрируются на противоположных концах слитка. То обстоятельство, что процесс зонной плавки можно повторять несколько раз без извлечения материала из аппарата, способствует достижению более высокой чистоты, чем при направленной кристаллизации. Германий, очищенный зонной плавкой, при правильном ведении процесса и соблюдении особых мер предосторожности от случайных загрязнений имеет удельное сопротивление при комнатной температуре выше 50 Ом•см[5,6].
Проектом предусматривается переработка германиевого концентрата состава, %: Ge – 13,54; Na – 1.51; Ca – 4,55; Fe – 7,61; Al – 8,45; As – 4,75; Zn – 5,81; Pb – 0,3; SiO2 – 13,28; Прочие - 40,2.
Для перевода мышьяка в нелетучую кислоту H3AsO4 применяют процессы его окисления до пятивалентного состояния.
Наиболее прост способ применение газообразного хлора. Однако его использование создает трудности при осуществлении его подачи, вызывает дополнительные затраты на его хранение и обслуживание оборудования, отвечающего за подачу реагента.
Также на некоторых предприятиях трехвалентный мышьяк, содержащийся в растворе (в виде ионов AsO33-), окисляют до арсената AsO43- пиролюзитом MnO2 и (для завершения окисления) KMnO4. Этот метод эффективен, но вызывает дополнительные затраты на сами реагенты, их хранение, транспортировку, подачу в реактор при загрузке, что не может не сказываться на себестоимости годового продукта.
В данном дипломном проекте предложена технология использования хлората натрия (бертолетовой соли) в качестве окислителя. Этот окислитель позволяет исключить из процесса использование газообразного хлора, который используется на предприятии в настоящее время. Он более удобен в эксплуатации, так как находится в жидком либо порошкообразном состоянии, что упрощает его транспортировку, улучшает безопасность ведения процесса и его контроль. Его применение позволяет повысить эффективность хлора, так как хлор образуется в самой пульпе (реакция 1.13), значительно уменьшается количество отходящих газов, снижаются затраты на их очистку и утилизацию.
6 HCl + NaClO3 = 3 Cl2 + NaCl + 3 H2O (1.13)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.