Галлий, индий, таллийдің табиғатта кездесуімен оларды өңдеу технологиясы

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Тұ-53 топ студенті Пердебаева Раушан Жексенбайқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

 

Табиғатта кездесуі

Галлий, индий және таллий табиғатта кеңінен, бірақ өте аз мөлшерде кездесетін шашыраңқы элементтерге жатады. Индийдің өз минералдары жоқ, галлий мен таллийдің минералдары өте сирек кездеседі, сондықтан маңызды емес.

Элементтердің үшеуі де сульфидті минералдарға жақын, сондықтан мырыш, қорғасын және полиметалл кендерінде әр түрлі мөлшерде кездеседі.

Галлий мырыш кендерінде (сфалеритте) табылған. Соңғы кезге дейін галдийдің минералы жоқ деп санаған, тек 1958 жылы Тсумеб (Оңтүстік — Батыс Африка) құрамында 35%-ке дейін галлий бар минерал табылды, оны құрамы CuGaS₂ формуласына сәйкес.

Минералды галлит деп атаған. Ол — тығыздығы 4,40, қаттылығы 3-3,5 сұр түсті металдық жылтыры бар майда ұнтақтар (немесе олардың агрегаттары).

Таллий сфалеритпен, германитпен, реннеритпен, халькопиритпен тығыз ассоциацияда. Жоғарыда германий туралы айтылғанда германит пен реннерит құрамында кейде едәуір жоғары (1%-ке дейін) галлий мөлшері болатыны туралы айтылған.

Алюминий аналогы болғандықтан галлий бокситтерде, нефелиндерде және т.б. бірқатар кендерде кездеседі. Галлийді кейбір көмірлердің күлінде де тапқан (1,5%-ке дейін). Кейбір өсімдіктердің өсуінде галлий маңызды орын алады. Осы фактімен оның тас көмірлерде табылуын түсіндіреді.

Индий көбінесе мырыш кендерінде (сфалерит) кездеседі, өте жиі сульфидті полиметалл кендерінде де кездеседі. Кейбір жағдайларда, мысалы Ута кенінің сульфидтерінде (АҚШ) индий мөлшері 2,8%-ке жетеді. Бірақ мұндай жағдайлар өтe сирек кездеседі. Индий сонымен қатар қалайыға жақын (ин­дий бір жағынан мырыш, кадмий, сынаппен, ал екінші жағынан қалайы, қорғасынмен байланысады). Индий сонымен қатар вольфрам кендерінде кездеседі.

Таллий — лорандит TІAsS₂, крукезит (Cu, Ag, Tl)₂Se, ербаит 3(AsSb)₂S₃-Tl₂S, гутчинсонит (Сu, Ag, TІ)₂S PbS 2As S₃ минералдарын түзеді. 1958 жылы құрамы 7TІ₂О₂Fe₂О₃ сәйкес жаңа минерал ашылған. Бұл минералды авиценнит деп атаған, себебі ол атақты ғалым Авиценнаның (Ибн-Синна) туған жерінде - Өзбекстанда табылған.

Таллий көбінесе галениттерде және полиметалл кендерде қорғасынның жанында кездеседі, бірақ 3 пайыздың жүздік және мыңдық үлесіндей ғана. Таллий сілті металдарға ұқсас болғандықтан лепидолит пен слюдаларда кездеседі, оларда ол калийді ығыстырады. Таллийдің геохимиясы монографиясында қарастырылған.

Технологиясы

Галлий, индий және таллийді қатар кездесетін металдарды өңдегенде қосымша өнім ретінде алады. Сондықтан оларды өңдеудің шикізаты ретінде кендер емес, олардың қалдықтары немесе жартылай өнімдері - шлам, шаң (күкірт-қышқылды зауыттар) қолданылады.

Галлийді алу.

Галлий алюминийдің табиғи қосылыстарында серігі болғандықтан оны алу минералды көзі көбінесе глинозем өнімінің қалдықтары. Қайта айналған алюминат ерітінділерін карбонизациялау арқылы алюминий гидроксидін бөледі, сонда галлий ерітіндіде қалады, екінші рет карбонизациялағанда алюминийдің барлық қалдығы мен гидроксид түріндегі барлық галлий бөлінеді.

Осы процесті радиоактивті изотоптар әдісімен зерттеу арқылы галлийдің аз мөлшері бар ерітінділерді карбонизациялағанда ең алдымен алюминий толық бөлінетіні, сосын ғана галлий бөлінетіні дәлелденді. Галлаттың сілті ерітіндісі арқылы СО₂-ні өткізгенде галлий гидроксиді рН= 9,5 болғанда тұнба түрінде бөлінеді.

Құрамында 10% галлий оксиді бар галлийлі концентраттың тұз қышқылында ерітіп, эфирмен экстракциялайды. Тұз қышқылының концентрациясы 5,5М болуы керек. Эфирлі қабатты бөліп алып эфирді ұшырады. Экстракциялық әдіспен галлий хлоридін көптеген қоспалардан (темірден басқаларын, себебі темірде тұз қышқылды ерітінділерден эфирмен экстракцияланады) бөлуге болады.

Сонымен қатар галлийді қышқыл ерітінділерден экстракциялау үшін бутил-ацетат қолданады. Бұл әдіс алюминийді электрорафинирлеу кезінде алынатын мысты балқыманы қайта өңдегендегі ерітінділерден галлийді бөлу үшін қолданылады.

Галлийді бөлудің басқа да әдістері (купферонды әдіс) белгілі, мысалы концентратты күкірт қышқылында ерітіп галлийді купферонмен тұндыру. Тұнбаны кептіріп қыздырады.

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: