Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения концентрата германия из углеродсодержащего сырья

Изобретение относится к способу получения германиевого концентрата из углеродсодержащего сырья, в качестве которого используют германийсодержащий уголь или лигнит.

Известен способ получения германиевого концентрата из ископаемых углей (патент №2293133 опуб. 10.02.2007) включающий термообработку угля при температуре в горящем слое не ниже 1000°С, в слое огарка не ниже 700°С, а скорость движения зоны горения поддерживают путем регулирования расхода воздуха при его удельной подаче 250-300 нм³/м²⋅ч и при достижении зоны горения нижней части аппарата подачу воздуха прекращают.Недостатком данного способа сложность его осуществления.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения германия при переработке германиеносных лигнитов (Технология получения германия при переработке германиеносных лигнитов М.Я. Шпирт, О.И. Стопани, Л.Н. Лебедева, Л.А. Кост, Е.Г. Горлов. Химия твердого топлива. 2020. №1, С. 5-15), включающий сушку на воздухе лигнитовой руды, добытой открытым способом, измельчение в щековой дробилке, газификацию в вихревом газификаторе при температуре 950-1100°C с коэффициентом избытка воздуха α=0,3, с подачей воздуха 1870 нл на 1 кг лигнита. В качестве дутья используется воздух, содержащий до 10% водяного пара, который получают барботированием горячего воздуха через емкость, содержащую воду. Техническим результат выражается в получении первичного германиевого концентрата в виде уловленного зольного уноса со средним содержанием германия 6933 г/т и синтез-газа, содержащего, %: 28-32 СО; 16-22 Н₂ и 1-5 СН₄.

Недостатком этого способа является низкое содержание германия в золе уноса 6933 г/т.

Задачей изобретения является переработка углеродсодержащего сырья с получением германиевого концентрата.

Достигается это тем, что в способе получения германиевого концентрата из углеродсодержащего сырья, включающем его термическую обработку, согласно изобретению, термическую обработку ведут в кипящем слое с коэффициентом избытка воздуха α=0,5-0,6 при расходе воздуха 3,5-3,8 нм³/кг с одновременной подачей основного и дополнительного дутья воздуха в соотношении 2:1.

Отличительной особенностью является термическая обработка углеродсодержащего сырья в кипящем слое с коэффициентом избытка воздуха α=0,5-0,6 с расходом воздуха 3,5-3,8 нм³/кг с одновременной подачей основного и дополнительного дутья в соотношении 2:1, вследствие этого образуется первичный германиевый концентрат в виде золы уноса с содержанием германия 13010 г/т (1,3±0,1 масс. %).

Примеры конкретного выполнения:

Из 100 кг лигнита с теплотой сгорания 26192 кДж/кг и содержанием германия 210 г/т производится 917 г германиевого концентрата с содержанием германия 1,3±0,1 масс. % (13010 г/т) (т.е. степень извлечения германия 80%, кратность ~ 60).

Эксперименты проводились при термической обработке углеродсодержащего сырья 1150°С, результаты приведены в таблице.

Показана зависимость извлечения германия и его содержание в золе уноса от коэффициента избытка воздуха (табл. 1). С увеличением коэффициента избытка воздуха от α=0,5-0,6 до α=0,7-0,9 интенсифицируется извлечение германия до 85%, однако, наблюдается повышенный золоунос из зоны горения. С уменьшением коэффициента избытка воздуха от α=0,5-0,6 до α=0,3-0,4 снижется степень извлечения германия до 55%.

При коэффициента избытка воздуха α=0,5-0,6 с соотношением основного и дополнительного дутья 1:1 снижается степень извлечения германия до 67% (табл. 2), при соотношении основного и дополнительного дутья 1:2 степень извлечения германия составляет 57%. С увеличением доли основного дутья по отношению к дополнительному до 3:1 и 4:1 степень извлечения германия уменьшается до 52 и 45%, соответственно.

Технический результат заключается в увеличении извлечения германия из углеродсодержащего сырья.