Введение ....................................................................................................................... 4
Глава 1 Литературный обзор .................................................................................... 11
1.1 Природные и техногенные источники редких элементов .............................. 11
1.1.1 Сырьевые источники редкоземельных металлов ......................................... 13
1.1.2 Германийсодержащее сырьё ........................................................................... 16
1.1.3 Галлийсодержащее сырьё ................................................................................ 19
1.2 Физико-химические основы процессов термической переработки
германийсодержащего сырья с целью извлечения ценных компонентов .......... 22
1.3 Извлечение редкоземельных металлов из продуктов сжигания углей ......... 31
Выводы к литературному обзору ............................................................................ 34
Глава 2 Методическая часть..................................................................................... 37
2.1 Исходные материалы .......................................................................................... 37
2.2 Методы исследований ........................................................................................ 37
2.3 Пробоподготовка лигнита, углеродного концентрата и методика определения
в них германия, галлия и редкоземельных металлов ............................................ 39
2.4 Лабораторная установка для сжигания лигнита и углеродного концентрата
..................................................................................................................................... 41
2.5 Методики выщелачивания редкоземельных металлов и галлия .................... 43
2.5.1 Сплавление зольного остатка углеродного концентрата с гидрокарбонатом
натрия ......................................................................................................................... 44
2.5.2 Цементация галлия на галламе алюминия .................................................... 44
Глава 3 Экспериментальная часть ........................................................................... 46
3.1 Физико-химические закономерности процессов комплексной переработки
лигнита с выделением германия и редкоземельных металлов ............................. 46
3.1.1 Состав и физико-химические свойства лигнита ........................................... 47
3.1.2 Исследование процессов извлечения германия и редкоземельных металлов
из лигнита ................................................................................................................... 51
3.1.3 Модернизация процесса сжигания лигнита .................................................. 61
3.2 Исследование химико-металлургических процессов извлечения германия и галлия из углеродного концентрата, продукта утилизации угольной пены алюминиевого электролизёра .................................................................................. 63
3.2.1 Состав и физико-химические свойства углеродного концентрата ............. 64
3.2.2 Механизм накопления галлия и германия в угольной пене и углеродном концентрате ................................................................................................................ 69
3.2.3 Физико-химический анализ процессов извлечения галлия и германия из отходов алюминиевого производства ..................................................................... 72
3.3 Исследование физико-химических закономерностей процессов выщелачивания ценных компонентов из продуктов пирометаллургической переработки сырьевых материалов ......................................................................... 76
3.3.1 Закономерности процессов извлечения редкоземельных металлов из продуктов сжигания лигнита ................................................................................... 76
3.3.2 Физико-химические закономерности процессов извлечения галлия и германия из продуктов сжигания углеродного концентрата................................ 79
Выводы ....................................................................................................................... 88
Список литературы ................................................................................................... 90
Приложение А. Сравнение экспериментальных данных с мировыми достижениями .......................................................................................................... 109
Приложение Б. Схема переработки лигнита с выделением германия и редкоземельных металлов ...................................................................................... 111
Приложение В. Приблизительная оценка экономической эффективность переработки лигнита ............................................................................................... 113
Приложение Г. Схема выделения галлия из углеродного концентрата ............ 114
Приложение Д. Схема переработки углеродного концентрата с выделением галлия и германия.................................................................................................... 115
