КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Сырьевые источники галлия, индия и таллия
Применение таллия Одна из важнейших областей применения таллия — использование его галогенидов, а именно монокристаллов твердых растворов бромида с иодидом таллия (КРС-5) и бромида с хлоридом таллия в качестве материалов ИК оптики. Монокристаллы обладают высокой равномерной прозрачностью в широкой области спектра — от видимой до дальней инфракрасной — при устойчивости к влажной атмосфере, что позволяет использовать их для изготовления оптических деталей (окна, линзы, призмы и т. п.) приборов ИК оптики различного назначения. Из материалов на основе галогенидов таллия изготовляются волоконные поликристаллические световоды для лазерной технологии и лазерной хирургии. Монокристаллы хлоридов таллия или твердого раствора Т1С1—TIBr используются для детекторов Черенкова для регистрации частиц высоких энергий. Сплав иодидов таллия и цезия применяется в детекторах для телескопов, усилителях для химических лазеров. Оксид таллия является компонентом высокотемпературных сверхпроводящих керамических материалов. Таллийсодержащие сверхпроводники энергетически эффективны, имеют относительно высокую стабильность, стойки к магнитным полям. Пленки из таких сверхпроводников можно использовать в интегральных схемах. Кристаллы галогенидов щелочных металлов, активированные добавками бромида или иодида таллия, являются кристаллофосфорами и применяются в сцинтилляционных счетчиках для обнаружения иизмерения радиоактивного излучения. Соли таллия применяются для приготовления стекол с большим коэффициентом преломления и высокой дисперсионной способностью, а также цветных стекол. Радиоактивный изотоп 204Т1 применяется в качестве источника β-излучения (Т1/2 = 4 года) в приборах, контролирующих толщину движущегося полотна бумаги или ткани, а также в приборах для снятия статического заряда, возникающего при трении движущихся частей машин.
Современное мировое производство таллия оценивается примерно в 15–20 т в год, и тенденции к увеличению не наблюдается. Основные его производители—Германия, Бельгия, Великобритания, Япония, Франция, Канада. В США производство таллия было прекращено в 1985 г. из-за высокой токсичности металла. В России таллий не производится с 70-х годов. Цена на таллий в 1990 г. составила 180 долл/кг.
4.4.1 Сырьевые источники галлия Галлий — один из наиболее распространенных редких элементов, его содержание в земной коре (1,9 ·10-3)%. В то же время галлий — типичный рассеянный элемент; известно несколько весьма редких минералов, которые почти не имеют промышленного значения. Поведение галлия в природных процессах определяется близостью его химических свойств к свойствам Al и In (вследствие идентичности электронного строения и ионных радиусов). Алюминий относится к числу наиболее распространенных элементов, и галлий является его постоянным спутником. Галлий обнаруживает несомненное сходство и со своими соседями по 4-му периоду — Zn и Ge, поскольку атомные радиусы Zn, Ga и Ge одинаковы (0,139 нм), а ионные радиусы различаются в пределах 12—16%. Кроме того, прослеживается связь галлия с железом(III) в оксидах и гидкроксидах. Данные об основных рудах и месторождениях галлия представлены в таблице 4.1. Главными промышленными источниками галлия являются бокситовые и нефелиновые руды и, в меньшей степени, сульфидные цинковые. За рубежом запасы галлия, связанные с бокситами, оцениваются в 424 тыс. т при среднем содержании галлия ~50 г/т. Общие ресурсы по данным Горного Бюро США 3–4 млн. т. Мировое производство галлия и его соединений непрерывно росло с середины прошлого века от 10 т до 180–200 т к его концу. Сейчас около трети галлия производится из вторичного сырья, а галлий, который добывается из природного сырья на 90% выделяется из алюминиевых руд.
Основные производители галлия: Франция, Япония, ФРГ и КНР. Основные потребители: США (50%), Япония (40%), Западная Европа (10%). В России запасы галлия в бокситах 150 тыс. т при среднем содержании его 53 г/т. Основные же запасы галлия (> 60%) и более 70% его добычи приурочены к апатит-нефелиновым рудам со среднем содержанием 23,6 г/т.
Таблица 4.1 — Важнейшие сырьевые источники галлия.
Нефелиновые концентраты перерабатываются на Волховском и Пикалевском глиноземных заводах. Сульфидные руды с содержанием галлия 9 г/т добывают в Ставропольском крае и на Урале. Из недр России ежегодно извлекаются и перерабатываются руды, содержащие галлий: Производство галлия в России в конце 90-х годов не превышало 8 т в год. Цены на галлий и его соединения подвержены сильным колебаниям в зависимости от спроса и совершенствования технологии.
4.4.2 Сырьевые источники индия Природный индий в основном состоит из изотопа 115In (95,7%), обладающего слабой радиоактивностью. Второй изотоп 131 In (4,33%) стабилен. Индий — типичный рассеянный элемент, его редкие минералы не имеют промышленного значения. Для индия характерна геохимическая связь с соседями по Периодической системе, в первую очередь по диагонали — с цинком и в меньшей степени со свинцом, и по горизонтали — с оловом и кадмием. Связь индия с галлием, таллием и германием слабее, но они часто встречаются вместе с индием в сульфидных минералах. Индий часто встречается в сульфидах, минералами-носителями чаще являются сфалерит, халькопирит, галенит, пирротин. В них индий присутствует в виде изоморфной примеси. С оловом индий связан более тесно, чем с кадмием, так как при близких ионных радиусах всех трех элементов индий и олово имеют наиболее сходные химические и кристаллохимические свойства. Установлено также присутствие индия в минералах Mg, Fe, Mn
Повышенное содержание индия в минералах и рудах связано почти исключительно с месторождениями гидротермального происхождения (таблица 4.2).
Таблица 4.2 — Важнейшие сырьевые источники индия.
Общие мировые ресурсы индия оцениваются в 25–30 тыс. т, разведанные 5,7 тыс. т. Основное количество их сосредоточено в Канаде, странах ЕЭС (Западная Европа) и Китае. Запасы индия в России учтены в рудах 61 месторождения. При потреблении индия на уровне начала 90-х годов обеспеченность России сырьевыми ресурсами индия превышает 100 лет. Основная их часть приходится на руды медноколчеданных месторождений Урала (3,2 г/т) и оловянные руды Дальнего Востока (14,7 г/т). Однако месторождений для организации высокорентабельного производства очень немного хотя на них приходится лишь 5% погашаемых запасов. С другими рудами индий извлекается из недр, но при их переработке теряется из-за: – низкого содержания индия в сырье; – высокими потерями индия с хвостами при обогащении руд. Главными источниками индия в настоящее время служат различные отходы и промежуточные продукты цинкового и свинцового производства, а также пыли производства олова.
4.4.3 Сырьевые источники таллия Таллий относится к числу довольно распространенных рассеянных элементов. Известно более 30 собственных минералов таллия, которые промышленного значения не имеют.
В геохимических процессах таллий участвует преимущественно в степени окисления I. В связи с этим он проявляет себя, как элемент, близкий по свойствам к щелочным металлам. Он может изоморфно замещать калий, рубидий и цезий, как в минералах редких элементов, так и горных пород. В поллуците, лепидолите содержание таллия довольно высоко, однако их руды представляют интерес только с точки зрения возможности попутного извлечения таллия при их переработке. Большое значение имеет способность таллия замещать калий в минералах горных пород, силикатах и алюмосиликатах: полевых шпатах. Довольно высоко содержание таллия в минералах зоны выветривания, где он может окисляться до степени окисления III и растворяться в поверхностных водах. Из водных растворов он сорбируется гидроксидами железа и марганца. Таллием обогащены также железомарганцевые конкреции, образующиеся на дне океана. Таллий входит также (в большинстве случаев в качестве изоморфной примеси и очень редко в виде включений собственных минералов) в состав сульфидных минералов Pb, Zn, Сu, Fe. Руды этих металлов имеют промышленное значение для получения таллия. В ряде случаев при их переработке получают и другие рассеянные элементы (Ge, Ga, In). Как правило, руды этих цветных металлов являются полиметаллическими и обогащением разделяются на соответствующие концентраты. Сырьевые источники таллия представлены в таблице 4.3.
Таблица 4.3 — Важнейшие сырьевые источники таллия.
При обогащении большая часть таллия (до 70%), содержащаяся в минералах горных пород, теряется с отвальными хвостами. Так, при обогащении полиметаллических руд некоторых месторождений Алтая 7% таллия переходит в свинцовый концентрат и 12% — в пиритный. При обогащении уральских медно-цинковых руд 11% таллия переходит в медно-цинковый концентрат, а 89%— в пиритный. Только небольшая часть таллия переходит в сульфидные концентраты цветных металлов, из которых он, как правило, и извлекается.
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 794; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |