Ученые Сибирского федерального университета предложили способ переработки углеродного концентрата — продукта отходов алюминиевого производства. Об этом сообщил заведующий кафедрой композиционных материалов и физикохимии металлургических процессов СФУ Александр Шиманский.
В Красноярске действует алюминиевый завод. Его производственные мощности составляют порядка 1 млн тонн алюминия в год. Один из отходов алюминиевой производства — углеродный концентрат, который содержит германий и галлий, используемые в различных отраслях промышленности.
«Растущий спрос на галлий и германий, а также дефицит природного сырья привели к необходимости использовать техногенное сырье — „лом“ электронных и оптических устройств, а также твердые отходы алюминиевого производства. Мы посвятили работу комплексной переработке углеродного концентрата. Этот концентрат образуется в процессе переработки угольной пены алюминиевого электролизера и относится к числу наиболее масштабных отходов в цветной металлургии, которые нужно утилизировать», — сообщил Шиманский.
Процесс переработки концентрата состоит из нескольких этапов. На первом идет сжигание, во время которого извлекается соединения галлия и германия. Далее германиевый концентрат поступает на специализированные предприятия по производству германия. Соединения галлия, имеющие более низкую летучесть, при сжигании остаются в «зольном остатке». Затем галлий с помощью растворов выделяют из зольного остатка и с помощью сорбентов концертируют его. В заключительной стадии металл из концентрированных растворов осаждается — получается так называемый технический галлий. По словам Шиманского, такие технологии позволяют снизить антропогенную нагрузку от алюминиевого производства и при этом получать ценные элементы.
Галлий и германий применяют в современных технологиях. Германий используют в солнечных батареях космического базирования, электронной технике, инфракрасной оптике преимущественно военного назначения. Его считают наиболее эффективным материалом для изготовления высокочувствительных гамма-детекторов и систем мониторинга радиационной обстановки в мире. Галлий используют в электронике в составе твердотельных устройств на базе полупроводниковых соединений. Он необходим для производства зеркал специального назначения, лазерных материалов, а также в качестве легирующей добавки для улучшения свойств современных металлических материалов. Галлий и германий относятся к рассеянным элементам. Это означает, что собственных месторождений они не образуют, поэтому в промышленности их чаще всего получают как побочный продукт основных производств.
