3.4.8. Получение таллиевых концентратов

Для получения таллиевых концентратов таллий выделяют из растворов в виде гидроксида таллия (III), сульфида, хлорида, хромата таллия (I), извлекают ионным обменом или сорбцией, жидкостной экстракцией, цементацией. Выбор способа зависит от концентрации таллия в растворе и содержания сопутствующих элементов.

Выделение гидроксида таллия (III). Этот способ применяют для выделения таллия из бедных растворов (0,05 - 1 г/л таллия). Гидроксид Т1(ОН)₃ осаждается при рН = 3,5-4,5, что позволяет отделить таллий от основного количества кадмия и цинка, гидроксиды которых выделяются при pH >4,5. Если в растворах присутствует таллий (I), его предварительно окисляют перманганатом калия.

Обогащенный таллием осадок растворяют в 10 %-ной серной кислоте Получают раствор, содержащий T1₂SO₄, из которого выделяют таллий цементацией на цинке или осаждая бихромат таллия.

Осаждение хлорида таллия. Используют при высокой концентрации таллия в растворах (> 5 г/л). При избытке осадителя (обычно NaCl) растворимость хлорида таллия понижается, что обеспечивает достаточно полное осаждение. Это следует из приведенной ниже зависимости растворимости Т1С1 от концентрации NaCl при 20 °С:

Концентрация NaCI, %...........0 0,29 0,86 1,17

Растворимость TlCl, %..........0,32 0,14 0,095 0,065

В присутствии кадмия вместе с Т1С1 осаждается двойной хлорид TlCl^.CdCl₂. Таллиевый концентрат («сырой хлорид») содержит 20 - 30 % таллия.

Хлорид разлагают крепкой H₂SО₄ при 350 - 400 °С. После выщелачивания водой получают раствор, из которого кадмий и примеси других тяжелых металлов осаждают содой в составе карбонатов. Из очищенного раствора выделяют черновой таллий цементацией на цинковых листах.

Осаждение бихромата таллия. Проводят из слабокислых растворов для извлечения таллия в виде Tl₂Cr₂O₇ из богатых растворов (> 5 г/л таллия). Преимущество способа – его селективность. В растворе концентрация серной кислоты должна быть 5 - 10 г/л, к нему добавляют насыщенный раствор бихромата натрия до избыточной концентрации 1 г/л. В осадок выпадает бихромат таллия (20 – 30 % таллия), осадки разлагают серной кислотой, а из сульфатного раствора выделяют черновой таллий цементацией на цинковых листах.

Экстракционные способы. Эти способы позволяют существенно упростить технологию извлечения таллия.

Проводят экстракцию из сернокислого раствора раствором иода в трибутилфосфате (50 %-ном растворе ТБФ в керосине). При контакте органической фазы с таллийсодержащим раствором некоторая часть иода переходит в раствор. Образующийся в растворе ТlI переходит в органическую фазу, образуя комплекс ТlI₃·ЗТБФ:

Т1⁺_водн. + I^- _водн + (I₂·ЗТБФ)_орг = Т1I₃·ЗТБФ (3.30)

Индий необходимо предварительно извлечь из растворов, например, экстракцией Д2ЭГФК.

Таллий реэкстрагируют раствором 350 г/л H₂S0₄ с добавкой пероксида водорода для окисления ионов йода до элементарного йода:

2(Т1I₃·ЗТБФ) + H₂SO₄ + Н₂O₂ + ЗТБФ = T1₂SO₄ + 3(I₂·ЗТБФ) + 2 Н₂O (3.31)

При этом происходит регенерация экстрагента. Из исходных растворов, содержащих 0,2 - 0,6 г/л таллия, получают реэкстракты с концентрацией таллия 20 — 35 г/л, из которых выделяют черновой таллий цементацией на цинке.