Институт металлургии Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург, Россия:

И. Н. Танутров, гл. науч. сотр., эл. почта: intan38@live.ru

М. Н. Свиридова, ст. науч. сотр.

В статье приведены основные результаты физико-химических исследований по термодинамике и кинетике высокотемпературных систем, содержащих германий, а также его соединений и сплавов. Наибольший интерес представляют сплавы на основе железа, являющегося во многих случаях основным сопутствующим компонентом германия в сырье. Впервые изучены термодинамические свойства расплавов в системах Fe – Ge – C, а также Fe – Ge – S – C и Fe – Ge – S. Экспериментально определены величины коэффициентов распределения германия между металлической фазой на основе железа и шлаком системы FeO – СаО – Аl₂О₃ – SiO₂. Изучены кинетика и макромеханизм образования монооксида GeO₂ – C и Ge – GeO₂ и моносульфида германия в системах Ge – CaSO₄ и GeO₂ – CaSO₄ – C. Впервые измерена также скорость испарения моносульфида германия из расплавов на основе систем Fe – Ge – S – Снас и Fe – Ge – Si – S – Снас в вакууме. Определены скорости восстановления германийсодержащих оксидных расплавов углеродом и металлическим железом, образования тетрахлорида германия хлорированием сплавов Fe – Ge и Fe – Ge – Si в расплавах NaCl – FeCl₃, a также окисления сплавов на основе железа в расплавах Na₂SO₄ – CaSO₄. В результате исследований определены условия максимальной возгонки парообразных соединений германия из оксидов и металлических сплавов в твердом и жидком состоянии. Изучены плотность, поверхностное натяжение и вязкость характерных для технологии германия оксидных расплавов систем СаО – MgO – Al₂O₃ – SiO₂ – CaS. Эти данные положены в основу технологических разработок Института металлургии Уральского отделения РАН (ИМЕТ УрО РАН) в области пирометаллургического концентрирования германия. Приведены данные по разработке и внедрению в производство пирометаллургической технологии получения концентратов германия из промышленных полупродуктов и отходов. В настоящее время на предприятиях России реализуются технологические разработки ИМЕТ УрО РАН в области получения германиевых концентратов применительно к перспективному сырью Павловского месторождения.

Статья выполнена в рамках проекта Программы Президиума РАН № 12-П-3-1018.

1. Тананаев И. В., Шпирт М. Я. Химия германия. — М. : Химия, 1967. — 452 с.
2. Давыдов В. И. Германий. — М. : Металлургия, 1964. — 136 с.
3. Наумов Ф. В., Наумова М. А. Рынок германия: ошибки и перспективы // Цветная металлургия. 2008. № 4. С. 13–23.
4. Шпирт М. Я. Физико-химические основы переработки германиевого сырья. — М. : Металлургия, 1977. — 264 с.
5. Шпирт М. Я. Физико-химические и технологические принципы производства соединений германия. — Апатиты : Изд-во Кольского научного центра РАН, 2009. — 286 с.
6. Танутров И. Н., Свиридова М. Н., Шолохов В. М. Физико-химические основы пирометаллургического концентрирования германия и галлия // Сб. тр. конф. «Физическая химия и технология в металлургии». — Екатеринбург : УрО РАН, 2005. С. 213–217.
7. Sviridova M. N., Tanutrov I. N., Leontiev L. I. Complex processing of iron-germanium ores with use of vacuum treatment of pig-iron // Proc. of Russian-Indian Simposium «Metallurgy of nonferrous and rare metals». — Moscow, 2002. Р. 131–136.
8. Танутров И. Н., Кожевников Г. Н., Чумарев В. М. Перспективные пути развития сырьевой базы германия и редких тугоплавких металлов // Тр. науч.-техн. конф. «Проблемы и перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР». — Екатеринбург : УрО РАН, 2011. Т. 1. С. 292–298.