|
GeCl4 + 4H+ + 4OH- Ge(OH)4 H4GeO4 = 2H+ + GeO32- + H2O;
(вода) в избытке Далее в водный раствор слабой германиевой кислоты H2GeO3 следует добавить водный раствор сильной щелочи, например NaOH. При этом образуется германат натрия, т.е. происходит обычная реакция нейтрализации:
2NaOH + H2GeO3 = Na2GeO3 + 2H2O
Соль германат натрия Na2GeO3 можно получить постепенным выпариванием ее водного раствора. Далее германат натрия можно подвергнуть медленному термическому разложению.
Второй способ получения германия (возможно более надежный) заключается в следующем. Для получения чистого GeCl4 применяют либо ректификацию в кварцевых колоннах с насадкой, либо экстракцию примесей из GeCl4 концентрированной соляной кислотой HCl, либо последовательно ту и другую операцию. Очищенный GeCl4 гидролизуют в трижды дистиллированной воде, получают GeO2, промывают ее спиртом (C2H5OH) и сушат. Содержание Cu, Ni, Fe, Mn в полученном соединении GeO2 не должно превышать ~10-6 - 10-7%; Si; Sb; As; P не более ~10-5%. Чистый Ge получают восстановлением из GeO2 водородом при t=+600-700°С. Ge в виде порошка в зоне повышенной температуры (+1050°С) подвергается рафинированию способом зонной плавки, описанной ниже.
Германат натрия может быть использован как сильный восстановитель. Такова общая картина получения германия по двум изложенным вариантам. Для получения германия, как дорогого товарного продукта высокой степени чистоты его подвергают зонной плавке. Этот способ очистки разработан в Германии Пфанком в 1952 году и связан с необходимостью получения германия особой чистоты для полупроводниковой техники. Способ основан на различной растворимости примесей в твердой и жидкой фазах - в твердой фазе она значительно меньше. Способ детально описан в прописи М.Х. Карапетьянца и С.И. Дракина . Очищаемый образец помещается в длинную узкую лодочку, которая размещается в вакуумной камере или в инертной атмосфере. Эта так называемая лодочка размещается внутри кольцевого электронагревателя и под действием которого плавится короткий участок образца. Нагреватель медленно со скоростью 1см/ч автоматически передвигается вдоль образца. Вместе с нагревателем смещается расплавленная зона. Поскольку растворимость примесей в жидкой фазе выше, то примеси собираются в расплавленной зоне и вместе с расплавленной зоной смещаются к концу образца. Проход зоны можно повторять несколько раз и добиваться все большей и большей очистки. Конец слитка германия, содержащий наибольшее количество примесей просто обрезают. Ну и наконец отходы вспомогательных материалов, а именно древесные отходы можно и нужно использовать после дробления для получения древесно-цементной массы (ДЦМ), из которой можно формовать древесно-цементные плиты и употреблять их в строительстве. Для получения ДЦМ раздробленная древесная масса смешивается со связующими веществами. Операцию смешения можно и нужно производить все в том же 2-х лопастном смесителе Вернера-Пфлейдерера. В качестве связующего компонента можно использовать магнезиальный цемент, в который можно добавить асбест для придания огнестойкости или другие компоненты например мелкораздробленный и просеянный шлак в качестве наполнителя. Смесь древесной ваты (продукт, вырабатываемый из хвои), костры крупных волокнистых растений с магнезиальным цементом дает материал фибролит. Однако, живую хвою использовать для стройиндустрии конечно варварство. На наш взгляд для этого подходит только мертвая хвоя.
Кроме того, раздробленная древесная масса из ТПО может идти на получение древесностружечных плит (ДСП). Получение ДСП производится горячим прессованием древесной стружки со связующим веществом, в качестве которого может выступать мочевично-формальдегидная смола. ДСП могут быть использованы для многих целей. Получение ДСП производится плоским прессованием или экструзией, т.е. выдавливанием композиции (древесная масса + смола) из специального экструдера (выдавливанием массы через экструзионную головку (фильеру). Кроме того можно на основе отходов древесины получать древесно-слоистые пластики. Этот материал получается горячим прессованием из древесного шпона, пропитанного синтетическими термореактивными смолами (например, фенолоформальдегидной смолой). Далее, из отходов древесины можно изготовлять древесноволокнистые плиты (ДВП). Для этого древесину измельчают до состояния тонкого волокна. Существуют два способа получения ДВП:
· Мокрый способ без добавки связующего вещества.
· Сухой способ с добавкой связующего вещества.
В качестве связующего используется (4-8% от массы) синтетическая смола. С целью повышения механической прочности и придания стойкости против влаги, огня, действия микроорганизмов в состав плит ДВП вводят синтетические и искусственные смолы, антисептики т.п. После перемешивания из массы отливаются плиты, которые затем высушиваются.
Если организация или предприятие не имеют возможности получать из отходов такие изделия, то такие отходы древесины после дробления можно перерабатывать в биомассу способом экологической биотехнологии, которая описывается подробно в следующих главах.
|