Сибирский федеральный университет

Перевод названия: THE GERMANIUM CONCENTRATION DETERMINATION IN LIGNITE OF LOWER ANGARA REGION

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Ключевые слова: germanium, raw materials, lignite, elemental composition, atomic emission spectroscopy, measurement procedure, германий, сырье, лигнит, элементный состав, атомно-эмиссионная спектрометрия, методика выполнения измерений

Аннотация: Производство полупроводникового германия в России вносит вклад в развитие аэрокосмической электроники. Германий используется в качестве подложек для эпитаксиальных структур A III B V типа GaInP/GaInAs/Ge, являющихся основой солнечных элементов космического базирования с высоким КПД, достигающим 39 %. Стратегическим вопросом для германиевого производства является источник собственного сырья. В настоящее время в качестве перспективного германийсодержащего сырья рассматриваются лигниты, залегающие в Нижнем Приангарье в бассейне среднего течения р. Енисей. Разработана методика выполнения измерений (МВИ) концентрации германия в лигнитах, включающая следующие операции: озоление лигнита, разложение зольной пробы в смеси концентрированных азотной и фтористоводородной кислот (1:2) и определение концентрации германия в растворе методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой с использованием спектрометра iCAP 6300 Duo (Thermo Scientific). Предложенная МВИ позволяет проводить количественный и качественный элементный анализ лигнитов и другого минерального сырья - углей, антрацитов, углистых аргиллитов и алевролитов. Определены метрологические характеристики МВИ содержания германия в сырье. Показатели прецизионности при уровне измеряемой величины от 150 до 300 г/т составляют: стандартное отклонение повторяемости - 3,0 г/т; стандартное отклонение промежуточной прецизионности - 5,4 г/т. Относительная погрешность определения содержания германия не превышает 4 %. Установлено, что среднее содержание германия в лигните составляет 0,02 мас. %, или 200 г/т. В составе лигнита доминируют углерод (68) и кислород (27 мас. %). Из числа металлических элементов преобладают кремний (1,0), алюминий (0,5) и железо (0,4 мас. %). Semiconductor Germanium production in Russia contributes to development of the aerospace electronics. Germanium used for solar cells, as it provides higher conversion efficiency than Silicon. In particular, it is determined that Ge can be used as a substrate material for A III B V based solar cells type GaInP/GaInAs/Ge, and one of the leading results of conversion efficiency is about 39 %. The source of its own raw materials is the strategic issue for Germanium production. Currently, the lignites occurring in Lower Angara in basin of Yenisei River middle course are considered as the promising Germanium raw materials. The measurement procedure of Germanium concentration in thelignite has been developed, which includesthe following steps:ashing of the lignite, ash samples decomposition in a mixture of the concentrated nitric and hydrofluoric acid (1:2) and determination of the Germanium concentration in the solution by Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) using spectrometer iCAP 6300 Duo (Thermo Scientific). The proposed measurement procedure allows carrying out qualitative and quantitative elemental analysis of lignite and other minerals - coal, anthracite, carbonaceous mudstone and siltstone. Metrological characteristics of the measurement procedure have been identified. Indicators of precision when the Germanium concentration value of 150 to 300 g / t are: the standard deviation of repeatability ? 3.0 g / t; the standard deviation of precision ? 5.4 g / t. The relative error is less than 4 %. It was found that the average germanium content in the lignite is 0.02 wt. % or 200 g/t. Carbon (68 wt. %) and oxygen (27 wt. %) are dominated in the composition of lignite. Silicon (1.0), aluminum (0.5) and iron (0.4 wt. %) predominate among the metallic elements.

Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева

Выпуск журнала: Т. 16, № 1

Номера страниц: 241-247

ISSN журнала: 18169724

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева

• Шиманский А.Ф. (Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева)
• Подкопаев О.И. (ОАО «Германий»)
• Копыткова С.А. (ОАО «Германий»)
• Балакчина Е.С. (ОАО «Германий»)
• Кравцова Е.Д. (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)