147787. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gallium elektrolitikus kinyerésére nátriumaluminátlúgokból
Megjelent 1960. november 30-án ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.787. SZÁM 40. a. 18—51. OSZTÁLY — FE—450. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÄLMÄNY Eljárás és berendezés gallium elektrolitikus kinyerésére nátriumaluminátlúgokból Fémipari Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Dr. Papp Elemér oki. vegyészmérnök, Solymár Károly oki. vegyészmérnök és Üveges József oki. vegyészmérnök, mindhárman Budapest A bejelentés napja: 1959. május 5. A timföldgyártásnál adódó nátrium aluminátlúg galliumot tartalmaz, melynek elektrolitikus kinyerésére Dr. Papp—Héjjá—Üveges Acta Technica Hung. Tome XIV Fase. 1—2 tettek javaslatot. A gyakorlati kivitelhez P. de Bretéque (2 793179 USA-szabadalom) keverővel ellátott higanykatódos készüléket javasolt. Ennél az eljárásnál 5,35% áramhatásfokot érnek el és az aluminátlúg galliumtartalma pl. 179 mg-ról 54 mg-ra csökkenthető literenként. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy az áramhatásfok az elektrolízis időtartamának, illetve a galliumtartalom csökkenésének függvényében jelentősen csökken. Nem célszerű tehát az elektrolízist a galliumtartalom, túlnyomó részének kinyeréséig folytatni, hanem előnyösebb, ha az elektrolízist nagy galliumtartalom mellett az elektrolizálo cellán folytonosan átvezetett aluminátlúggal végezzük, melyből a galliumtartalomnak kevesebb mint 60%-át választjuk csak le. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy ha a lúgbetáplálás sebességét úgy választjuk meg, hogy a galliumtartaloim 180 mg/liter értékről 100 mg/liter értékre csökken, 8% áramhatásfokkal dolgozhatunk, ha pedig 180 mg/liter értékről csupán 140 mg/liter értékre csökken, akkor az áramkihasználás 10% fölé emelkedik. Ez az érték kb. kétszerese annak az áramhatásfoknak, mint amit a fent idézett USA szabadalmi leírás megad. Az eljárást tovább javíthatjuk, ha az aluminátlúgot magával az áramló aluminátlúggal Segnerkerék módjára forgatott, kiömlő nyílásokkal ellátott elosztófejen tápláljuk be a higanykatód felületének a közelébe. Az aluminátlúg e betáplálása biztosítja, hogy a galliumban legdúsabb firss lúg érintkezik a katódfelülettel. Az ily módon bevezetett lúg a katód felületét állandóan tisztítja. Célszerűnek mutatkozott, ha a keverőkaros elosztófej keverőkarjai a katód felületét súrolják, illetve 1—2 mm mélyen a folyékony katódba merülnek. Ily módon folyamatos üzemben a galliumtartalmat 180 mg/liter értékről 140 mg/liter értékre csökkentve 15%-nál -í--1 -^ '^.-inihatásfokot érhetünk el. E folytonos elektrolizálo eljárásnál az áramoltatott lúg az elektrolízis folyamán kivált vanádiumcsapadékot is magával ragadja, mely az elfolyó aluminátlúgtól ülepítéssel könnyen elkülöníthető. A keverő forgatását az áramló lúggal érjük el, úgy, hogy külön meghajtó berendezést pl. keverőmotort nem kell alkalmazni. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezést a mellékelt rajz mutatja. Az 1. ábra a berendezés nézete részben metszve. A 2. ábra a keverőt nagyobb léptékben mutatja. Az 1 tartályban elektrolizáljuk az aluminátlúgot, melynek fenekén a 2 higanykatód és a folyadéktérben 3 nikkel anód van elrendezve. A 2 katódhoz az áramot a 4 szigetelőcsövön át vezetjük. Az 5 keverő Segner-kerék módján van kiképezve és tengelye a 6 tartón van rögzítve. A 7 aluminátlúgot a 8 vezetéken át az 5 keverőkarokon keresztül juttatjuk az elektrolizálo készülékbe, és a lúg áramoltatására a 9 szivattyút alkalmazzuk. Az elektrolizálo edényből a lúg a 10 vezetéken át a 11 ülepítőedénybe folyik, ahonnan a 12 elszívóharangon keresztül vezetjük el. Az 5 keverőkarok a 13 csapágyon vannak rögzítve. Az 5a csonkokból a folyadék a 14 nyíl irányában áramlik ki és az. 5 keverőkart a 15 nyíl értelmében forgásra készteti. Az 5 keverőkart a 6 tartószerkezeten úgy állítjuk be, hogy az 1—2 mm mélyen merül a higanyba, úgyhogy annak felületét forgása közben súrolja. Az 1 tartályba 245 g/l Na2 0-tartalmú timföldgyári sűrűlúgot bocsátunk, melynek gal-
