148413. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés anyagok redukálására higanyamalgámmal

Megjelent: 1961. szeptember 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.413. SZÁM 12. g. OSZTÁLY — HU—131. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés anyagok redukálására higany amalgámmal Huszák Péter oki. vegyészmérnök, Veszprém, Szigeti György oki. vegyészmérnök, Veszprém, Borlai Oszkár oki. vegyészmérnök, Budapest, Henszelmann Frigyes oki. vegyészmérnök, Veszprém A bejelentés napja: 1959. augusztus 25. Ismeretes, hogy valamely fémoldatból a fémet kicementálhatjuk, ha amalgámmal hozzuk érintkezésbe, melyben a higanyban oldott fém féllépcsőpotenciálja az adott oldatban negatívabb, mint a cementálandó fém féllépcsőpotenciálja. Ezzel az eljárással fémeket, ötvözeteket, adott esetben poralakban állítanak elő. Az amalgámmal azonban egyéb redukáló folyamatok is végezhetők, így pl. azt szerves vegyületek redukálására is felhasználhatjuk. A találmány effajta amalgámmal történő redukáláson alapul, melyet hatásosan és egyszerű berendezésben foganatosíthatunk. A találmány szerinti eljárásnál azt a jelenséget hasznosítjuk, hogy bizonyos anyagok felületére az amalgám tapad és* ezeket a testeket váltakozva az amalgámba, majd a redukálandó anyagba, illetve a redukálandó anyagot tartalmazó oldatba helyezzük. Előnyösen úgy járunk, el, hogy részben az amalgámba, részben pedig a redukálandó vegyületbe, célszerűen e vegyületet tartalmazó oldatba merülő fémtestet — pl. tárcsát — forgatjuk. A találmány szerinti eljárásnál fémsó vizes oldatából a fémet az amalgámba kicementálhatjuk. Használhatjuk azonban szerves vegyületek — pl. nitrobenzol — redukálására is. Az amalgám — pl. nátriumamalgám — jól tapad a vas felületére, amíg az nátriumot tartalmaz. Éppen ezért úgy járunk el a redukálásnál, hogy az amalgámmal bevont vastestet ismét nátriumban dúsabb amalgámba merítjük és így az amalgámot azon megújítjuk, mielőtt erről a nátrium elhasználódna. Ezt pl. forgótárcsák esetében a forgási sebesség beállításával jól kézben tarthatjuk. Tekintettel arra, hogy az amalgámot hordozó fémtesteket, célszerűen lemezeket igen sűrűn helyezhetjük el egymás mellé — csak olyan térközöket kell hagyni, hogy közöttük a folyadék áramolhasson — kis térben igen nagy aktív felülettel dolgozhatunk, miértis a készülék termelékenysége nagy. Az eljárást folyamatosan is végezhetjük, úgy, hogy az amalgámot a cellából a redukáló téren folyamatosan átvezetjük és ha az amalgám kicementált fémet tartalmaz, azt külön térben folytonosan megbontjuk és a kicementált fémtől mentesített higanyt újabb amalgám készítése céljából az elektrolizáló térbe folyamatosan visszavezetjük. Az amalgámot hordozó fémként vason kívül használhatunk pl. rezet. Az amalgámban redukáló fémként nemcsak alkálifémeket, hanem alkáliföldfémeket, különösen kalciumot használhatunk. Alkalmazhatunk azonban cinket stb. is. A kiredukált fém az amalgámban feloldódhat, vagy szuszpendálódhat. Ily módon . pl. mangánt, galliumot tudunk híg vizes oldatokból kinyerni. Galliumvegyületek számos ipari eljárás során igen kis töménységben adódnak egyéb vegyületeket tartalmazó oldatokban. így a Bayer-féle timföldgyártásnál nátriuma]uminátlúgban néhány század százaléknyi-mennyiségben vannak jelen. A javasolt kémiai elkülönítő műveletek mint csapadék alakjában való leválasztás, továbbá koncentrálás és kivonatolás körülményes és bonyolult eljárással valósíthatók meg és hátrányuk, hogy az aluminátlúg összetételében olyan változást hoznak létre, mely a timföldgyártás szokásos menetét zavarja. Ezért haladást jelentett dr. E. Papp, A. Héjjá, J. Üveges: Extraction du gallium métallique des bauxites hongroises. (Acta Technica. TOM XIV. fasc. 1—2, 1956.) javaslata gallium elektrolitos kinyerésére. Az elektrolitos eljárást P. de la Bretéque (2,798.845 és 2,793.179 USA szabadalmi leírások) tovább fejlesztette és üzemi méretekben is megvalósította. Eljárásánál higanykatódot alkalmaz és a gallium leválását a higanyfelület mechanikus keverésével segíti elő. A gallium ugyanis nem képez amalgámot a higannyal és éppen ezért meghatározott erősségű mechanikai keverést kell alkalmazni, mely a galliumot a higanyba bedolgozza. E keverésnél ügyelni kell arra, hogy az ne legyen olyan erős, hogy a higanyt az elektrolizálandó lúgba diszpergálja. mert ily módon nagy higanyveszteség adódhat. Az elektrolízist magasabb, 40—60 C° hőmérsékleten végzik,