185258. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta gallium előállítására
1-185258 2 vannak megadva. A találmány szerinti eljárással nyert gallium maradék ellenálási aránya szoba- és hélium-hőmérsékleten 5-9 • 10-4. A találmány szerinti eljárás szemléltetésére a következő példákat adjuk meg. 1. példa A 3 • 10-3s% rezet, 1,8 • 10~3 s% ólmot, 6 ■ 10~3s% vasat, 3,8 • 10"2 s% cinket, 2,2 • 10-3 s% ónt, 4 • 10"3 s% szilíciumot és 1,2 • 10'"4 s% krómot tartalmazó nyers galliumot 40 °C-on egy porózus kvarclapon átszűrtük olvadék formájában. A szűrt fémet mostuk sorban a következő anyagokkal: 1,5 mól/1 töménységű salétromsav, víz, 1,5 mól/1 töménységű sósav, majd újra víz. Az így végzett hidrokémiai kezelés után a szennyezőanyag-tartalom a következőképpen alakult: 3 • 10-3 s% réz, 1,7 • 10~4 s% ólom, 1,5 • 10"3 s% ón, 2,5 • lO“4 s% szilícium, króm nem volt található, vasra és cinkre nézve nem vizsgáltuk a mintát. Az előállított fémet ötszakaszos frakcionált kristályosítással tisztítottuk, amit 0,1 mól/1 koncentrációjú sósavréteg alatt végeztünk. A kristályosítást - a kristályosítással végzett tisztítás minden stádiumában - 50 g/perc megszilárdulási sebességgel végeztük a kiindulási olvadék 60%-ának kristályosodásáig. A kristályosítás 2., 3., 4. és 5. szakaszának maradékát sorban az !., 2., 3., és 4. szakaszba vezettük vissza. Az 1. szakasz maradékát szűrtük és a fent emlitett hidrokémiai kezeléssel tisztítottuk. Az 5. szakaszban keletkezett szilárd gallium a következő szennyezőanyagokat tartalmazta: rézmennyiség nem volt mérhető, 6- 10~6 ón, 1 • 10-6 ólom, 4- 10~5 s% szilícium. A fémet ezután a leírásban ismertetett módon vákuumban hőkezeltük a víz, gázok és könnyen illő anyagok eltávolítása céljából. Végül a vákuum-hőkezelt fém a következő szennyezéseket tartalmazta: rézmennyiség nem mérhető, 8 • 10 7 s% ólom, vas és cink nem mérhető, 5 • 10~6 s% ón, 3 ■ 10~5 s% szilícium. 2. példa 3 • 10 3 s% rezet, 1,5- 10 2 s% cinket, 8 ■ 10~4 s% ónt, 2 • 10“3 s% vasat, 4 • 10“4 nikkelt, 1 • 10~3 s% szilíciumot tartalmazó nyers galliumot olvadék formájában 40 °C-on átszűrtünk egy porózus üveglapon. Az átszűrt fémet sorban mostuk salétromsavval, vízzel, sósavval, majd ismét vízzel. A hidrokémiai kezelés után nyert fémet ötszakaszos frakcionált kristályosítással tisztítottuk 1,5 mól/1 koncentrációjú kénsav réteg alatt, amely izoamilalkoholt is tartalmazott. A kristályosítást minden szakaszban 70 g/perc megszilárdulási sebességgel végeztük a tisztítandó galliumolvadék kristályosodásának 80%-áig. A 2-5. szakaszok maradékait a megelőző szakaszba vezettük vissza. Az első szakasz maradékát szűrtük, majd a példa elején leírt hidrokémiai kezeléssel tisztítottuk. Az ötödik szakaszban keletkezett szilárd galliumot vákuumban hőkezeltük, és így a kapott gallium szennyezőanyagtartalma a következő volt: réz nem mérhető, 1 • 10~6 s% cink, 4-10 6 s% ón, vas nem mérhető, 1 ■ 10~6 nikkel és 2 • 10-5 szilícium. 3. példa A 2 • 10~4 s% ólmot,1 10-1 s% cinket, 5 • 10“1 s% indiumot tartalmazó nyers galliumot olvadék formájában 40-45 °C-on átszűrtük egy porózus kvarclapon. A leszűrt fémet 4 n salétromsavval és tetrabutil-etilén-difoszfát xilollal készült 10%-os oldatával, majd vízzel, 2 n vizes sósavoldattal és tributilfcszfin-oxid toluollal készült 1%-os oldatával mostuk. A tisztított vízzel végzett kimosás után a galliumot kétszakaszos frakcionált kristályosítással tisztítottuk 3 mól/1 koncentrációjú salétromsav réteg alatt. A kristályosítást 60 g/perc megszilárdulási sebességgel végeztük minden szakaszban, a kiindulási olvadék 95%-ának kristályosodásáig. A 2. szakaszban képződött maradékot az első szakaszba vezettük vissza, és az első szakasz maradékát szűrtük, hidrokémiailag tisztítottuk savval és poláros szerves vegyülettel, a nyers fém kezelésénél használthoz hasonlóan. A 2. szakaszban kapott szilárd galliumot vákuumban hőkezeltük, és így a következő szennyezéseket tartalmazó galliumot nyertük: 8 • 10~7 s% ólom, cink nem mérhető, 2 • 10-6 s% indium. 4. példa A2- 10“2s%rezet, 1,8 • 10-3s%ólmot,5,5 • 10~4s% alumíniumot, 6 • 10“3 vasat, 3,8 • 10~2 s% cinket, 2,2 • 10-3 s% ónt, 4 • 10-3 s% szilíciumot, 1,2 • 10~4 s% krómot és 2 ■ 10“1 s% kadmiumot tartalmazó nyers galliumot olvadék formájában 40 °C-on átszűrtük egy porózus kvarclapon. Az átszűrt fémet 1 n salétromsav és tetrabutil-metilén-difoszfát xilollai készült 10%-os oldatának elegyével, majd tisztított vízzel mostuk. Ezután a mosást 1,5 mól/1 koncentrációjú sósav és CöH2N2 képletü primer amin és izobutil-metil-keton 0,6 mól/1 koncentrációjú oldatának elegyével folytattuk. A galliumot másodszor is kimostuk tisztított vízzel, majd háromszakaszos frakcionált kristályosítással tisztítottuk tovább, amit 1,5 mól/1 koncentrációjú sósavréteg alatt végeztünk. Az eljárást 2000 V/cm intenzitású elektrosztatikus térben végeztük 60 g/perc sebességgel a tisztítandó galliumolvadék 80%-ának kristályosodásáig. A 3. és 2. szakasz kristályosítási miradékát szűrtük, hidrokémiailag kezeltük, a példa elején leírtakhoz hasonlóan. A 3. szakasz után nyert galliumot vákuumban hőkezeltük, és az így nyert fém a következő szennyezéseket tartalmazta: 5 10_7 s% réz, ólom nem mutatható ki, 9 • 10~6 s% alumínium, 2 • 10~5 s% vas, cink nem mutatható ki, 5 10~6 s% ón, 3 ■ 10~5 s% szilícium, króm nem m itatható ki, 7 • I0~7 s% kadmium. 5. példa A 2 • 10~2 s% rezet, 2 ■ 10~3 s%ólmot, 2 • 10~' s% kadmiumot tartalmazó nyers galliumot tisztítot-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
