191340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gallium-oldatok tisztítására
7 191 340 8 kezesbe, ameiy az Áíiquat 336 néven forgalmazott trikaprílil-metil-ammónium-klorid Solvesso 150-nel (az Exxon védjegyezett terméke) készült 6 tömegszázalékos oldata. Ezt a műveletet egy többfokozatú folyadék-folyadék extrakciós berendezésben (A) hajtjuk végre, amely ellenáramban működik és 12 elméleti fokozatból áll. A szerves fázist (S) az első fokozatná! vezetjük a berendezésbe, 2540 ml/óra áramlási sebességgel. A galliumoldatot (G) a 6. fokozatban 300 ml/óra áramlási sebességgel vezetjük a berendezésbe. A szerves fázis szelektív mosását a 6-12. fokozatokban végezzük, a következőkben leírt W mosóoldat segítségével. Az A berendezést elhagyó szerves fázist, amely a tisztított galliumot tartalmazza, ezután az első fokozatban a B berendezésbe vezetjük, amely öt elméleti fokozatból áll, és amelyben a galliumot visszaextraháljuk az ötödik fokozatban 1270 ml/óra áramlási sebességgel bevezetett víz segítségével. A kapott gallium-klorid-oldat 14 g/liter galliumot tartalmaz. Óránként 635 ml oldatot eltávolítunk és 635 ml 12 mólos sósavoldattal egyesítünk, és így a W mosóoldatot kapjuk, amelyet azután a 12. fokozatban vezetünk be az A berendezésbe. Az eltávozó E oldat valamennyi szennyezést és kevesebb mint 50 mg/liter galliumot tartalmaz, ami másképpen kifejezve azt jelenti, hogy a galliumnak több mint 99 tömeg%-át kiextraháltuk. A tisztított galliumoldat összetétele a következő: Ga 14 g/l Cr< 0,1 mg/1 Al< 0,2 mg/1 V< 0,05 mg/1 Na< 0,05 mg/I Cu< 0,1 mg/1 Fe< 0,1 mg/1 Mn< 0,05 mg/1 Ca< 0,05 mg/1 Zn< 0,05 mg/1 Mg< 0,05 mg/1 Pb< 0,05 mg/J Ez a galliumra számítva 99,99 %-ot meghaladó tisztaságnak felel meg. 5. példa Az 1. példában ismertetett összetételű gallium-klorid-oldatot tisztítjuk. Ezt az oldatot n-dckanolt tartalmazó szerves fázissal hozzuk érintkezésbe (S). A műveletet az 1. ábrán szemléltetett berendezésben hajtjuk végre, amely egy többfokozatú folyadék-folyadék extrakciós berendezés (A), amely ellenáramban működik és 30 elméleti fokozatot tartalmaz. Az n-dekanolt az egyes fokozatban, 125 ml/óra sebességgel tápláljuk be a berendezésbe. A gallium-kloridoldatot all. fokozatnál vezetjük be a berendezésbe, 145 ml/óra áramlási sebességgel. A szelektív mosást 0,5 n sósavoldat bevezetésével végezzük, a 30. fokozatnál, 50 ml/óra áramlási sebességgel. Az 1. fokozatnál távozó vizes fázis (E) szennyezéseket és legalább 100 mg/1 galliumot tartalmaz, ami 99,5 %-ot meghladó extrakciós hatásfoknak felel meg. A galliumot tartalmazó n-dekanol az A berendezést elhagyva egy B ötfokozatú berendezésbe kerül, amelyben vízzel hozzuk érintkezésbe és a gallium-kloridot vizes oldatban nyerjük ki. Az ellenáramú rendszerben az áramlási sebesség 100 ml/óra. A kezelés eredményeképpen egy olyan galliuin-klorid-oldntot kapunk, amely 56,6 g/l galliumot tartalmaz. Az egyéb fémkationok mennyisége az 1. példában megadott mennyiségeknél kevesebb. Az így kapott oldat tisztasága meghaladja a 99,99 %-ot. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás fém-ionokat, többek között vas(IH)ionokat tartalmazó vizes-sósavas galliumoldatok tisztítására folyadék-folyadék extrakciós technikával, egy extrahálószer alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a gallium vizes-sósavas oldatát, melynek savassága 1—8 n, egy RaNCHÍ-cr általános képletű kvaterner ammonium -kloridot, a képletben R3 jelentése 8-10 szénatomos szénhidrogén-csoport, vagy 2-etii-hexanolt, ennek izomerjeit, n-oktanolt, izooktanolt, n-dekanolt vagy izodekanolí tartalmazó szerves fázissal hozzuk érintkezésbe, a szerves fázist, amely a galliumot és az extrahálószert tartalmazza, a vizes fázistól, meiy a szennyeződéseket tartalmazza, elkülönítjük, az elkülönített szerves fázisból a maradék szennyeződéseket szelektív mosással eltávolítjuk oly módon, hogy 1) abban az esetben, ha extraliáiiószcrkcnt kvaterner ainmcnium-kloridot használtunk, 5—8 n vizesscsavas galliumoldattal; II) abban az esetben, ha extrahálószerként alkoholt használtunk, vízzel vagy 6 n-nál kisebb savasságú sósavoldattal mossuk, a tisztított gallium-kloridot a szerves fázis vízzel való érintkeztetésével vizes fázisba juttatjuk és a szerves fázist a tiszta gallium-kloridot tartalmazó vizes fázistól elkülönítjük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gllium vizes-sósavas oldatát, amelynek savassága 2-6 n, érintkeztetjük az extrahálószcrrcl. 3. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 3 térfogat% extrahálószert tartalmazó szerves fázissal érintkeztetünk. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 3—30 térfogal% kvaterner ammónium-kloridot tartalmazó szerves fázissal érintkeztetünk 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 10—100 térfogat% alkoholt tartalmazó szerves fázissal érintkeztetünk. 6. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hog a szerves fázist, amely a galliumot és extrahálószerként kvaterner íimmónium-kloridot tartalmaz, olyan vizes-sósavas galliumoldattal mossuk, mely 1—50 g/l galliumot tartalmaz. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 3—10 g/l galliumot trtalmazó vizes-sósavas gatliumoldaíot használunk. 8. A 6. vagy 7. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy vizes mosóoldatként egy 7-12 n sósavoldat és a tisztított gallium-klorid-oldat egy frakciójának keverékét alkalmazzuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2 db ábra 5
