191479. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gallium kinyerésére
1 191 479 2 A találmány tárgya eljárás gaÜium kinyerésére gallium-tartalmú oldatokból. Közelebbről, a találmány galliumnak oldatból speciális kelát gyantával történő adszorpciós kinyerésére szolgáló eljárást ismertet. A galliumot kereskedelmi célra az aluinínium-oxid 5 gyártás során keletkező Bayer-oldatból, azaz vizes nátrium - aluminát - oldatból nyerik ki. A Bayer-oldat igen értékes nyersanyag, mivel közelítőleg 10-500 ing/l galliumot tartalmaz. Ezidcig két módszert alkalmaztak gallium kinyeré- 10 sére a vizes nátrium - aluminát - oldatból. Az egyik módszer az oldat higanykatódos elektrolízisén alapszik. Az oldatban levő galliumot amalgámmá alakítják. Ezt az amalgámot nátrium-hidroxiddal hidrolizálják, majd a kapott vizes alkáli-gallát oldatot clekl- 15 rolizálják. A másik módszer szerint szén-dioxidot Hivatnak be a vizes nátrium - aluminát - oldatba, ezáltal főként alumínium vegyiileteket csapnak le a vizes nátrium - aluminát - oldatból, majd a csapadékot elválasztva és az alumíniumhoz képest megnöveke- 20 dett gallium arányú oldatba további szén-dioxidoí fúvatva alumínium-gallium tartalmú koprecipitátumot választanak le. A koprccipitátumot nátriumhidroxidban oldják, a kapott vizes alkáli-gallát oldatot elektrolizálják. 25 Az első módszer hátránya, hogy az amalgámképzés során jelentős mennyiségű higanyveszteség lép fel azáltal, hogy a higany a vizes nálrium-aluminát oldatban diszpergálódik, a második módszer alkalmazása esetén pedig a szén-dioxid vizes nátrium - aluminát - 30 oldatba való befúvatásakor karbonátképzés folytán nátrium-hidroxid veszteség jelentkezik. így ezek a módszerek ipari hasznosításra nem alkalmasak. Az utóbbi időben javasoltak néhány módszert gallium kinyerésére Bayer-oldatból, melyek lényege, hogy 35 a galliumot a vizes nátrium - aluminát - oldatból folyadék-folyadék extrakcióval nyerik ki, extraháloszerként valamely szerves oldószert, és egy lényegében vízben oldhatatlan helyettesített hidrokinoünokat tartalmazó extrahálószert alkalmaznak. (Lásd a 40 32 411., 52 289. és 99 726. számú japán közrebocsátást iratokat.) Ezen módszerek hibája, hogy az alkalmazott reagensekre vonatkoztatott gallium-kinyerés mértéke ipari alkalmazás céljára nem kielégítő, mivel a gallium szelektív adszorpciója nem elegendően 45 nagy, és mivel a gallium kinyerésére alkalmazott reagensek nagy része folyékony halmazállapotú és jelentős mennyiség oldódik belőlük a vizes nátrium - aluminát - oldatban, ezzel veszteséget okozva. Intenzív kutatómunkái végeztünk annak érdeké- 50 ben, hogy az előbbi módszerek hátrányaitól mentes eljárást találjunk gallium kinyerésére, mely munka során arra a felismerésre jutottunk, hogy speciális funkciós csoportokkal bíró kelátgyanták nagy szelektivitással adszorbeálják a galliumot erősen lúgos ol- 55 datból. Találmányunkban szereplő módszert e felismerés alapján dolgoztuk ki. Találmányunk galliumnak oldatból való kinyerésére alkalmas módszert nyújt, melynek során galliumtartalmú oldatot olyan kelátgyantával hozunk érint- 60 kezésbe, mely a molekulában —NOH képletű (A) funkciós csoportot és az (A) funkciós csoporttal galliumon ál kelátkötés képzésére képes (B) funkciós csoportot vagy az előbb leirt funkciós csoport fémsóját tartalmazza. 65 A találmány szerinti eljárásban alkalmazható minden olyan kelátgyanta, melynek molekulájában az (A) funkciós csoport képlete =NOH, a (B) funkciós csoport pedig az (A) funkciós csoporttal galliumon át kelátkötés képzésére képes, vagy az előbb leírt funkciós csoport fémsói. (B) funkciós csoportként szerepelhet —NCT^1, \ . R2 —R,, a képletekben R, és lt2 azonos vagy eltérő jelentésű, hidrogénatom, 1-4 szénatomos alkil-, (1 - 8 szénatomos) - alkilén - amin -, ciklohexil- vagy amino - fenil - csoport; ^N, ~OH, —SH, =NOH, /C=0, —NHOH, —NH—NH2 —CS2H, adott esetben 1—4 szénatomos alkilcsoporttal észterezett —COOH, —SOjH, ^C=S, guanidino-, —N + (CH3)3 vagy (I) képletű csoport, vagy —PO(OR)2 általános képletű csoport, a képletben az R helyettesítők jelentése azonos vagy különböző, hidrogénatom vagy adott esetben 1-4 szénatomos alkilcsoporttal heh etlesített fenilcsoport. A fenti csoportok közül előnyösek a — n-r' N^R,’ N —R,, —CS2H, ^C=0, —NH—NH2, a =NOH csopor,.R tok Különösen előnyös a —C ' és —NH—NH, csoport. Az említett funkciós csoportok fémsóját tartalmazó kelátgyanták a fémet az (A) és/vagy (B) funkciós csoporthoz kapcsolódóan sókötésben vagy az (A) és (B) funkciós csoport között létrejövő kelátkötésben tartalmazhatják. A kelátgyantákkal kapcsolatosan nincs más korlátozó tényező, mint az, hogy a galliumtól eltérő fémek kötődési képessége kisebb legyen (A) és (B) funkciós csoportokhoz mint a galliumé. Az em ített fémsókban lehetnek például alkálifémek - így például nátrium vagy kálium - vagy alkáliföldfémek, így például kalcium, magnézium, stb. Ilyen kelátgyanták lehetnek például: azok, amelyekben amid-oxim-csoporl van, és amelyeket úgy állítunk elő, hogy viriil-cianid monomerekből - így akrilnitrilből, a-klór-akrilnitrilből, vinilidén-cianidbói, metakrílnitrilbőí, stb. - felépülő homopolimereket, vagy vinil-cianid monomernek más etiléntípusú telítetlen monomerrel alkotott kopolimerjét hidroxil-aminnal vagy hidroxil-amin-származék okkal reagálta tjük; azok, amelyeket úgy állítunk elő, hogy vinil-cianid monomereket — így akrilnilrilt, a-klór-akrilnilrill, vinilidén-cianidot, metakrilnitrilt, stb. — hidroxilaminnal vagy hidroxil-amin-származékokkal reagáltatunk és az így előállított monomert homopolimerizáljuk vagy más etiléntípusú telítetlen monomerrel együtt kopolimerizáljuk; azok, amelyeket úgy állítunk elő, hogy valamely amin-reaktív csoporttal — így klór-melil-csoporttal, szclfonil-klorid-csoporttal, karbonil-klorid-csoporttal, izocianátcsoporttal, epoxicsoporttal, aldehidcsoporttal stb. - helyettesített polimert - így például sztirol-divinil-benzol kopolimert, fcnol-formaldehidgyuntál. polietilént, polipropilént, poli(vinil-klorid)ol, stb. (ezeket a polimereket a továbbiakban aminreaktív csoportot tartalmazó gyantáknak nevezzük) — amino- vagy iminocsoportot tartalmazó nitril ve-2
