200802. lajstromszámú szabadalom • Eljárás adszorpciós gyanták impregnálására és gallium kivonására BAYER -anyalúgból
3 HU 200 802 B 4 következtetésre jutottak, hogy az alifás akril sav-észter alapú adszorbens gyanták (Amberlite XAD7) előnyösebbek, mint a polisztirol—típusú aromás gyanták (Amberlite XAD2), s ez utóbbiakat az adott célra alkalmatlannak ítélték. Mindeddig nem valósították meg azt a célt, hogy a galliumot ipari méretben alkalmazható módszerrel nyerjék ki úgy, hogy a Bayer-anyalúgot a gyantán közvetlenül vezetik át hígítás vagy betöményítós nélkül, és biztosítják a gyanta 1 literére számítva legalább 3 gramm gallium megkötését az ioncserélő gyanta vagy impregnált adszorbens gyanta, mint stacionér fázis gyors lebomlása nélkül. Vizsgálataink során, amelyek arra Irányultak, hogy a galliumot különböző impregnált adszorbens gyantákon megkössük, majd eluáljuk, meglepő módon azt találtuk, hogy az Amberlite XAD 1180 néven kereskedelmi forgalomban lévő, aromás polisztirol-alapú adszorbens gyanta kifejezetten előnyösebb a technika jelenlegi állása szerint alkalmazott Amberlite XAD7 gyantánál, és ennek meghatározó tényezői olyan fizikai jellemzők, amelyeket eddig nem vettek figyelembe, különösen a gyanta textúrája. Közelebbről, a találmány tárgya eljárás Bayer-eljárásból származó nátrlum-alumlnát oldatok galliumtartalmának a kivonására 7-(alkil- vagy alkenil)-8-hidroxi-klnolin-származékkal impregnált, mikroporózus adszorbens gyanta mint stacionér fázis és a nátrium-aluminát oldat mint vizes fázis közötti kémiai kicserélés útján. A találmány szerint olyan gyantát alkalmazunk, amelynek fajlagos felülete száraz állapotban, az impregnálás előtt BET-módszerrel meghatározva 450 m2/g értéknél nagyobb, pórustérfogata a száraz gyanta 1 g-jára vonatkoztatva legalább 1500 mm3, átlagos pórusátmérője 80-10_10m és 500 10“10 m között van úgy, hogy apórusok legalább 80%-ának átmérője 40-10“fo m és 5000-10“10 m közötti érték, a gyanta kiterjedésének (duzzadásának) mértéke vizes közegben a 20%-ot nem haladja meg, és impregnálását a száraz gyanta 1 literére vonatkoztatva 230—700 g, előnyösen 250— 350 g 7—(8—15 szénatomos alkil- vagy 8—15 szénatomos alkenil)-8-hidroxi-kinolinnal végezzük. A találmány kidolgozása során kísérleteinket többféle típusú Impregnált gyantával végeztük, 1. a Kelex 100 elnevezésű (kémiailag 7-(5,5,7,7- -tetrametil-1-okten-3-il)-8-hidroxi-kinolin) vegyülettel, mint impregnálószerrel. Megjegyezzük, hogy az extrahálószerrel történő impreg- 5 nálás mértéke — amely a száraz gyanta 1 literére vonatkoztatva előnyösen 250—350 g — pontosabban kifejezhető a száraz vivőanyag 1 g-jára vonatkoztatott mól/m2 mértékkel. így egy olyan gyanta esetében, amelynek BET- 10 módszerrel meghatározott fajlagos felülete 450 m2/g, és száraz állapotban 1 literének tömege 230 a az impregnálás mértéke 3,58x10“6 mól/rrr-től 7 53x10'6 mól/m2-lg, azaz 15 1,67x10"3 g/m-től 2,34x10“3 g/m2-ig terjed. Négy gyantát, amelyek mind kémiai szerke zetük, mind textúrájuk szempontjából különbözők voltak, Kelex 100 anyaggal impregnáltunk 2o körülbelül 280 g/liter száraz gyanta mértékben, amelyet előző vizsgálataink alapján különösen kedvezőnek találtunk gallium megkötésére olyan adszorbens gyantákon, amelyek BET- módszerrel meghatározott fajlagos felülete kö- 25 rülbelül 500 rrr/g. E gyanták a következők voltak: — Amberlite XAD7 akrilsav-észter alapú gyanta, amelyet a technika jelenlegi állása szerint hidrofil és hidrofób karaktere alapján a 30 legkedvezőbb hordozónak tartanak, s mely alifás láncainak a segítségével kedvez a Kelex-molekulák 7-es helyzetű lánca adszorpciójának, és a Kelex-molekula 8-hidroxi-kinolin-csoportja megtartja teljes mozgékonyságát az 35 oldatban lévő gallium megkötéséhez. — Amberlite XAD 1180 polisztirol-alapú, hidrofób, apoláris jellegű gyanta, amelyet az Amberlite XAD2 gyantával együtt a technika jelenlegi állása szerint gallium kivonására alkalmat-40 lannak tekintenek, mert ezeknek a gyantáknak az aromás gyűrűje gátló hatást fejt ki a Kelex 10 molekuláinak 8-hidroxi-kinolin-csoportjára, s így ez utóbbinak a mozgékonysága az oldatban lévő gallium megkötése szempontjából 45 csökken. — Duolite S 861 gyanta, amelynek kémiai szerkezete a XAD 1180 gyantáéval azonos, azonban textúrája finomabb, és porozitása cse kély. 50 _ Duolite S 866 gyanta, amely polisztirol és poliészter kopolimeréből álló komplexképző, és textúrája az S 861 gyantáéhoz nagyon hasonló. A gyanta jellemzői Amberlite XAD7 Amberlite XAD 1180 Duolite S 861 Duolite S 866 Kémiai jellege Természete Pórustérfogat (mm3/g) Átlagos pórusátmérő (10“10m) akril-észter hidrofil és hidrofób 1200 80 polisztirol hidrofób 1700 120 polisztirol hidrofób 900 28 “komplex” nem specifikus 710 28,5 3
