200802. lajstromszámú szabadalom • Eljárás adszorpciós gyanták impregnálására és gallium kivonására BAYER -anyalúgból
9 HU 200802 B kísérleteket végeztünk, és ennek során eredményeinket összehasonlítottuk a fentebb említett három másik gyantával kapott eredményekkel. Az eredmények azt mutatják, hogy a problémát sikerült megoldani azáltal, hogy a Bayer-anyalúgokból közvetlenül legalább 2 g galliumot tudtunk kivonni 1 liter gyantára számítva az impregnált gyanta, mint stacionér fázis bomlása nélkül. 1. példa Az alább leírt eljárás során egy új, funkciós csoportokat nem tartalmazó gyantát, az Amberlite XAD1180 gyantát alkalmaztuk a galliummal komplexet képező szer vivőanyagaként. 2,9 liter Amberlite XAD 1180 gyantát kemencében 80°C hőmérsékleten tömegállandóságig szárítottunk: így 667 g terméket kaptunk. Az így kapott gyantát 4520 g abszolút etanolban oldott 800 g Kelex 100 anyaggal (azaz 15 tömeg%-os oldattal) hoztuk érintkezésbe. Az így kapott keveréket diafragmaszivattyú alkalmazásával vákuum alá helyeztük, hogy a gyantaszemcséket gázmentesítsük, és lehetővé tegyük az alkoholos oldat behatolását; majd homokfürdőbe helyeztük a tartóedényt, hogy az etanol legnagyobb részét elpárologtassuk. A szárítást 80°C-on kemencében tettük teljéssé. Ekkor a száraz gyanta tömege 1466 g volt, ami arra mutat, hogy a Kelex 100 anyag csaknem teljes egészében megkötődött, s így olyan gyantát kaptunk, amely literenként 275 g Kelexet tartalmazott impregnálószerkónt. A Kelex 100 anyaggal impregnált gyantát víz jelenlétében — amelyet előzőleg ionmentesítettünk és vákuumban buborékmentesítettünk — ismét hidratáltuk, majd oszlopba helyeztük. A gyanta az oszlopban 3,2 liter térfogatot töltött be; a gyantaágy magassága 30 cm volt. Ezután 80 liter, elbontás utáni fázisban lévő Bayer-anyalúgot (összetétel: a lúgnak megfelelő Na20: 163 g/l; AI2O3: 98,1 g/l; Ga-tartalom: 240 mg/l) vezettünk a gyantára, 40°C hőmérsékleten, 20 liter/óra áramlási sebességgel. E művelet befejezése után végzett mennyiségi elemzés azt mutatta, hogy a galliumkoncentráció az oszlopba való belépés 240 mg/liter értékéről 90 mg/liter kilépési koncentrációra csökkent, amelyet a kilépés helyén gyűjtött anyalúg átlagértékeként határoztunk meg. Ezután a gyantát 6 liter vízzel mostuk, majd 30 percig 20 liter/óra áramlási sebességgel 4,3 n kénsavoldatot bocsátottunk át az oszlopon. Az oszlop kimeneténél vett minták szabályszerű időközökben végzett mennyiségi elemzése azt mutatta, hogy a galliumkoncentráció maximuma 3,2 liter kénsav áthaladásakor észlelhető, és értéke 6,8 g/liter gallium. Az ezen csúcsértéknek megfelelő eluáló oldatot külön gyűjtöttük, és galliumtartalmát meghatároztuk: 3,75 g/liter galliumnak találtuk, tehát az említett 3,2 liter térfogat összesen 12 g galliumot tartalmazott. Ennek alapján a gyanta 12 g galliumot, tehát az oszlopba helyezett gyanta 1 literére számítva 3,75 g galliumot kötött meg. 2. példa A Kelex 100 UX 26-tál történő helyettesítése 2,9 I Amberlite XAD 1180 gyantát kemencében 80°C állandó tömeg eléréséig szárítunk. Ez a megfelelő tömeg 665 g. Ezt a gyantát LIX 26 (7—(4—etil—1 — metll—oktil)—8—hidroxi—klnolin) etanolos oldatával hozzuk érintkezésbe, amely 4520 g etanolt és 986 g LIX 26-ot tartalmaz, vagyis 17,9 tömeg°/o-os. A kapott keveréket diafragma szivattyú alkalmazásával vákuum alá . helyezzük, hogy a gyantaszemcsóket gázmentesítsük, és lehetővé tegyük az alkoholos oldat behatolását, majd homokfürdőbe helyezzük, hogy az alkohol nagy részét enyhe körülmények között ledesztilláljuk. A szárítást kemencében 80°C-on tesszük teljessé. Ezután a száraz gyantát megmérjük. A kapott eredményből, amely 1650 g, arra következtethetünk, hogy a LIX 26 gyakorlatilag teljesen megkötődött. Az impregnációs fok tehát 339 g LIX, 1 I száraz gyantára számítva. A LIX 26—tál impregnált gyantát ionmentes és vákuumban buborékmentesített vízzel ismét hidratáljuk, majd oszlopba töltjük. A gyanta térfogata az oszlopban 3,2 I; a gyantaágy magassága 30 cm. 80 I gyártásból származó elbomlott Bayer anyalúgot, amelynek az AI2O3 tartalma 74 g/l, Na2Ü tartalma 115 g/l és amely 60°C-os, 20 l/óra áramlási sebességgel átvezetünk ezen a gyantán. A művelet végén a galliumtartalom, amely az oszlopba való belépéskor 260 mg/l volt, a kilépéskor összegyűjtött átlagos anyalúgban 165 mg/l-re csökkent. A gyantát ezután 7 I vízzel mossuk, majd 30 percen keresztül 4,3 normál kénsav-oldatot bocsátunk át az oszlopon 20 l/óra áramlási sebességgel. Ha az oszlop kimenetelénél szabályszerű időközökben mintát veszünk, és azt megelemezzük, akkor egy gallium-koncentráció csúcsot tapasztalhatunk, amely 3,2 l-re terjed ki, és maximuma 4,3 g/l gallium. Az ennek a csúcsnak megfelelő eluáló oldatot külön összegyűjtve meghatározzuk annak gallium tartalmát, és a 2,3 g/l gallium, vagyis a 3,2 l-ben összesen 7,36 g gallium. A gyanta tehát 7,36 g galliumot, vagyis az oszlopban lévő gyanta 1 l-re számítva 2,3 g galliumot kötött meg. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás polisztirol alapú hidrofób apoláros jellegű adszorbens gyanták impregnálására, azzal jellemezve, hogy a száraz állapotban legalább 450 m2/g BET módszerrel mért, fajlagos felületű, legalább 1500 mm3/g fajlagos pórustérfogatú, (80—500)-10“10 m átlagos pórusátmórőjű, ahol a pórusoknak legalább a 80°/o-a (40—5000)-10“10 m pórusátmérőjű, vizes közegben legfeljebb 20% duzzadási értékű gyantát — célszerűen ionmentes vízzel törté-10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
