146235. lajstromszámú szabadalom • Eljárás germániumot tartalmazó sósavas oldat dúsítására és germánium kitermelésére és/vagy tisztítására

Q Megjelent: 1960. február 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.235. SZÁM 40. a. 13-14. OSZTÁLY — "NE—212. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Eljárás germániumot tartalmazó sósavas oldat dúsítására és germánium kitermelésére és/vagy tisztítására Nehéz vegyipari Kutató Intézet, Veszprém Feltalálók: Almásy Andor Veszprém, Barcánfalvi Ferenc Veszprém, Kováts Gábor Budapest, egyenlő százalékos arányban A bejelentés napja: 1957. december 18. Ismeretes, hogy germániumot érceinek kis menynyiségben való előfordulása miatt ma már olyan forrásokból (szénhamu, szálló por és pernye, gázvíz stb.) is állítanak elő, melyekben a germánium koncentrációja igen kicsi. Az ilyen nyersanyagok feldolgozására általában sósavas feltárást alkalmaznak és a germániumot illékony tetrakloridján keresztül a sósav desztillációjával egy lépésben választják el az egyéb feloldódott ásványi alkatrészektől és az oldhatatlan maradéktól. Az irodalomban eddig ismertetett feldolgozási eljárások leírásában nincs utalás arra, hogy a desztilláció során a sósavas párlat germániumkloridban nagyobb mértékben feldúsulna. Szisztematikus vizsgálatok során megállapítottuk, hogy az irodalomban ismertetett eljárások munkafeltételei között a párlat feldúsulása germániumkloridban nem is várható, tekintettel arra, hogy az általánosan alkalmazott savkoncentrációk mellett a germániumtetraklorid illékonysága a vizes sósavéhoz viszonyítva nem nagy. A relatív illékonyság a sósavkoncentráció növekedésével fokozódik, az azeotrop sósavkoncentráció közelében ugrásszerűen növekedik és maximális értékhez tart. HCl s% K 12 0,2 15 0,5 17 1,0 19 3,0 20 10,0 (ahol a K az « értékével arányos dúsítási tényező). Tehát az adott illékonysági viszonyok mellett az azeotropnál hígabb sósavas oldat egyszerű desztillációjával igen kicsiny germánium-koncentrációból (0,15 g/l—2,00 g/l) kiindulva jelentős Getöménység nem érhető el. A szakirodalom szerint egyes szerzők a germániumkloridot az azeotrop összetételnél töményebb sósavval, vagy egyenesen száraz sósavgáznak a germániumot tartalmazó sósavas oldatba való bevezetésével hajtják ki, amikor is a germániumklorid relatív illékonysága oly nagy, hogy az oldatból igen könnyen elillan, azonban a vivő gázként szereplő száraz sósavgázban parciális nyomása oly kicsiny, hogy a gázáramból megfelelő töménységben csak nehezen, nagy veszteség árán vonható ki (kifagyasztás —52 C°-on stb.). A találmány értelmében a germániumkloridot tartalmazó sósavas oldatot folytonos üzemű rektifikáló oszlopba vezetjük be, melynek rektifikációs viszonyait úgy állítjuk be, hogy fenéktermékként azeotrop sósavat (20,2%), fejtermékként pedig sósavmentes vizet kapjunk. Az esetben, ha a betáplált oldat sósavkoncentrációja kisebb az azeotrop sósavkoncentrációnál, e feltétel a fejpárlat refluxként való részleges visszavezetésével biztosítható. Ha á betáplált germániumkloridot tartalmazó oldat sósavkoncentrációja az azeotrop összetételhez tartozó töménységet meghaladja, a kolonna tetején refluxként külön vizet adunk be, hogy a rektifikációnak említett feltételeit biztosítsuk. A kolonna elméleti tányérszámát a tervezésnél úgy állapítjuk meg, hogy az azeotrop sósav — víz biner rendszert éles elválasztással rektifikálja. Ilyen feltételek között a germániumklorid illékonysága a rektifikáló oszlopban a hossztengely mentén változik és relatív illékonysága az oszlopnak azon a tányérján veszi fel a maximális értéket, ahol a folyadékfázisban már azeotrop. összetételű sósav van jelen. E tányértól felfelé a germániumtetraklorid relatív illékonysága csökken és értéke az oszlopnak azon a tányérján, ahol a folyadékfázisban a sósavkoncentráció 17 s% alá csökken I-nél kisebb lesz. Az utóbbi tányér körzetében a germániumklorid hidrolizálódik és fe-