170923. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilárd-hordozóelektródos higany katód előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 170923 •fit% Nemzetközi osztályozás: ^P Bejelentés napja: 1975. V. 21. (AA-814) C2SC 1/22, 7/02 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1977. V. 28. Megjelent: 1978. IV. 29. '"" •--•"— • ' " Feltalálók: dr. Somosi István oki. vegyész 30%, dr. Tóth Béla oki. vegyész 22,5%, Boros József oki. gépészmérnök 22,5%, Vitéz János oki. vegyész, 25%, Ajka Tulajdonos: Ajkai Timföldgyár és Alumíniumkohó, Ajka Eljárás szilárd-hordozóelektródos higany katód előállítására 1 A találmány tárgya eljárás alkálifém-tartalom lúgos oldatból, előnyösen timföldgyári alumínátlúgból gallium kinyerésére szolgáló szilárd hordozóelektródos higany-katód előállítására. A timföldgyári aluminátlúgok mint alapanyagok, a viszonylag alacsony (0,2-0,3 g/liter) gallium koncentráció ellenére, jelentős szerepet töltenek be a gallium ipari előállításánál. A gallium kinyerésére számos eljárás ismeretes. A különböző elektrolitikus eljárások közül legelterjedtebb és általánosan is alkalmazott a gallium higany-katódos leválasztása. A higany, illetve a nátrium-amalgám ugyanis az egyetlen olyan fém, a szilárd-fémkatódokkal szemben, amelyen a gallium, a hidrogén túlfeszültsége miatt, gyakorlati felhasználásra alkalmas, aránylag jó hatásfokkal leválasztható. A galliumok nátrium-aluminát oldatokból való kivonása higany-katódos módszerrel például a következő közleményben kerül ismertetésre: Papp, E. és K. Solymár, Schlussbericht des Forschungsberichtes für Nichteisen-Metalle, Budapest, 1958 (1959). A közölt és ezzel analóg eljárások hátránya azonban a gallium kinyerésének alacsony áramhatásfoka, ami az idézett közlemény szerinti eljárás esetén nem haladja meg az 5-7,5%-ot. A galliumra számított áramhatásfok lényeges emelkedését tapasztalták, amikor a gallium kinyerésére a gallium-nátrium amalgámának cementálását használták fel. [lásd például: Lange A. és C. Fischer-Bartelk, Bergakademie, 14 (1962) 556.] Ezeknél az eljárásoknál az áramhatásfok 15-20%-ra nőtt. Valamennyi higany-katódos eljárás közös hátránya azonban a nagy higany-veszteség, valamint az, hogy 5 az igen mérgező higany biztonságos alkalmazását csak az idevonatkozó, igen szigorú egészségügyi és környezetvédelmi rendeletek pontos (szigorú) betartásával lehet biztosítani. A felsorolt hátrányok miatt a higany-katód perspektivikus alkalmazásával, 10 illetve további elterjedésével tagadhatatlan előnyei ellenére sem lehet számolni. Alkalikus közegben, így az aluminátlúgokban is, a gallium leválási elektródpotenciálja -l,6V-nál negatívabb. Szilárd fémkatódon az elektródpoten-15 ciál említett értéke nem, vagy csak átmenetileg biztosítható. Az aluminátlúg elektropozitívabb szennyezőinek elektrolízis alatti leválása, valamint a redukálódott szervesanyag árnyékoló hatása a katód potenciálját pozitív irányba változtatja. Ilyen 20 katódpotenciái értéknél a galliumionok redukciója eleve nem lehet teljes, a katód pedig mint hidrogént termelő elektród dolgozik. Szilárd fém-katódon tehát galliumot leválasztani gyakorlatilag nem lehet, következményeként azok alkalmazása sem 25 terjedhetett el. A találmány tárgya olyan eljárás kidolgozása, mellyel a gallium alkálifém-tartalmú lúgos oldatból való leválasztását az eddiginél nem rosszabb áramhatásfokkal lehetővé tevő szilárd hordozóelektródos 30 higany-katódot lehet előállítani, melynek használata 170923