171585. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gallium kinyerésére galliumtartalmú alkáli-oldatokból

9 171585 10 datba bevitt cink a redukció során a folyékony fém fázisba megy át, miközben 8 súly% cinket tartalmazó alumínium-gallium ötvözet képződik. Az oldatból a galliumot a 7. példában leírt módon nyerjük ki. 45 perc elteltével a gallium kinyerési foka 87%, 1 g kinyert galliumra számított alumíniumfelhasználás 14 g. 9. példa 0,01 g/liter krómot, 0,03 g/liter vanádiumot és 0,17 g/liter galliumot tartalmazó, timföldgyártásból származó oldatot alumínium- és cinktartalmú galliumötvözet felhasználásával elektrokémiai redukciónak vetünk alá. Az oldatot először 0,2 súly% alumíniumot és 5 súly% cinket tartalmazó galliumötvözettel, majd 0,05 súly% alumíniumot tartalmazó galliumötvözettel hozzuk érintkezésbe. Előzőleg az oldatba nátriumcinkát alakjában annyi cinket viszünk, hogy az oldat cinkkoncentrációja 0,15 g/liter legyen. Az eljárást 60 000 A/m intenzitású, 50 Hz frekvenciájú elektromágneses térben hajtjuk végre. 60 perc elteltével a gallium kinyerési foka 87%, 1 g kinyert galliumra számított alumíniumfelhasználás 20 g. A rézszennyeződések mennyisége az adott esetben nyers állapotban kapott fémben 1 x 3 • 10"4

súly%. 10. példa 200 g/liter nátriumhidroxidot, 0,6 g/liter krómot és 0,5 g/liter galliumot tartalmazó oldatot az elektrokémiai redukció előtt a króm redukálása céljából 5 g/liter oldat hidrazinszulfáttal, majd aktív kalciumra számítva 25 g/liter oldat kalciumhidroxiddal kezeljük. A kezelést 100 C° hőmérsékleten 3 órán át folytatjuk. Az üledék leválasztása után a krómkoncentráció 0,005 g/literre csökken. Az ily módon tisztított oldatból a galliumot elektrokémiai redukció útján, 0,1 súly% alumíniumot tartalmazó galliumötvözettel választjuk le 60 C° hőmérsékleten 60 000 A/m intenzitású elektromágneses térben. 45 perc elteltével a gallium kinyerési foka 90%, 1 g kinyert galliumra számított alumíniumfelhasználás 17 g. 11. példa 403 g/liter káliumkarbonátot, 86 g/liter káliumhidroxidot, 28,6 g/liter alumíniumoxidot, 0,32 g/liter galliumot, 0,02 g/liter krómot és 0,007 g/liter vasat tartalmazó oldatból a galliumot az oldat előzetes tisztítása után nyerjük ki. A tisztítást úgy véfec zük, hogy az oldatot először vastartalmú katalizátor, majd kalciumoxid jelenlétében hidrazinszulfáttal kezeljük. A felhasznált hidrazinszulfát mennyisége a redukálandó króm és vas sztöchiometrikus mennyiségére vonatkoztatva 200%. A felhasznált kalciumoxid mennyisége az alumíniumoxid mennyiségéhez viszonyítva 1 : 1 arányban áll. A tisztítási műveletet 3 órán át 80-100 C° hőmérsékleten végezzük. Az üledék leválasztása után az oldat összetétele 5 a következő: 260g/liter káliumkarbonát, 129 g/liter káliumhidroxid, 11,8 g/liter alumíniumoxid, legfeljebb 0,28 g/liter gallium, legfeljebb 0,003 g/liter króm és legfeljebb 0,005 g/liter vas. 10 Az oldatból 150 000 A/m intenzitású váltóáramú elektromágneses térben 0,1 súly% alumíniumot és 0,5 súly% cinket tartalmazó galliumötvözet segítségével 1,5 órán belül 80% galliumot nyerünk ki, miközben az 1 g galliumra eső alumíniumfelhasz-15 nálás 18 g. 12. példa 20 480 g/liter kalciumkarbonátot, 49 g/liter káliumhidroxidot, 31,7 g/liter alumíniumoxidot, 7,1 g/liter kloridot, 0,29 g/liter galliumot, 0,03 g/liter krómot, 0,015 g/liter vanádiumot, 0,006 g/liter vasat és 3,48 g/liter kenet tartalmazó oldatot a galíium-25 kinyerés előtt redukáló szerrel tisztítunk. Redukáló szerként kétértékű vasszulfátot és egy kálciumtartalmú reagenst, úgynevezett „fehér iszapot"" használunk. Ezt timföldnek nefelinből való előállításakor, a konvasavtalanítás során nyerjük, össze-30 tétele: 30,5 súly% kalciumoxid, 20,3 súly% alumíniumoxid, 9,98 súly% nátriumoxid, 9,6 súly% szilíciumdioxid, 0,8 súly% magnéziumoxid, 0,6 súly% vasoxid. A vasszulfát felhasználás az oldatban levő redu-35 kálandó komponensek sztöchlometrikus mennyiségére vonatkoztatva 200%. Az iszapfelhasználás ezzel összhangban olyan mértékű, hogy az oldatban a kalcium- és magnéziumoxidnak az alumíniumoxidhoz való aránya 2 : 1 maradjon. 40 A redukálószerekkel való kezelést 80 C° hőmérsékleten, 2,5 órán át végeztük. Az üledék leválasztása után az oldat összetétele a következő: 378 g/liter káliumkarbonát, 67 g/liter káliumhidr-45 oxid, 36 g/liter alumíniumoxid, legfeljebb 0,01 g/liter klór, 0,27 g/liter gallium, legfeljebb 0,003 g/liter króm, legfeljebb 0,003 g/liter vanadium, 0,0015 g/liter vas, 3,00 g/liter kén. 50 A fenti összetételű oldatból a galliumot a 11. példában leírt módon nyerjük ki. 1,5 perc elteltével a gallium kinyerési foka 75%, I g kinyert galliumra számított alumíniumfelhasználás 17 g. 55 Hasonló eredményeket érünk el, ha az alkalikus kiindulási oldatot vasszulfáttal és kovasavtalanításból származó „szürke" iszappal mint redukálószerrel kezeljük. A „szürke" iszap összetétele a következő: 57,4 súly% kalciumoxid, 31,1 súly% szi-60 líciumdioxid, 2,6 súly% alumíniumoxid, 2,2 súly% vasoxid, 1,6 súly% nátriumoxid, 1,4 súly% magnéziumoxid. A reakcióban résztvevő anyagok és a kezelés körülményei megegyeznek az előző kísérletben le-65 írtakkal. 5