173340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gallium elkülönítésére aluminát-oldatokból
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 173340 # Bejelentés napja: 1975. X. 3. (11-225) Közzététel napja: 1978. IX. 28. Nemzetközi osztályozás : C 22 B 58/00 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI ' V*. * , . HIVATAL Megjelent: 1980. VI. 30. Feltalálok: Szabadalmas: Shalavina Elena Leonidovna, Ponomareva Elizaveta Ivanovna, Zazubin Arkady Institut Metallurg» i Obogaschenia Akademii Ivanovich, Gusarova Tatyana Dmitrievna mérnökök, Alma-Ata, Ivanova Galina Nauk Kazakhskoi SSR., Alma-Ata és Artemievna vegyész, Donetsk, Romanov Gennady Alexeevich mérnök, Alma-Ata, Pavlodarsky Aljuminievy Zavod imeni Bespalov Evgeny Nikolaevich mérnök, Nikolaev, Prokopov Igor Vladimirovich, 50-Leita, Pavlodar, Szovjetunió Povazhny Boris Stepanovich, Smirnov Boris Alexeevich mérnökök, Pavlodar, Vasiliev Viktor Nikolaevich vegyész, Turakbaev Salavat Ishanovich mérnök, Pavlodar, Kunaev Askar Minliakhmedovich, Tursunbaev Turar Baltabaevich, mérnökök, Alma-Ata, Ponomarev Viktor Dmitrievich vegyész, Alma-Ata, Szovjetunió ________________________________ Eljárás gallium elkülönítésére aluminát-oldatokból 1 A találmány tárgya ritka földfémek kohászatának területére, nevezetesen gallium aluminát-oldatokból történő elkülönítésére vonatkozik. A találmány timföldfeldolgozás területén nyerhet széles körű felhasználást. A kapott gallium alkalmazási területe a fém értékes specifikus tulajdonságainál fogva évről évre nő és a technika olyan ágaiban hasznosítható, mint a magenergetika, félvezetőkön alapuló szerkezetek és a rakétaépítés. A jelenleg ismert, aluminát-oldatokból történő galliumkinyerés az aluminát-oidatok előállítási technológiájától függ, amelyet viszont a feldolgozandó timföldtartalmú nyersanyag minősége befolyásol. A bauxitnak a Bayer-eljárással való feldolgozása a nyersanyag nátronlúggal való feltárásával indul meg, amikor is a gallium nagy része a képződő aluminát-oldatokba (köráramoltatott) megy, majd azok bontásakor az alumíniumhidroxid csapadék leválasztását követően a gallium lényegében az anyalúgban marad vissza. Az anyalúgot részben bepárolják és a köráramoltatott oldathoz, valamint a friss bauxitadag kilúgozásához vezetik vissza. A Bayer-eljárás során kapott anyalúg és köráramoltatott oldatok szolgálnak a gallium-előállítás forrásaként. A bauxitnak nátronlúggal való feltárásakor úgynevezett vörösiszap marad vissza, amelynek galliumtartalma kb. 0,002 súly%. A veszteségek csökkentése céljából, mint ismeretes, a vörösiszapot szinterelik. Az 173340 2 itt keletkező anyalúgot ugyancsak gallium kinyerésére lehet felhasználni. Továbbá ismeretes egy eljárás gallium kinyerésére a Bayer-eljárás során képződő aluminát-oldatokból 5 elektrolízissel. A gallium a higanykatódon válik ki. Az eljárás lényege a következőkben foglalható össze: az aluminát-oldatot higanykatód és nikkelanód felhasználásával 40—70 °C közötti hőmérsékleten, 0,35-0,45 A/dm2 katódáramsűrűség és 10-12 10 A/dm2 anódáramsűrűség, valamint -1,9 V katódfeszültség mellett elektrolizálják. Az elektrolízis során a gallium a katódon redukálódik, és keverés közben a higany masszába diffundál. Az elektrolízist 24 órán át 0,5-1,0%-os galliumamalgám képződésig végzik, mi- 15 vei a gallium oldhatósága a higanyban 50 °C hőmérsékleten 1,5 súly%. Az amalgámot azután nátronlúggal bontják, miközben forráspontig melegítik az oldatot. A nátronlúg galliumtartalma 30—80 g/lítert éri el. Ezt a lúgot elektrolizáló berendezésbe vezetik, 20 amely szilárd acél-(nikkel) vagy folyékony galliumkatóddal rendelkezik a gallium elektrolizálása céljából. Az ily módon nyert fémes gallium általában erősen szennyezett cinkkel, ólommal, vassal, nikkellel vagy rézzel. 15 A gallium elektrolízise során az áramkihozatal a higanykatódon nem nagyobb, mint 5,35%, mivel a fő áramfelhasználás, ami a szennyeződések redukálásához és a hidrogén képződéséhez szükséges, elmarad. Az ismertetett eljárásnál 1 kg gallium kinyeréséhez 30 3 tonna higany szükséges. A szükséges higanymennyi
