173340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gallium elkülönítésére aluminát-oldatokból
173340 együtt kiváló szennyeződések mennyiségének csökkentése céljából a lehűtött szűrletet 0,9—0,5:1 arányban keverjük össze az aluminát-anyalúggal. Amennyiben kis vanádiumtartalmú az aluminát-oldat, úgy az oldatok előzetes tisztítását a köráramoltatott oldatok első lehűtési szakaszára korlátozhatjuk, amikor is a nátriumkarbonát-, arzén-, fluorvegyületeket és a szerves anyagokat leválasztjuk. A találmány értelmében a Bayer-eljárásból származó aluminát-oldatok előzetes tisztítás után, valamint közvetlenül felhasználhatók gallium kinyerésére. A folyamat műszaki—gazdasági paraméterei, mint már említettük, az oldat összetételétől és elsősorban vanádiumtartalmától függnek. A találmány értelmében a gallium cementálás útján való kinyeréséhez a Bayer-eljárásból származó oldatok és gyakorlatilag bármilyen galliumtartalmú oldatok felhasználhatók. A találmányt az alábbi példák kapcsán szemléltetjük: U 1. példa 1 m3 aluminát-oldathoz, amely 50 g/liter nátriumoxidot és 0,35 g/liter galliumot tartalmaz, a cementáló ötvözet alapjául szolgáló folyékony galliumot adunk. A gallium cementálás útján való kinyerését olyan folyékony gallium-alumínium ötvözettel végezzük, amely 1,0 súly% alumíniumot és 99,0 súly% galliumot tartalmaz. A folyékony ötvözetet oly módon készítjük el, hogy az aluminát-oldatba a galliumhoz szakaszosan alumíniumot adagolunk -1,55 V potenciál mellett. A cementálást keverés mellett 60 °C hőmérsékleten végezzük. 8 órán át tartó cementálás után az aluminát-oldatot elvezetjük és az elhasznált oldatot fenti összetételű friss adag aluminát-oldattal pótoljuk és a cementálást az adott körülmények között folytatjuk. Az elhasznált oldatot 15-ször pótoljuk friss oldattal, majd ezután a kapott galliumot a galliumtartalmú iszappal együtt elvezetjük a berendezésből és a galliumot a galliumtartalmú iszaptól szűréssel leválasztjuk. Dy módon 3,7 kg galliumot kapunk, amely 1,1x10—3 súly% rezet, 1,7x10—7 súly% alumíniumot, 1,4 x 10—s súly% magnéziumot, 5.1 x 10—5 súly% vasat, 5,3 x 10—s súly% szilíciumot, 1 x 10—2 súly% ónt, 2x 10—2 súly% cinket, 1.1 x 10—4 súly% mangánt, 3,1 x 10—4 súly% káliumot és 0,44 kg galliumtartalmú iszapot (0,41 kg galliumtartalmú) szennyeződéseket tartalmaz. A fémes galliumot tisztítjuk és a galliumtartalmú iszapból önmagában ismert módon a galliumot leválasztjuk. A kapott gallium összmennyisége 4,09 kg. 2. példa 1 liter, 150 g/liter nátriumoxidot és 1,94 g/liter galliumot tartalmazó aluminát-oldathoz folyékony galliumot adunk. A gallium cementálás útján való kinyerését 0,5 súly% alumíniumot és 99,5 súly% galliumot tartalmazó folyékony gallium-alumínium ötvözet felhasználásával 750 ford/perc keverési sebesség mellett 80 °C-on végezzük. A folyékony ötvözetet úgy készítjük el, hogy az alumínium-oldatban levő galliumhoz -1,6 V potenciál mellett alumíniumot szakaszosan adunk. Az oldatból 50 percen át történő cementálását követően 1,77 g galliumot kapunk, amely az alábbi szennyeződéseket tartalmazza: 1,5 xlO-4 súly% réz, 5xl0-4 súly% alumínium 3 x 10-5 súly% magnézium, 5 x 10-5 súly% szilícium, 3 x 10-4 súly% ón, nikkelt nem mutattunk ki, és 0,166 g, 90% galliumtartalmú iszap. A leválasztott gallium összmennyisége: 1,919 g. 12 3. példa 1 liter, 300 g/liter nátriumoxidot és 150 g/liter galliumot tartalmazó aluminát-oldathoz folyékony galliumot adunk. A gallium kinyerését cementálás útján 6 súly% alumíniumot és 94 súly% galliumot tartalmazó folyékony alumínium—gallium ötvözet felhasználásával 500 ford/perc keverési sebesség mellett 70 °C-on végezzük. A folyékony ötvözetet úgy készítjük el, hogy az aluminát-oldatba -1,7 V potenciál mellett a galliumhoz szakaszosan alumíniumot adunk. A 3,5 órán át tartó cementálást követően 145,5 g galliumot kapunk, amely az alábbi szennyeződéseket tartalmazza: 1 x 10—4 súly% réz, 2x 10—4 súly% alumínium, 1 x 10—5 súly% magnézium, 4 x 10—5 súly% szilícium, 1 x 10—4 súly% ón és 3,3 g iszap (2,97 g galliumot tartalmaz). A leválasztott gallium összmennyisége: 148, 33 g. 4. példa 13 m3 Bayer-eljárásból származó aluminát-oldatot, melynek hőmérséklete 102 °C és 302,8 g/liter nátriumoxidot (összmennyiség) 270 g/liter kausztikus nátriumoxidot, 126,5 g/liter alumíniumoxidot, 0,48 g/liter galliumot, 1,56 g/liter vanádiumpentoxidot, 0,8 g/liter foszforpentoxidot, 1,03 g/liter szilíciumoxidot, 0,18 g/liter arzénpentoxidot, 1,9 g/liter fluort és 0,05 g/liter vasat tartalmaz, 58 °C-ra lehűtjük. Ezután a hűtés közben kiváló nátriumkarbonátot, az arzén-, fluor-, vasvegyületeket és szerves anyagokat tartalmazó csapadékot szűréssel leválasztjuk. A visszamaradó 9 m3 oldatot 10 m3 Bayer-eljárásból származó anyalúggal összekeveijük. Az anyalúg hőmérséklete 45 ° C és 150 g/liter nátriumoxidot (összmennyiség), 132 g/liter kausztikus nátriumoxidot, 61,7 g/liter alumíniumoxidot, 0,25 g/liter galliumot, 0,75 g/liter vanádiumpentoxidot, 0,54 g/liter foszforpentoxidot, 1,3 g/liter fluort, 0,02 g/liter vasoxidot és 0,40 g/liter szilíciumoxidot tartalmaz. Az ily módon kapott oldatot szobahőmérsékletre lehűtjük. Ekkor 19 súly% vanádiumpentoxidot és vanádiumvegyületeket tartalmazó csapadék válik ki. A tisztított, 0,15 g/liter vanádiumpentoxidot tartalmazó szűrletet 15 m3/24 óra sebességgel folyamatosan 4 egymást követő különálló alumínium—gallium ötvözetes kezelőtéren vezetjük át. A gallium kinyerését cementálás útján 0,8 súly% alumíniumot és 99,7 súly% galliumot tartalmazó folyékony gallium—alumínium ötvözet felhasználásával kev érés mellett 60 ° C-on végezzük. Az alumíniumot -1,70 V potenciál mellett adjuk az ötvözethez. 24 órás cementálás után 2,38 kg galliumot kapunk, amely az alábbi szennyeződéseket tartal-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
