179296. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gallium kinyerésére
5 179296 6 mot. E műveletben erős savakként előnyösen sósavat, kénsavat, salétromsavat, hidrogénbromidot vagy perklórsavat használunk fel. Bayer-timföldgyártáskor képződő nátriumaluminát-lúgok feldolgozásakor azt tapasztaltuk, hogy meghatározott mennyiségű nátrium és alumínium jelenléte esetén az extrakció során a galliumon kívül a lúg egy része is átjut a szerves fázisba. Az extrakciót követő regenerálási műveletben — az alkalmazott körülményektől függően — termékként változó tisztasági fokú galliumot különíthetünk el. Az egyes specifikus műveleti körülményeket a következőkben részletesen ismertetjük. Az egyik módszer szerint a lúgos vizes fázistól elválasztott szerves fázist erős sav oldatával hozzuk érintkezésbe, majd a vizes fázist elválasztjuk a szerves fázistól, és a vizes fázisból elkülönítjük a galliumot. A felhasznált savas oldat savtartalmát elsősorban a szerves fázisban levő szubsztituált hidroxikinolin-származék koncentrációjától függően változtatjuk. Abban az esetben, ha a szerves fázis a szubsztituált hidroxikinolin-származékot a korábbiakban közölt előnyös koncentrációban tartalmazza, a regeneráláshoz előnyösen 1,2 mólosnál töményebb kénsav-, salétromsav- vagy perklórsav-oldatot, illetve előnyösen 1,2—2,2 mólos sósav- vagy hidrogénbromid-oldatot használunk fel. Egy további eljárásváltozat értelmében úgy járunk el, hogy a lúgos vizes fázistól elkülönített szerves fázist először híg vizes savoldattal kezeljük. E művelet során a nátrium és az alumínium a vizes fázisba megy át, a gallium azonban változatlanul a szerves fázisban marad. A szerves fázist elkülönítjük a vizes fázistól, majd a gallium kinyerése céljából az előzőnél töményebb vizes savoldattal hozzuk érintkezésbe. E műveletben a gallium a szerves fázisból a vizes fázisba megy át. Az eljárás zárólépésében a galliumot elkülönítjük a vizes fázisból. A felhasználandó savoldatok savtartalmát elsősorban a szerves fázisban levő szubsztituált hidroxikinolin-származék koncentrációja szabja meg. Abban az esetben, ha a szerves fázis a szubsztituált hidroxikinolin-származékot a korábbiakban közölt előnyös koncentrációban tartalmazza, az első savas kezeléshez előnyösen 0,2—0,7 mólos vizes savoldatokat használunk fel, míg a második kezelési műveletben előnyösen 1,2 mólosnál töményebb kénsav-, salétromsav- vagy perklórsav-oldatot, illetve előnyösen 1,2—2,2 mólos sósav- vagy hidrogénbromid-oldatot alkalmazunk. A harmadik eljárásváltozat szerint a lúgos vizes fázistól elválasztott szerves fázist olyan sav tömény vizes oldatával hozzuk érintkezésbe, amely a galliummal anionos komplexet képez. E művelet során a nátrium és az alumínium a vizes fázisba megy át, míg a gallium a szerves fázisban marad. A szerves fázist elválasztjuk a vizes fázistól, majd híg vizes savoldattal kezeljük. E műveletben a gallium a szerves fázisból a vizes fázisba megy át. Az eljárás zárólépésében a galliumot elkülönítjük a vizes fázisból. Az ismertetett eljárásváltozatban savként előnyösen sósavat vagy hidrogénbromidot használunk fel. A felhasználandó savoldatok savtartalmát elsősorban a szerves fázisban levő szubsztituált hidroxikinolin-származék koncentrációja szabja meg. Abban az esetben, ha a szerves fázis a szubsztituált hidroxikinolin-származékot a korábbiakban közölt előnyös koncentrációban tartalmazza, az első savas kezeléshez előnyösen 4-8 mólos oldatot, míg a második savas kezeléshez előnyösen 1,2-2,2 mólos oldatot használunk fel. A találmány szerinti eljárást hagyományos üzemi folyadék/folyadék extrakciós berendezésekben hajthatjuk végre. A találmány szerinti eljárás végrehajtásához az ismert eljárásokban felhasználtaknál lényegesen kisebb térfogatú elegyítő reaktorokat is alkalmazhatunk, és igen nagy mértékben fokozhatjuk az eljárás termelékenységét. A találmány szerinti eljárással — elsősorban többfokozatú ellenáramú extrakciós berendezések alkalmazásával — a lúgos vizes oldatok gallium-tartalmát gyakorlatilag teljes mértékben kinyerhetjük. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa Kiindulási anyagként Bayer-timföldgyártás során képződő, 80 g/liter alumíniumoxidot, 205g/liter nátriumoxidot és 225 mg/liter galliumot tartalmazó aluminát-lúgot használunk fel. Az aluminát-lúghoz azonos térfogatú szerves fázist adunk, és az elegyet 26 °C-on keverjük. A felhasznált szerves fázis összetétele a következő: (VIII) képletű (3-alkenil-8- ■hidroxi-kinolin (az Ashland Chemical cég által „Kelex 100” néven forgalomba hozott termék) 8 térfogat% n-dekanol 10 térfogat% „Versatic 10” kereskedelmi nevű karbonsav x térfogat% kerozin (82—x) térfogat% A „Versatic 10” karbonsav mennyiségét és a keverési időt az 1. táblázatban megadottak szerint változtatjuk. A megadott keverési idő elteltével a fázisokat elválasztjuk egymástól, és meghatározzuk az elkülönített gallium százalékos mennyiségét. Az eredményeket az 1. táblázatban közöljük. Az 1. táblázat adataiból megállapítható, hogy a találmány szerinti eljárással, karboxil-tartalmú vegyületek felhasználásával jelentősen fokozható a gallium extrakciójának sebessége. 2. példa Az 1. példában ismertetettel azonos összetételű aluminát-lúghoz azonos térfogatú szerves fázist adunk, és az elegyet 50 °C-on keverjük. A felhasznált szerves fázis összetétele a következő: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
