199354. lajstromszámú szabadalom • Eljárás galliumsó vizes-savas oldatának tisztítására
nu isaoo“* D egyet tartalmaznak: sósav, kénsav, és perklórsav. Az ezekben az oldatokban előforduló szenynyezések természete és mennyisége igen erősen változó lehet, és a szennyezések különböző fém-ionokból állhatnak, amint korábban a vizes sósav-oldatokkal kapcsolatban már részletesen ismertettük. Ezenkívül a galliumsó koncentrációja is tág határok között változhat ezekben az oldatokban, előnyösen azonban olyan híg galliumsó oldatok tisztítására használhatjuk fel a találmány szerinti eljárást, amelyekben a galliumsó koncentrációja 10 g/liter alatt van. Ez az eljárás különösen alkalmas a Bayer eljárás során a nátrium-aluminát-oldatokból kinyert galliumsó oldatok tisztítására. Ez az eljárás különösen a következő helyeken kerül ismertetésre: 2 277 897, 2 307 047 és.2 307 882 számú francia szabadalmi leírások. Az a) lépésben a klorid-ionok koncentrációját a galliumsó oldatban szükség esetén körülbelül 3,5—8 mól, előnyösen 4,5—6 mól értékre állítjuk be. A koncentráció beállítását sósav hozzáadásával végezzük. A b) lépésben a galliumsó oldatot egy erősen bázikus típusú ioncserélő gyantával hozzuk érintkezésbe, amely gélszerű vagy makrotérhálósított természetű. Ez a gyanta a galliumiont igen szelektíven megköti, feltehetőleg egy GaCl7 anionos komplex formájában. Az erre a célra különösen előnyösen alkalmazható gyanták az A vagy B képletekkel írhatók le, ahol R például egy sztirol/divinilbenzol vagy akril/divinilbenzol kopolimert jelent. Ilyen gyanták például a következő kereskedelmi forgalomban kapható termékek: Dowex 1, Duolite A 101 D, Duolite A 42, Lewatit M 500, Amberlite IRA 400, Amberlite IRA 410, Amberlite IRA 900, Amberlite IRA 910 és Parmutit ESB (A). Egy liter gyanta általában 80—120 gramm galliumiont képes megkötni. A galliumion megkötésének befejeztével a galliumiont tartalmazó gyantát a c) lépésnek megfelelően egy sósav-oldattal mossuk át, amelynek koncentrációja előnyösen legalább 5 mólos. Az átmosás célja, hogy eltávolítsuk a gyantáról a galliumot kísérő szennyezéseket. Ezután a galliumiont a d) lépésnek megfelelően a gyantát vízzel eluálva távolítjuk el. Ennek eredményeképpen egy tömény és tisztított gallium-klorid oldatot kapunk, amelynek koncentrációja általában körülbelül 40— 60 g/liter galliumsó. A tisztításon kívül az előző kezelés következtében a galliumsó nagymértékben koncentrálódik a kezdeti szennyezett oldathoz viszonyítva. Ez a koncentrálódás különösen előnyös a következő oldószerextrakciós tisztítás szempontjából, különösen a hatékonyság és az ehhez szükséges berendezések méretének csökkentése tekintetében. 3 A koncentrálási-tisztítási lépést szokásos berendezésekben, különösen sorba kötött gyantaoszlopok segítségével hajthatjuk végre. A találmány szerinti eljárás értelmében a gallium-klorid-oldatot ezután egy szerves fázissal hozzuk érintkezésbe, amely egy, a gallium-klorid extrakciójára alkalmas, vízben oldhatatlan szert és kívánt esetben egy iners hígítóanyagot tartalmaz, úgy, hogy a galliumion szelektíven a szerves fázisba extrahálódik. A találmány szerinti eljárásban extrahálószerként alkalmazható kvaterner ammónium-sók az RJN-CHJCI- általános képlettel írhatók le, amelyben az R1 szénhidrogén-csoport 8—10 szénatomos. Ezek a termékek különösen Adogén 464 és Aliquat 336 védjegy megjelöléssel kerülnek forgalmazásra. Extrahálószerként alkalmazhatunk még 2-etil-hexanolt vagy ennek izomerjeit, n-oktanolt, izooktanolt, n-dekanolt vagy izodekanolt. Az extrahálószer részaránya a szerves fázisban nem kritikus és tág határok között változhat. Általában azonban előnyösen ez a részarány a lehető legmagasabb. Így kvaterner ammónium-sók esetében az extrahálószer mennyisége körülbelül 3 és 30 térfogat% között változik a szerves fázisban, mert ilyen körülmények között alakulnak ki a tisztítás számára legkedvezőbb hidrodinamikai viszonyok. Az alkoholok közül a legkevésbé viszkózusak tisztán, azaz hígítatlanul alkalmazhatók a szerves fázisban, és ez különösen előnyös, mert igen jó extrakciós kapacitást eredményez, és a folyadék térfogatát, és ennek következtében a szükséges felszerelések méreteit minimálisan tartja. Az alkoholok részaránya általában 10 és 100 térfogat% között változhat a szerves fázisban. Ha szükséges, a szerves fázis hígítószert is tartalmazhat. A folyadék-folyadék extrakció során szokásosan alkalmazott hígítószerek közül megemlíthetjük az alifás vegyületeket ( különösen alkalmasak alkoholos extrahálószerekkel elegyítve), így például a heptánt, dodekánt, hexánt, és kerozin típusú petroleum párlatokat; az aromás vegyületeket, így például benzolt, toluolt, etil-benzolt, xilolt és Solvesso-típusú szereket (az Exxon védjeggyel), és végül a halogénezett származékokat, így például a kloroformot vagy szén-tetrakloridot. A vizes fázist elkülönítjük a galliumiont tartalmazó szerves fázistól, majd a szerves fázist szelektíven mossuk a visszamaradó szennyezések eltávolítása céljából, amelyek a galliummal együtt kis mennyiségben extrahálódtak. Az alkalmazott extrahálószer minőségétől függően a szerves fázisnak ezt a szelektív mosási műveletét előnyösen a következő módon hajtjuk végre: 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
