199354. lajstromszámú szabadalom • Eljárás galliumsó vizes-savas oldatának tisztítására
HU 199354 B Ha az extrahálószer egy fent meghatározott alkohol a szerves fázist vízzel vagy vizes sósav-oldattal hozzuk érintkezésbe, ahol az utóbbi koncentrációja előnyösen kisebb, mint a 6 mól. így a szennyezések átkerülnek a mosóoldatba, míg a szerves fázis viszszatartja a tisztított galliumot. Ha extrahálószerként egy fent meghatározott kvatemer ammónium-vegyületet, például kvaterner ammónium-kloridot alkalmaztunk, a szerves fázist egy vizes sósav-oldattal hozzuk érintkezésbe, amelynek koncentrációja 5—8 mólos és 1—50 g/liter galliumot, előnyösen 3—10 g/liter galliumot tartalmaz. A sósavas mosóoldat például egyrészt egy előnyösen 7—12 mólos koncentrációjú vizes sósav-oldatból és egy rész előzetesen már tisztított vizes gallium-klorid oldatból állhat. Az így kapott vizes mosóoldatot, amely a szennyezéseket és egy kismennyiségű galliumiont tartalmaz, visszavezethetjük a folyamat kezdetéhez a kiindulási vizes sósav-oldat segítségével, annak érdekében, hogy újból tisztítási műveletnek vessük alá. A tisztított gallium-kloridot ezután a szerves fázisból vizes oldatba visszük át, úgy, hogy a szerves fázist, amelyet az előbb ismertetett szelektív mosási művelettel tisztítottunk, vízzel hozzuk érintkezésbe. Végül a szerves fázist elkülönítjük a vizes fázistól. A kapott vizes gallium-klorid oldat 99,99 tömeg%-ot meghaladó tisztaságú lehet. Az extrahálás szelektív mosás és a gallium visszanyerésének műveletei a folyadék-folyadék extrakció szokásos eszközeivel hajthatók végre. Ezek az eszközök általában néhány fokozatú keverő-dekantáló rendszert vagy töltött és/vagy agitált oszlopot tartalmaznak, amelyek elrendezése lehetővé teszi az extrahálás a szelektív mosás és a gallium visszanyerésének műveletét. Találmányunk további részleteit a következő példákkal szemléltetjük, anélkül, hogy találmányunkat a példákra kívánnánk korlátozni. 1 1. példa Az eljárást a Bayer eljárással előállított nátrium-aluminátból kinyert galliumsó kénsavas oldatának tisztítására használjuk. A kiindulási anyag 126 liter kénsavas galliumsó oldat. Az oldat összetétele és a jelenlévő szenynyezések minősége és koncentrációja a következő: 25 45 tétele a következő: Ga 53 g/1 Mg HC1 1,1 m Cr A1 3 mg/1 V Na 25 mg/1 Cu Fe3+ 650 mg/1 Mn Ca 1,5 mg/1 Zn Pb Az oldatban a klorid-ionok koncentrációját 76 liter 17 mólos sósav-oldat hozzáadásával 4,5 mól-ra állítjuk be. A kapott oldatot két, egyenként 2,25 li- 5 ter Duolite A 101 O kvaterner ammonium gyantával megtöltött oszlopra visszük fel 1,2 liter/óra áramlási sebességgel. Amikor az első oszlop telítődött galliumionnal azaz miután 202 liter betáplált oldat 10 haladt rajta keresztül, ezt eltávolítjuk és 10 liter 6 mólos vizes sósav-oldattal mossuk keresztül. A gyantán megkötött galliumiont ezután 3,8 liter 1 liter/óra áramlási sebességgel át- 15 vezetett vízzel eluáljuk, amikor egy olyan gallium-klorid-oldatot kapunk, amelynek össze-1 mg/1 0,6 mg/1 0,2 mg/1 0,4 mg/1 0,4 mg/1 1,6 mg/1 0,1 mg/1 Az eddigiekben a kiindulási galliumsó oldatot előtisztítottuk és koncentráltuk. A legfontosabb visszamaradó szennyezés a 3 vegyértékű vasion. A kapott oldatban a klorid-ionok koncent- 30 rációját 2,5 liter 12 mólos sósav-oldat segítségével 5,4 mól-ra állítjuk be. Ezt az oldatot ezután egy 2-etil-hexanolból álló szerves fázissal hozzuk érintkezésbe. Ezt a műveletet az 1. ábrán bemutatott 35 berendezésben hajtjuk végre. Az A berendezés egy többfokozatú folyadék-folyadék extrakciós berendezés, amely ellenáramban működik és 40 elméleti fokozatból áll. Az A berendezésbe az 1. fokozatnál S anyagáram- 40 ban 2-etil-hexanolt táplálunk 510 ml/óra áramlási sebesség mellett. Ezután a 10. fokozatnál 300 ml/óra áramlási sebességgel G anyagáramban galliumsó oldatot vezetünk az A berendezésbe. A szelektív mosást két mólos vizes sósav-oldattal végezzük, a 40 fokozatnál 90 ml/óra áramlási sebességgel. Az 1. fokozatban E anyagáramként távozó vizes fázis tartalmazza az összes szeny- 50 nyezést, és kevesebb mint 100 mg/liter galliumsót, ami azt jelenti, hogy az extrakció hatásfoka meghaladta a 99,5%-ot. A galliumsót tartalmazó 2-etil-hexanol elhagyja az A berendezést, majd a B ötfoko- 55 zatú berendezésbe kerül, amelyben a galliumsót vizes oldat formájában nyerjük ki, vízzel kivonatolva ellenáramban, 320 ml/óra áramlási sebességgel. A kezelés eredményeképpen a következő összetételű gallium-klo•Ga 3,2 g/I Cr 7 mg/1 -O rid-oldatot kapjuk: h2 so4 4 m V 280 mg/1 w Ga 30 g/1 Cr< 0,1 mg/1 A1 4,1 g/1 Cu 80 mg/1 Al< 0,2 mg/1 V< 0,05 mg/1 Na 1,8 g/1 Mn 3 mg/1 Na< 0,05 mg/1 Cu< 0,1 mg/1 Fe3+ 350 mg/1 Zn 4 mg/1 Fe< 0,1 mg/1 Mn< 0,05 mg/1 Ca 60 mg/1 Pb 2 mg/1 Ca< 0,05 mg/1 Zn< 0,05 mg/1 Mg 30 mg/1 Mg< 0,05 mg/1 Pb< 0,05 mg/1
