FI70693B - FOER FARING FOER RENING AV EN GALLIUMLOESNING - Google Patents
FOER FARING FOER RENING AV EN GALLIUMLOESNING Download PDFInfo
- Publication number
- FI70693B FI70693B FI813855A FI813855A FI70693B FI 70693 B FI70693 B FI 70693B FI 813855 A FI813855 A FI 813855A FI 813855 A FI813855 A FI 813855A FI 70693 B FI70693 B FI 70693B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- gallium
- solution
- organic phase
- hydrochloric acid
- extractant
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
7069370693
Menetelmä galliumliuoksen puhdistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää galliumin kloorivetyhappo-vesiliuoksen, joka sisältää mm. ferrimuodossa olevaa rautaa, puhdistamiseksi neste-neste-uutolla uuttoainetta käyttäen erittäin puhtaan galliumkloridiliuoksen aikaansaamiseksi .The present invention relates to a process for the purification of gallium hydrochloric acid-aqueous solution, which contains e.g. ferrous iron, for purification by liquid-liquid extraction using an extractant to obtain a highly pure gallium chloride solution.
Galliumin eri käyttösovellutuksissa, erikoisesti elektroniikan alalla, on välttämätöntä saada galliumia erittäin puhtaana. Niinpä osoittautuu tarpeelliseksi, että on käytettävissä menetelmiä, jotka lähtien galliumliuoksista, jotka eivät täytä haluttuja puhtausvaatimuksia, tekevät mahdolliseksi puhtaudeltaan enemmän kuin 99,99 % olevien galliumliuosten aikaansaamisen, jollaisista liuoksista voidaan hyvin helposti saada eri käyttötarkoituksiin vaadittavan puhtausasteen omaavaa galliumoksidia tai gaIIiummetal-1 ia.In various applications of gallium, especially in the field of electronics, it is necessary to obtain gallium in a very pure form. Thus, it proves necessary to have methods which, from gallium solutions which do not meet the desired purity requirements, make it possible to obtain gallium solutions with a purity of more than 99.99%, from which gallium oxide or gallium metal of the required purity can be obtained very easily.
On tunnettua suorittaa galliumin erottaminen tietyistä me-tallikationeista käyttämällä tiettyjä liuottimia, esim. ter-tiaarisia amiineja. Galliumin erottaminen eri alkuaineista ja erikoisesti ferrimuodossa olevasta raudasta on kuitenkin tähän saakka osoittautunut mahdottomaksi pelkistämättä rautaa ensin ferromuotoon /(Chemical Abstracts Volume 92 (1979) 94 35c7·It is known to carry out the separation of gallium from certain metal cations using certain solvents, e.g. tertiary amines. However, the separation of gallium from various elements, and especially from ferric iron, has so far proved impossible without first reducing iron to ferrous form / (Chemical Abstracts Volume 92 (1979) 94 35c7 ·
Osoittaen vääräksi sen teknisen olettamuksen, että galliumin erottaminen erikoisesti ferrimuodossa olevasta raudasta uuttamalla liuottimia käyttäen on hyvin vaikeaa erittäin puhtaan galliumin valmistuksen ollessa kyseessä, on tämän keksinnön yhteydessä kehitetty galliumliuosten puhdistamiseksi menetelmä, joka mahdollistaa näiden liuosten erinomaisen puhdistuksen saavuttamisen erilaisten alkuaineiden, erikoisesti ferrimuodossa olevan raudan läsnäollessa. Tämä menetelmä aikaansaa galliumin selektiivisen uuttamisen erilai- 70693 2 siä alkuaineita ja erikoisesti ferrimuodossa olevaa rautaa sisältävästä liuoksesta käyttäen galliumin uuttoaineita, jotka ovat veteen liukenemattomia, kuten alkoholeja tai kvaternaarisia ammoniumsuoloja.Disproving the technical assumption that the separation of gallium from ferric iron in particular by solvent extraction using solvents is very difficult in the preparation of very pure gallium, the present invention has developed a method for purifying gallium solutions which allows excellent purification of these solutions in various elements, especially ferric iron. . This method provides for the selective extraction of gallium from a solution containing various elements, especially ferric iron, using gallium extractants which are insoluble in water, such as alcohols or quaternary ammonium salts.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että 1) galliumin kloorivetyhappovesiliuos, jonka vapaan hapon pitoisuus on välillä 1-8 N, saatetaan yhteyteen orgaanisen faasin kanssa, joka sisältää uuttoainetta, jona on kvater-naarinen ammoniumkloridi tai enintään 10 hiiliatomia sisältävä alkoholi, 2) saatu orgaaninen faasi, joka sisältää galliumia ja uuttoainetta, erotetaan epäpuhtauksia sisältävästä vesifaasista, 3) erotettu orgaaninen faasi pestään jäljellejääneiden epäpuhtauksien poistamiseksi galliumin kloorivetyhappoliuok-sen avulla, jonka happopitoisuus on välillä 5-8 N, kun uut-toaineena on kvaternaarinen ammoniumkloridi, ja veden tai kloorivetyhappoliuoksen avulla, jonka happopitoisuus on pienempi kuin 6 N, kun uuttoaineena on alkoholi, 4) gallium siirretään saadusta orgaanisesta faasista vesi-faasiin saattamalla orgaaninen faasi yhteyteen veden kanssa,ja 5) vesifaasi, joka sisältää puhdistettua galliumkloridia, otetaan talteen erottamalla.The process according to the invention is characterized in that 1) an aqueous solution of gallium hydrochloric acid having a free acid content of between 1 and 8 N is contacted with an organic phase containing an extractant containing quaternary ammonium chloride or an alcohol having up to 10 carbon atoms, 2) the resulting organic the phase containing gallium and the extractant is separated from the aqueous phase containing impurities, 3) the separated organic phase is washed to remove residual impurities with a solution of gallium hydrochloric acid having an acid content of 5-8 N when the extractant is quaternary ammonium chloride and quaternary ammonium chloride, , having an acid content of less than 6 N when the extractant is an alcohol, 4) the gallium is transferred from the obtained organic phase to the water phase by contacting the organic phase with water, and 5) the aqueous phase containing purified gallium chloride is recovered by separation.
Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan galliumliuos saatetaan yhteyteen orgaanisen faasin kanssa, joka sisältää veteen liukenematonta galliumin uuttoainetta ja tarvittaessa inert-tistä laimennusainetta niin, että gallium tulee uutetuksi selektiivisesti orgaaniseen faasiin.According to the process of the invention, the gallium solution is contacted with an organic phase containing a water-insoluble gallium extractant and, if necessary, an inert diluent, so that the gallium is selectively extracted into the organic phase.
Ne galliumin kloorivetyhappoliuokset, jotka voidaan puhdistaa keksinnön mukaisella menetelmällä erittäin puhtaiden liuosten tuottamiseksi, voivat olla varsin erilaista alkuperää. Niiden vapaa kloorivetyhappopitoisuus on välillä 1-8 N, sopivimmin välillä 2-6 N. Ne voivat myös sisältää kloorivetyhapon seoksia muiden happojen kuten rikkihapon tai perkloorihapon kanssa.The gallium hydrochloric acid solutions which can be purified by the process according to the invention to produce very pure solutions can be of quite different origins. They have a free hydrochloric acid content of between 1 and 8 N, preferably between 2 and 6 N. They may also contain mixtures of hydrochloric acid with other acids such as sulfuric acid or perchloric acid.
Il 3 70693 Näihin liuoksiin sisältyvien epäpuhtauksien laatu ja määrä voi olla hyvin vaihteleva, ja ne voivat koostua alkuaineiden periodisen järjestelmän eri metallien kationeista, erikoisesti seuraavien metallien: kalsium, magnesium, alumiini, vanadiini, kromi, kupari, mangaani, natrium, sinkki, koboltti, nikkeli, lyijy, kadmium, indium, barium, strontium, kalium, titaani, lantanidit,yttrium, arseeni, rauta (erikoisesti ferrimuodossa), fosfori, tina, boori ja sentapaisten kationeista.Il 3 70693 The nature and quantity of impurities contained in these solutions can vary widely and may consist of cations of various metals of the Periodic Table of the Elements, in particular the following metals: calcium, magnesium, aluminum, vanadium, chromium, copper, manganese, sodium, zinc, cobalt, nickel, lead, cadmium, indium, barium, strontium, potassium, titanium, lanthanides, yttrium, arsenic, iron (especially in ferric form), phosphorus, tin, boron and the like cations.
Lisäksi galliumin pitoisuus näissä liuoksissa voi vaihdella hyvin laajoissa rajoissa, esimerkiksi arvosta noin 500 mg/1 arvoon noin 300 g/1.In addition, the gallium content of these solutions can vary within very wide limits, for example from about 500 mg / l to about 300 g / l.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävät alkoholit sisältävät edullisesti 4-10 hiiliatomia, jolloin ne ovat olennaisesti veteen sekoittumattomia sekä riittävän juoksevia estääkseen ongelmien esiintymisen prosessissa. Esimerkkejä tällaisista alkoholeista ovat pentanoli, n-butanoli, isobutanoli, sykloheksanoli, n-heksan-1-oli, 2-etyylihek-sanoli, n-heptanoli, n-oktanoli, iso-oktanoli, n-dekanoli ja isoheksanoli. Edullisimmin käytetään pelkkää 2-etyyli-heksanolia, ts. laimentamattomana.The alcohols used in the process of the invention preferably contain from 4 to 10 carbon atoms, being substantially immiscible in water and sufficiently fluid to prevent problems in the process. Examples of such alcohols are pentanol, n-butanol, isobutanol, cyclohexanol, n-hexan-1-ol, 2-ethylhexanol, n-heptanol, n-octanol, iso-octanol, n-decanol and isohexanol. Most preferably, 2-ethylhexanol alone is used, i.e. undiluted.
Kvaternaariset ammoniumsuolat, joita voidaan käyttää uuttoaineena keksinnön mukaisessa menetelmässä ovat erikoisesti sellaisia, joilla on kaava R^N-CH^Cl , jossa R on hiilivetyradikaali, joka sisältää 8-10 hiiliatomia. Tällaisia valmisteita on saatavissa erikoisesti tavaramerkeillä Adogen 464 ja Aliquat 336.The quaternary ammonium salts which can be used as an extractant in the process according to the invention are in particular those of the formula R 1 N-CH 2 Cl, in which R is a hydrocarbon radical containing 8 to 10 carbon atoms. Such preparations are available in particular under the trademarks Adogen 464 and Aliquat 336.
Uuttoaineen suhteellinen osuus orgaanisessa faasissa ei ole kriittinen ja voi vaihdella laajoissa rajoissa. Yleensä on 4 70693 kuitenkin edullista, että tämä osuus on niin suuri kuin mahdollista. Niinpä kvaternaaristen ammoniumsuolojen tapauksessa osuus, joka on välillä 3-30 tilavuus-% orgaanisesta faasista, johtaa edullisiin hydrodynaamisiin puhdistus-olosuhteisiin. Alkoholien tapauksessa vähiten viskoosia voidaan käyttää orgaanisessa faasissa pelkkänä, ts. lai-mentamattomana, ja tämä on erikoisen edullista, koska se voi johtaa varsin huomattaviin uuttokapasiteetteihin sekä pitää nestetilavuudet ja siten laitteiston koon minimissään. Alkoholien suhteellinen osuus vaihtelee yleensä välillä 10-100 tilavuus-% orgaanisen faasin tilavuudesta.The relative proportion of extractant in the organic phase is not critical and can vary within wide limits. In general, however, it is preferred that this proportion be as high as possible. Thus, in the case of quaternary ammonium salts, a proportion of between 3 and 30% by volume of the organic phase results in preferred hydrodynamic purification conditions. In the case of alcohols, the least viscose can be used in the organic phase alone, i.e. undiluted, and this is particularly advantageous because it can lead to quite considerable extraction capacities and keep the liquid volumes and thus the size of the equipment to a minimum. The relative proportion of alcohols generally ranges from 10 to 100% by volume of the volume of the organic phase.
Tarpeen mukaan orgaaninen faasi voi sisältää myös laimen-nusainetta. Niistä laimennusaineista, joita tavallisesti käytetään neste-neste-uuton alalla, voidaan mainita ali-faattiset yhdisteet (erityisesti sopivia alkoholiuuttoai-neen käytön yhteydessä) kuten heptaani, dodekaani, heksaa-ni ja petrolityyppiset maaöljyjakeet, aromaattiset yhdisteet kuten bentseeni, tolueeni, etyylibentseeni, ksyleeni ja Solvesso-tyyppiset jakeet (Solvesso on Exxon'in rekisteröimä tavaramerkki) sekä mainittujen yhdisteiden halogeenijohdannaiset kuten kloroformi ja hiilitetrakloridi.If necessary, the organic phase may also contain a diluent. Among the diluents commonly used in the field of liquid-liquid extraction, mention may be made of aliphatic compounds (particularly suitable in connection with the use of an alcoholic extractant) such as heptane, dodecane, hexane and petroleum fractions, aromatic compounds such as benzene, toluene, ethylbenzene, and Solvesso-type fractions (Solvesso is a registered trademark of Exxon) and halogen derivatives of said compounds such as chloroform and carbon tetrachloride.
Vesifaasi erotetaan galliumia sisältävästä orgaanisesta faasista, ja tälle orgaaniselle faasille suoritetaan selektiivinen pesu, joka poistaa jäljelle jääneet epäpuhtaudet, joita on pieninä määrinä tullut galliumin mukana.The aqueous phase is separated from the gallium-containing organic phase, and this organic phase is subjected to a selective wash to remove residual impurities which have been present in small amounts with the gallium.
Riippuen käytetystä uuttoaineesta tämä selektiivinen pesu suoritetaan sopivimmin seuraavalla tavalla:Depending on the extractant used, this selective washing is preferably carried out as follows:
Jos uuttoaineena on alkoholi, orgaaninen faasi saatetaan yhteyteen veden tai sellaisen kloorivetyhappoliuoksen kanssa, jonka pitoisuus on edullisesti pienempi kuin noin 6 M. Epäpuhtaudet siirtyvät tällöin pesuliuokseen, kun taas orgaaninen faasi pidättää puhdistetun galliumin.If the extractant is an alcohol, the organic phase is contacted with water or a hydrochloric acid solution, preferably at a concentration of less than about 6 M. The impurities then transfer to the washing solution, while the organic phase retains the purified gallium.
Jos uuttoaineena on kvaternaarinen ammoniumkloridi, orgaa- 5 70693 ninen faasi saatetaan yhteyteen kloorivetyhappopesuliuoksen kanssa, jonka liuoksen IlCl-pitoisuus on välillä 5 M - 8 M ja joka sisältää galliumia 1-50 g/1, sopiviramin 3-10 g/1- Pe-suliuoksena voi olla esimerkiksi seos, joka käsittää toisaalta kloorivetyhappoliuoksen pitoisuudeltaan edullisesti välillä 7 M - 12 M, ja toisaalta osaan lopullisesta puhdistetusta galliumkloridin vesiliuoksesta.If the extractant is quaternary ammonium chloride, the organic phase is contacted with a hydrochloric acid wash solution having an IlCl content of 5 M to 8 M and containing 1 to 50 g / l of gallium, 3 to 10 g / l of suitable pyramine. the molten solution may be, for example, a mixture comprising, on the one hand, a hydrochloric acid solution, preferably at a concentration of between 7 M and 12 M, and, on the other hand, a part of the final purified aqueous solution of gallium chloride.
Käytetty pesuliuos, joka sisältää epäpuhtaudet ja pienen määrän galliumia, voidaan sopivasti kierrättää yhdessä gal-liumin alkuperäisen kloorivetyhappoliuoksen kanssa sen saattamiseksi jälleen puhdistustoimenpiteiden alaiseksi.The spent wash solution, which contains impurities and a small amount of gallium, can be suitably recycled together with the original hydrochloric acid solution of gallium to bring it back under purification measures.
Puhdistettu gallium siirretään sen jälkeen orgaanisesta faasista vesiliuokseen saattamalla edellä selostetussa selektiivisessä pesuvaiheessa puhdistettu orgaaninen faasi yhteyteen veden kanssa.The purified gallium is then transferred from the organic phase to the aqueous solution by contacting the purified organic phase with water in the selective washing step described above.
Lopuksi orgaaninen faasi erotetaan vesifaasista. Saatu vesi-faasi sisältää puhdasta galliumia galliumkloridin muodossa sen puhtauden ollessa jopa enemmän kuin 99,99 %.Finally, the organic phase is separated from the aqueous phase. The resulting aqueous phase contains pure gallium in the form of gallium chloride with a purity of even more than 99.99%.
Uuttaminen, selektiivinen pesu ja galliumin talteenotto voidaan suorittaa tavanmukaisissa laitteissa, joita käytetään neste-neste-uuttoprosesseissa. Tällaiset laitteet käsittävät yleensä useita sekoitin-dekantterisysteemien tai pakattujen ja/tai hämmennettyjen kolonnien vyöhykkeitä, jotka on järjestetty siten, että ne suorittavat uuttamisen, selektiivisen pesun ja uutetun alkuaineen talteenoton vesifaasista.Extraction, selective washing, and gallium recovery can be performed in conventional equipment used in liquid-liquid extraction processes. Such devices generally comprise a plurality of zones of mixer-beaker systems or packed and / or stirred columns arranged to perform extraction, selective washing and recovery of the extracted element from the aqueous phase.
Eräässä edullisessa sovellutusmuodossa edellä mainitussa vaiheessa (1) käsitelty galliumliuos on itse puhdistuksen tuote, galliumin happovesiliuoksesta lähtien. Käsittely käsittää: a) kloridi-ionien pitoisuuden galliumin happamessa vesi- 70693 liuoksessa säätämisen tarvittaessa arvoon, joka on välillä noin 3,5 M - 8 M; b) galliumliuoksen saattamisen yhteyteen vahvasti emäksistä tyyppiä olevan ioninvaihtohartsin kanssa, hartsin kiinnittäessä galliumin; c) hartsin pesemisen tarvittaessa kloorivetyhappoliuoksel-la, jonka pitoisuus on suurempi tai sama kuin noin 5 M; d) galliumin eluoimisen hartsista vedellä galliumkloridin väkevöidyn vesiliuoksen aikaansaamiseksi; ja e) kloridi-ionien pitoisuuden saadussa liuoksessa säätämisen arvoon, joka on välillä noin 4 M - 6 M.In a preferred embodiment, the gallium solution treated in the above-mentioned step (1) is the product of the purification itself, starting from the aqueous gallium solution. The treatment comprises: a) adjusting the concentration of chloride ions in an acidic aqueous solution of gallium to a value between about 3.5 M and 8 M, if necessary; b) contacting the gallium solution with a strongly basic type of ion exchange resin, the resin attaching the gallium; c) washing the resin, if necessary, with a hydrochloric acid solution having a concentration greater than or equal to about 5 M; d) eluting gallium from the resin with water to provide a concentrated aqueous solution of gallium chloride; and e) adjusting the concentration of chloride ions in the resulting solution to a value between about 4 M and 6 M.
Tehokkaimmissa menetelmissä galliumin erottamiseksi epäpuhtauksista on aikaisemmin käytetty ioninvaihtohartseja. Kuitenkin galliumin erottaminen tietyistä metalli-ioneista kuten metallien kalsium, magnesium, alumiini, koboltti, vanadiini, kupari, mangaani, natrium, sinkki ja erikoisesti ferrimuodossa olevan raudan ioneista osoittautuu puutteelliseksi käytettäessä galliumin selektiivistä kiinnitystä puhdistettavasta liuoksesta anioninvaihtohartsiin /Chemical Abstracts, Volume 55 (1961) 21974 IV/. Ferrimuodossa olevan raudan läsnäollessa esiintyvän puhdistusongelman ratkaisemiseksi on ehdotettu raudan pelkistämistä ferrimuotoon ennen liuoksen kuljetusta hartsin yli /Chemical Abstracts, Volume 55 (1961) 21974 V ja Volume 74 (1971) 108688 k/. Tällaisella menettelyllä on kuitenkin se olennainen epäkohta, ettei se anna mahdollisuutta galliumliuoksen riittävään puhdistukseen.The most efficient methods for separating gallium from impurities have previously used ion exchange resins. However, the separation of gallium from certain metal ions such as calcium, magnesium, aluminum, cobalt, vanadium, copper, manganese, sodium, zinc and especially ferric iron ions proves to be deficient when using selective attachment of gallium from the solution to be purified to the anion exchange resin. 21974 IV /. To solve the purification problem in the presence of ferric iron, it has been proposed to reduce iron to ferric form before transporting the solution over the resin (Chemical Abstracts, Volume 55 (1961) 21974 V and Volume 74 (1971) 108688 k). However, such a procedure has the fundamental disadvantage that it does not allow adequate purification of the gallium solution.
Käsittelemällä epäpuhtaita galliumliuoksia vaiheiden (a) -(e) mukaan ja sen jälkeen vaiheiden (1) - (5) mukaan on mahdollista saavuttaa erinomainen puhtaus erilaisten alkuaineiden, erikoisesti raudan läsnäollessa. Tämä menetelmä käsittää yhdistelmän olennaisesti seuraavista vaiheista: liuoksessa olevan galliumin kiinnittämisen ioninvaihtohart-siin, joka aikaansaa ensimmäisen puhdistuksen, sen jälkeen 7 70693 hartsista eluoimalla saadun galliumliuoksen väkevöinnin ja lopuksi tämän keksinnön mukaiset vaiheet (1) - (5) saadun liuoksen puhdistamiseksi neste-neste-uutolla käyttäen liuotinta, joka on veteen liukenematon ja joka uuttaa gal Uumin selektiivisesti.By treating impure gallium solutions according to steps (a) to (e) and then according to steps (1) to (5), it is possible to achieve excellent purity in the presence of various elements, especially iron. This method comprises a combination of essentially the following steps: attaching gallium in solution to an ion exchange resin which provides a first purification, then concentrating the gallium solution eluted from 7,70693 resin, and finally steps (1) to (5) of the present invention to purify the resulting solution from liquid-liquid. by extraction using a solvent which is insoluble in water and which selectively extracts the galum.
Galliumin happovesiliuokset, joita voidaan puhdistaa tämän keksinnön mukaisen edullisen menetelmän mukaan erittäin suuren puhtauden omaavien liuosten aikaansaamiseksi, voivat olla hyvin erilaista alkuperää. Ne ovat sopivimmin ainakin yhden suraavan hapon liuoksia: kloorivetyhappo, rikkihappo ja perkloorihappo.Aqueous gallium acid solutions that can be purified according to the preferred method of this invention to provide solutions of very high purity can be of very different origins. They are preferably solutions of at least one sour acid: hydrochloric acid, sulfuric acid and perchloric acid.
Näihin liuoksiin sisältyvien epäpuhtauksien laatu ja määrä voi olla hyvin vaihteleva, ja ne voivat koostua alkuaineiden periodisen järjestelmän eri metallien ioneista, kuten on edellä esimerkkeinä lueteltu galliumin kloorivetyhappovesi-liuosten yhteydessä. Lisäksi galliumin pitoisuus näissä liuoksissa voi vaihdella hyvin laajoissa rajoissa. Tämä keksinnön mukainen menetelmä on kuitenkin erityisen edullinen sellaisten laimeiden galliumliuosten puhdistuksessa, joiden pitoisuus on esim. pienempi kuin noin 10 g/1.The nature and amount of impurities contained in these solutions can vary widely and can consist of ions from different metals of the Periodic Table of the Elements, as exemplified above in the case of aqueous solutions of gallium hydrochloric acid. In addition, the concentration of gallium in these solutions can vary within very wide limits. However, this process according to the invention is particularly advantageous for the purification of dilute gallium solutions with a concentration of, for example, less than about 10 g / l.
Tämä keksinnön mukainen edullinen menetelmä soveltuu erikoisesti sellaisten vesiliuosten puhdistukseen, jotka on tuotettu prosessilla galliumin talteenottamiseksi niistä natriumaluminaattiliuoksista, jotka on valmistettu Bayer-menetelmällä, kuten on selotettu erikoisesti FR-patenteissa 2 277 897, 2 307 047 ja 2 307 882, FR-patenttihakemuksessa 76/29009 ja FI-patenttihakemuksessa 78222 sekä eurooppalaisessa patenttihakemuksessa 78/4 002 222.This preferred process of the invention is particularly suitable for the purification of aqueous solutions produced by a process for recovering gallium from sodium aluminate solutions prepared by the Bayer process, as described in particular in FR Patents 2,277,897, 2,307,047 and 2,307,882, FR Patent Application 76 / 29009 and in FI patent application 78222 and in European patent application 78/4 002 222.
Vaiheessa (a) galliumliuoksen kloridi-ionien pitoisuus säädetään, mikäli osoittautuu tarpeelliseksi, arvoon välillä noin 3,5 M - 8 M, sopivimmin välille 4,5 M - 6 M. Tämä pitoisuus säädetään parhaiten lisäämällä kloorivetyhappoa galliumliuokseen. On myös mahdollista suorittaa tämä säätö β 70693 lisäämällä mitä tahansa kloridia, jota ei hartsi kiinnitä seuraavassa vaiheessa. Sopivina klorideina voidaan mainita alkalimetalli- ja maa-alkalimetallikloridit.In step (a), the concentration of chloride ions in the gallium solution is adjusted, if necessary, to a value between about 3.5 M and 8 M, preferably between 4.5 M and 6 M. This concentration is best adjusted by adding hydrochloric acid to the gallium solution. It is also possible to perform this adjustment on β 70693 by adding any chloride that is not attached to the resin in the next step. Suitable chlorides include alkali metal and alkaline earth metal chlorides.
Vaiheessa (b) galliumliuos saatetaan yhteyteen vahvaa emäs-tyyppiä olevan ja luonteeltaan geelimäisen tai makroristi-kytketyn ioninvaihtohartsin kanssa, hartsin kiinnittäessä galliumin hyvin selektiivisesti, todennäköisesti olennaisesti anionisen kompleksin GaCl^ muodossa. Hartsit, joita voidaan käyttää, ovat erikoisesti sellaisia, jotka sisältävät kaavan ^(CH3)2 1 + R-N , tai kaavanIn step (b), the gallium solution is contacted with an ion exchange resin of a strong base type and gel-like or macrorross-linked in nature, the resin attaching the gallium very selectively, probably substantially in the form of an anionic complex GaCl 2. Resins that can be used are especially those containing the formula ^ (CH3) 2 1 + R-N, or the formula
--CH_-OH--CH_-OH
L ^ _ ” + R-N -CH3 ^CH3 joissa R merkitsee esimerkiksi styreeni/divinyylibentseeni-tai akryyli/divinyylibentseenikopolymeeriä, mukaisia yksikköjä. Esimerkkejä käytettävistä tuotteista ovat valmisteet, joita on saatavissa tavaramerkeillä: Dowex 1, Duolite A 101 D, Duolite A 42, Lewatit M 500, Amberlite IRA 400, Am-berlite IRA 410, Amberlite IRA 900, Amberlite IRA 910 ja Permutit ESB (A).L ^ _ ”+ R-N -CH3 ^ CH3 where R is, for example, a styrene / divinylbenzene or acrylic / divinylbenzene copolymer. Examples of products to be used are products available under the trademarks: Dowex 1, Duolite A 101 D, Duolite A 42, Lewatit M 500, Amberlite IRA 400, Amberlite IRA 410, Amberlite IRA 900, Amberlite IRA 910 and Permutit ESB (A) .
Näiden kiinnityskyky on yleensä noin 80-120 g galliumia hartsilitraa kohti. Kun kiinnitys on suoritettu, galliumil-la ladattu hartsi pestään vaiheessa (c) tarvittaessa kloo-rivetyhappoliuoksella, jonka pitoisuus on sopivimmin suurempi tai sama kuin 5 M, hartsin galliumin mukana pidättä-mien epäpuhtauksien poistamiseksi.These generally have an attachment capacity of about 80 to 120 g of gallium per liter of resin. After attachment, the gallium-loaded resin is washed in step (c), if necessary, with a hydrochloric acid solution, preferably at a concentration of greater than or equal to 5 M, to remove impurities retained by the resin with gallium.
Sen jälkeen gallium otetaan talteen vaiheessa (d) eluoimal-la hartsi vedellä. Tämä tuottaa väkevöidyn ja puhdistetun 9 70693 galliumkloridiliuoksen, jonka galliumpitoisuus on yleensä noin 40-60 g/1 ja jonka vapaahappopitoisuus on noin 1 M -2 M.The gallium is then recovered in step (d) by eluting the resin with water. This produces a concentrated and purified solution of 9,70693 gallium chloride, usually with a gallium content of about 40-60 g / l and a free acid content of about 1 M -2 M.
Huolimatta varsin olennaisesta puhdistuksesta gallium on huomattavasti väkevöitynyt verrattuna alkuperäiseen epäpuhtaaseen liuokseen. Tämä väkevöityminen on erityisesti edullista seuraavaa, liuotinuutolla suoritettavaa puhdistusta varten sekä puhdistuksen tehokkuuteen nähden sekä väkevöitymi-sen salliman laitteiston koon pienentämisen vuoksi.Despite a fairly substantial purification, the gallium is considerably concentrated compared to the original impure solution. This concentration is particularly advantageous for the subsequent solvent extraction purification as well as for the purification efficiency and the size reduction of the equipment allowed by the concentration.
Hartsilla tapahtuva väkevöimis- ja puhdistusvaihe voidaan suorittaa tavanmukaisissa laitteissa ja erikoisesti asettamalla hartsi sarjaan kytkettyihin kolonneihin.The concentration and purification step with the resin can be carried out in conventional equipment and in particular by placing the resin on columns connected in series.
Vaiheessa (e) kloridi-ionien pitoisuus saadussa liuoksessa säädetään arvoon noin 4 M - 6 M samalla tavalla kuin edellä on selostettu, sopivimmin lisäämällä kloorivetyhappoa liuokseen. Tuotetta voidaan sen jälkeen käsitellä tämän keksinnön vaiheiden (1) - (5) mukaisesti.In step (e), the concentration of chloride ions in the resulting solution is adjusted to about 4 M to 6 M in the same manner as described above, preferably by adding hydrochloric acid to the solution. The product can then be treated according to steps (1) to (5) of the present invention.
Seuraavat esimerkit selittävät keksintöä rajoittamatta sen suojapiiriä.The following examples illustrate the invention without limiting its scope.
Esimerkki 1Example 1
Galliumkloridiliuos (G), jolla on seuraava koostumus:Gallium chloride solution (G) having the following composition:
Ga : 40 g/1Ga: 40 g / l
HCl : 5,6 NHCl: 5.6 N
Ai : 5 mg/1Ai: 5 mg / l
Na : 3 mg/1Na: 3 mg / l
Fe3+: 800 mg/1Fe 3+: 800 mg / l
Ca : 10 mg/1Ca: 10 mg / l
Mg : 2 mg/1Mg: 2 mg / l
Cr : 1 mg/1 V : 1 mg/1Cr: 1 mg / l V: 1 mg / l
Cu : 0,4 mg/1Cu: 0.4 mg / l
Mn : 1 mg/1Mn: 1 mg / l
Zn : 2 mg/1 puhdistetaan.Zn: 2 mg / l is purified.
xo 70693 Tämä liuos saatetaan yhteyteen 2-etyyliheksanol.ia olevan orgaanisen faasin (S) kanssa. Tämä vaihe suoritetaan, kuviossa 1 esitetyn laitteiston mukaan, moniasteisessa neste-neste-uuttolaitteessa (A), joka toimii vastavirtaperiaat-teella ja sisältää 30 teoreettista astetta. 2-etyyliheksa-noli syötetään laitteeseen asteessa 1 virtausnopeudella 100 ml/h. Galliumliuos viedään laitteeseen asteessa 11 virtausnopeuden ollessa 145 ml/h. Selektiivinen pesu suoritetaan johtamalla 0,5 N kloorivetyhappoliuosta (HCl) asteessa 30 virtausnopeudella 45 ml/h.xo 70693 This solution is contacted with the organic phase (S) in 2-ethylhexanol. This step is carried out, according to the apparatus shown in Figure 1, in a multistage liquid-liquid extractor (A) which operates on the countercurrent principle and contains 30 theoretical stages. 2-Ethylhexanol is fed to the apparatus in stage 1 at a flow rate of 100 ml / h. The gallium solution is introduced into the apparatus at stage 11 at a flow rate of 145 ml / h. Selective washing is performed by passing a 0.5 N hydrochloric acid solution (HCl) at 30 degrees at a flow rate of 45 ml / h.
Asteesta 1 tyhjennetty vesifaasi (E) sisältää epäpuhtaudet ja vähemmän kuin 100 mg/1 galliumia, mikä vastaa suurempaa uuttoastetta kuin 99,5 %.The aqueous phase (E) emptied from stage 1 contains impurities and less than 100 mg / l gallium, which corresponds to an extraction rate greater than 99.5%.
Laitteesta (A) poistuva galliumilla ladattu 2-etyyliheksa-noli syötetään 5-asteiseen laitteeseen (B), jossa gallium-kloridi (GaC^) otetaan talteen vesiliuokseen saattamalla (S) yhteyteen veden (vesi) kanssa vastavirtaperiaatteella virtausnopeuden ollessa 95 ml/h. Tämä tuottaa GaCl-liuosta, jolla on seuraava koostumus:The gallium-loaded 2-ethylhexanol leaving device (A) is fed to a 5-stage device (B), where gallium chloride (GaCl 2) is recovered in aqueous solution by contacting (S) with water (water) on a countercurrent basis at a flow rate of 95 ml / h. This produces a GaCl solution having the following composition:
Ga : 59,6 g/1Ga: 59.6 g / l
Ai^ 0,2 mg/1Ai ^ 0.2 mg / l
Na ( 0,05 mg/1Na (0.05 mg / l
Fe ( 0,1 mg/1Fe (0.1 mg / l
Ca ( 0,05 mg/1Ca (0.05 mg / l
Mg ( 0,05 mg/1Mg (0.05 mg / l
Cr ( 0,1 mg/1Cr (0.1 mg / l
Cu ( 0,1 mg/1Cu (0.1 mg / l
Mn ( 0,05 mg/1Mn (0.05 mg / l
Zn ( 0,05 mg/1Zn (0.05 mg / l
Saadun liuoksen puhtaus on siis suurempi kuin 99,99 %. Esimerkki 2 Tässä esimerkissä viitataan kuvioon 2.The purity of the resulting solution is thus greater than 99.99%. Example 2 In this example, reference is made to Figure 2.
tl 70 69 3tl 70 69 3
Galliumkloridiliuos (G), jolla on seuraava koostumus:Gallium chloride solution (G) having the following composition:
Ga : 53 g/1Ga: 53 g / l
HCl : 6 NHCl: 6 N
Ai : 3 mg/1Ai: 3 mg / l
Na : 25 mg/1Na: 25 mg / l
Fe^+ : 650 mg/1 Ca : 1,5 mg/1Fe 2+: 650 mg / l Ca: 1.5 mg / l
Mg : 1 mg/1Mg: 1 mg / l
Cr : 0,6 mg/1 V : 0,2 mg/1Cr: 0.6 mg / l V: 0.2 mg / l
Cu : 0,4 mg/1Cu: 0.4 mg / l
Mn : 0,4 mg/1Mn: 0.4 mg / l
Zn : 1,6 mg/1Zn: 1.6 mg / l
Pb : 0,1 mg/1 puhdistetaan.Pb: 0.1 mg / l is purified.
Tämä liuos (G) saatetaan yhteyteen sellaisen orgaanisen faasin (S) kanssa, jonka muodostaa trikaprylyvlimetyyliammo-niumkloridin (saatavana tavaramerkillä Aliquat 336 kloridin muodossa) 6-prosenttinen liuos valmisteessa Solvesso 150 (Exxon'in rekisteröimä tavaramerkki).This solution (G) is contacted with an organic phase (S) consisting of a 6% solution of tricaprylmethylammonium chloride (available under the trademark Aliquat 336 in the form of chloride) in Solvesso 150 (registered trademark of Exxon).
Tämä vaihe suoritetaan moniasteisessa neste-neste-uuttolait-teessa (A), joka toimii vastavirtaperiaatteella ja käsittää 12 teoreettista astetta. Orgaaninen faasi (S) syötetään laitteeseen asteessa 1 virtausnopeudella 2540 ml/h. Gallium-liuos (G) viedään laitteeseen asteessa 6 virtausnopeudella 300 ml/h. Ladatun orgaanisen faasin selektiivinen pesu suoritetaan asteissa 6-12 alempana selostetulla pesuliuoksella (W) .This step is carried out in a multistage liquid-liquid extractor (A), which operates on the countercurrent principle and comprises 12 theoretical stages. The organic phase (S) is fed to the apparatus in stage 1 at a flow rate of 2540 ml / h. The gallium solution (G) is introduced into the apparatus in stage 6 at a flow rate of 300 ml / h. Selective washing of the charged organic phase is performed in steps 6-12 with the washing solution (W) described below.
Laitteesta (A) poistuva orgaaninen faasi, joka sisältää puhdistetun galliumin, syötetään sen jälkeen 5 teoreettista astetta käsittävän laitteen (B) asteeseen 1, jossa laitteessa gallium uutetaan uudelleen vedellä, joka saapuu asteeseen 5 virtausnopeudella 1270 ml/h galliumia 14 g/1 sisältävän galliumkloridiliuoksen muodossa.The organic phase leaving the device (A) containing purified gallium is then fed to stage 1 of a apparatus (B) of 5 theoretical degrees, in which the gallium is re-extracted with water entering stage 5 at a flow rate of 1270 ml / h of a gallium chloride solution containing 14 g / l of gallium. in terms of.
70693 12 Tätä liuosta poistetaan 635 ml/h, ja se muodostaa tuotteen, kun taas 635 ml liuosta/h yhdistetään virtausnopeudella 635 ml/h johdettuun 12 M HCl-liuokseen seoksen muodostaessa pe-suliuoksen (W), joka syötetään laitteen (A) asteeseen 12.70693 12 This solution is removed at 635 ml / h and forms the product, while 635 ml of solution / h is combined with a 12 M HCl solution at a flow rate of 635 ml / h to form a washing solution (W) which is fed to stage (A) 12.
Laitteesta (A) tyhjennetty liuos (E) sisältää epäpuhtaudet ja galliumia vähemmän kuin 50 mg/1, niin että enemmän kuin S9 % galliumista on tullut uutetuksi.The solution (E) emptied from the device (A) contains impurities and less than 50 mg / l of gallium, so that more than S9% of the gallium has been extracted.
Puhdistetun galliumin liuoksella on seuraava koostumus:The purified gallium solution has the following composition:
Ga : 14 g/1Ga: 14 g / l
Ai ( 0,2 mg/1Ai (0.2 mg / l
Na ( 0,05 mg/1Na (0.05 mg / l
Fe ( 0,1 mg/1Fe (0.1 mg / l
Ca ( 0,05 mg/1Ca (0.05 mg / l
Mg ( 0,05 mg/1Mg (0.05 mg / l
Cr ( 0,1 mg/1 V < 0,05 mg/1Cr (0.1 mg / l V <0.05 mg / l
Cu ( 0,1 mg/1Cu (0.1 mg / l
Mn ( 0,05 mg/1Mn (0.05 mg / l
Zn 0,05 mg/1Zn 0.05 mg / l
Pb ( 0,05 mg/1 mikä vastaa galliumin suhteen puhtautta, joka on enemmän kuin 99,99 %.Pb (0.05 mg / l corresponding to a purity of more than 99.99% with respect to gallium.
Esimerkki 3 126 litraa sellaista galliumin rikkihappoliuosta puhdistetaan, joka on tuotettu prosessilla galliumin talteenotta-miseksi niistä natriumaluminaattiliuoksista, jotka on valmistettu Bayer-menetelmällä, sen prosessin mukaan, joka on selostettu eurooppalaisessa patenttihakemuksessa 78/4 022 222.Example 3 126 liters of a gallium sulfuric acid solution produced by a process for recovering gallium from sodium aluminate solutions prepared by the Bayer method according to the process described in European Patent Application 78/4222222.
Tällä liuoksella on seuraava koostumus ja se sisältää eri epäpuhtauksia seuraavina pitoisuuksina: 70693 13This solution has the following composition and contains various impurities in the following concentrations: 70693 13
Ga : 3,2 g/1Ga: 3.2 g / l
H2S04: 4 MH2SO4: 4 M
A1 : 4,1 g/1A1: 4.1 g / l
Na : 1,8 g/1Na: 1.8 g / l
Fe3+ : 350 mg/1Fe 3+: 350 mg / l
Ca : 60 mg/1Ca: 60 mg / l
Mg : 30 mg/1Mg: 30 mg / l
Cr : 7 mg/1 V : 280 mg/1Cr: 7 mg / l V: 280 mg / l
Cu : 80 mg/1Cu: 80 mg / l
Mn : 3 mg/1Mn: 3 mg / l
Zn : 4 mg/1Zn: 4 mg / l
Pb : 2 mg/1Pb: 2 mg / l
Kloridi-ionien pitoisuus tässä liuoksessa säädetään arvoon 4,5 M lisäämällä 76 litraa 12 M kloorivetyhappoa.The concentration of chloride ions in this solution is adjusted to 4.5 M by adding 76 liters of 12 M hydrochloric acid.
Kahteen kolonniin, jotka kumpikin sisältävät 2,25 litraa kvaternaarista ammoniumhartsia (toimittaja Dia-Prosim tavaramerkillä Duolite A 101 D) , syötetään sen jälkeen jatkuvasti saatua liuosta virtausnopeudella 1,2 1/h.Two columns, each containing 2.25 liters of quaternary ammonium resin (supplied by Dia-Prosim under the trademark Duolite A 101 D), are then continuously fed with the resulting solution at a flow rate of 1.2 l / h.
Kun ensimmäinen kolonni on kyllästetty galliumilla, ts. kun 202 litraa syöttöliuosta on kulkenut sen läpi, se eristetään ja pestään 10 litralla 6 M kloorivetyhappoliuosta.After the first column is saturated with gallium, i.e. after 202 liters of feed solution have passed through it, it is isolated and washed with 10 liters of 6 M hydrochloric acid solution.
Hartsiin kiinnittynyt gallium eluoidaan sen jälkeen 3,8 litralla vettä virtausnopeuden ollessa 1 1/h, ja tällöin saadaan galliumkloridin (GaC^) liuos, jolla on seuraava koostumus:The gallium attached to the resin is then eluted with 3.8 liters of water at a flow rate of 1 l / h to give a solution of gallium chloride (GaCl 2) having the following composition:
Ga : 53 g/1 V : 0,2 mg/1 HCl : 1,1 M Cu : 0,4 mg/1Ga: 53 g / l V: 0.2 mg / l HCl: 1.1 M Cu: 0.4 mg / l
Ai : 3 mg/1 Mn . o, 4 mg/1Ai: 3 mg / l Mn. 0.4 mg / l
Na : 25 mg/1 Zn . i,6 mg/lNa: 25 mg / l Zn. i, 6 mg / l
FeJ : 640 mg/1 _FeJ: 640 mg / l
Pb : 0,1 mg/1Pb: 0.1 mg / l
Ca : 1,5 ml/1Ca: 1.5 ml / l
Mg : 1 mg/1Mg: 1 mg / l
Cr : 0,6 mg/1 70693 14 Näin on saavutettu alkuperäisen galliumliuoksen väkevöityminen ja huomattava ensimmäinen puhdistuminen. Tärkein jäljelle jäänyt epäpuhtaus on ferrimuodossa (Fe^+) oleva rauta.Cr: 0.6 mg / 1,70693 14 Concentration of the original gallium solution and considerable initial purification have thus been achieved. The main remaining impurity is ferric iron (Fe 2+).
Kloridi-ionien pitoisuus saadussa liuoksessa säädetään arvoon 5,4 M lisäämällä 2,5 litraa 12 M kloorivetyhappoa.The concentration of chloride ions in the resulting solution is adjusted to 5.4 M by adding 2.5 liters of 12 M hydrochloric acid.
Tämä liuos saatetaan sen jälkeen yhteyteen 2-etyyliheksa-nolia olevan orgaanisen faasin kanssa. Tämä vaihe suoritetaan, kuviossa 3 esitetyn laitteiston mukaisesti, monias-teisessa neste-neste-uuttolaitteessa (A), joka toimii vasta-virtaperiaatteen mukaan ja joka käsittää 40 teoreettista astetta. 2-etyvliheksanoli (S) syötetään laitteeseen asteessa 1 virtausnopeudella 510 ml/h. Galliumliuos (G) viedään laitteeseen asteessa 10 virtausnopeudella 300 ml/h.This solution is then contacted with the organic phase of 2-ethylhexanol. This step is carried out, according to the apparatus shown in Figure 3, in a multi-stage liquid-liquid extractor (A) operating according to the counter-current principle and comprising 40 theoretical stages. 2-Ethylhexanol (S) is fed to the apparatus in stage 1 at a flow rate of 510 ml / h. The gallium solution (G) is introduced into the apparatus at stage 10 at a flow rate of 300 ml / h.
Selektiivinen pesu suoritetaan johtamalla asteeseen 40 2 M kloorivetyhappoliuosta (HCl) virtausnopeudella 90 ml/h.Selective washing is performed by passing to 40 degrees 2 M hydrochloric acid solution (HCl) at a flow rate of 90 ml / h.
Asteesta 1 poistuva vesifaasi (E) sisältää kaikki epäpuhtaudet ja vähemmän kuin 100 mg/1 galliumia, mikä vastaa uutto-suhdetta, joka on suurempi kuin 99,5 %.The aqueous phase (E) leaving stage 1 contains all impurities and less than 100 mg / l gallium, which corresponds to an extraction ratio of more than 99.5%.
Laitteesta (A) poistuva galliumilla ladattu 2-etyyliheksano-li syötetään 5-asteiseen laitteeseen (B), jossa gallium otetaan talteen vesiliuokseen saattamalla (S) yhteyteen veden kanssa vastavirtaperiaatteella virtausnopeuden ollessa 320 ml/h. Tällöin saadaan galliumkloridin (GaCl^) liuos, jolla oli seuraavat koostumus:The gallium-loaded 2-ethylhexanole leaving the device (A) is fed to a 5-stage device (B), where the gallium is recovered in aqueous solution by contacting (S) with water on a countercurrent basis at a flow rate of 320 ml / h. This gives a solution of gallium chloride (GaCl 2) having the following composition:
Ga : 30 g/1 V ( 0,05 mg/1Ga: 30 g / l V (0.05 mg / l
Ai ( 0,2 mg/1 Cu ( 0,1 mg/1Ai (0.2 mg / l Cu (0.1 mg / l
Na ( 0,05 mg/1 Mn ( 0,05 mg/1Na (0.05 mg / l Mn (0.05 mg / l
Fe ( 0,1 mg/1 Zn ( 0,05 mg/1Fe (0.1 mg / l Zn (0.05 mg / l
Ca ( 0,05 mg/1 Pb ( 0,05 mg/1Ca (0.05 mg / l Pb (0.05 mg / l
Mg ( 0,05 mg/1Mg (0.05 mg / l
Cr ( 0,1 mg/1Cr (0.1 mg / l
IIII
15 7069315 70693
Saadussa liuoksessa on galliumin puhtaus siis suurempi kuin 99,99 %.Thus, the purity of gallium in the resulting solution is greater than 99.99%.
Esimerkki 4Example 4
Esimerkin 3 mukaan saatua liuosta käytetään sen kuljettua hartsin yli. Sen koostumus on:The solution obtained according to Example 3 is used after passing it over the resin. Its composition is:
Ga : 53 g/1Ga: 53 g / l
HC1 : 1,1 MHCl: 1.1 M
Ai : 3 mg/1Ai: 3 mg / l
Na : 25 mg/1Na: 25 mg / l
Fe^+ : 650 mg/1Fe 2+: 650 mg / l
Ca : 1,5 mg/1Ca: 1.5 mg / l
Mg : 1 mg/1Mg: 1 mg / l
Cr : 0,6 mg/1 V : 0,2 mg/1Cr: 0.6 mg / l V: 0.2 mg / l
Cu : 0,4 mg/1Cu: 0.4 mg / l
Mn : 0,4 mg/1Mn: 0.4 mg / l
Zn : 1,6 mg/1Zn: 1.6 mg / l
Pb : 0,1 mg/1Pb: 0.1 mg / l
Seuraavassa viitataan kuvioon 4. Kloridi-ionien pitoisuus säädetään arvoon 6 M lisäämällä 3 litraa 12 M HCl-liuosta ja saadaan galliumkloridiliuos (G). Tämä liuos saatetaan yhteyteen sellaisen orgaanisen faasin (S) kanssa, jonka muodostaa trikaprylyylimetyyliammoniumkloridin (saatavana tavaramerkillä Aliquat 336 kloridin muodossa) 6-prosenttinen liuos valmisteessa Solvesso 150 (Exxon1in rekisteröimä tavaramerkki) .Reference is now made to Figure 4. The chloride ion concentration is adjusted to 6 M by adding 3 liters of 12 M HCl solution to give a gallium chloride solution (G). This solution is contacted with an organic phase (S) consisting of a 6% solution of tricaprylmethylammonium chloride (available under the trademark Aliquat 336 in the form of chloride) in Solvesso 150 (registered trademark of Exxon1).
Tämä vaihe suoritetaan moniasteisessa neste-neste-uuttolait-teessa (A), joka toimii vastavirtaperiaatteella ja käsittää 12 teoreettista astetta. Orgaaninen faasi (S) syötetään laitteeseen asteessa 1 virtausnopeudella 2540 ml/h. Gallium-liuos (G) viedään laitteeseen asteessa 6 virtausnopeudella 300 ml/h. Ladatun orgaanisen faasin selektiivinen pesu suoritetaan asteissa 6-12 alempana selostetulla pesuliuoksel-la (W).This step is carried out in a multistage liquid-liquid extractor (A), which operates on the countercurrent principle and comprises 12 theoretical stages. The organic phase (S) is fed to the apparatus in stage 1 at a flow rate of 2540 ml / h. The gallium solution (G) is introduced into the apparatus in stage 6 at a flow rate of 300 ml / h. Selective washing of the charged organic phase is performed in steps 6-12 with the washing solution (W) described below.
16 7069316 70693
Laitteesta (A) poistuva orgaaninen faasi, joka sisältää puhdistetun galliuinin, syötetään sen jälkeen 5 teoreettista astetta käsittävän laitteen (B) asteeseen 1, jossa laitteessa gallium uutetaan uudelleen vedellä, joka saapuu asteeseen 5 virtausnopeudella 1270 ml/h galliumia 14 g/1 sisältävän galliumkloridiliuoksen muodossa.The organic phase leaving the apparatus (A) containing purified gallium is then fed to stage 1 of a apparatus (B) of 5 theoretical degrees, in which the gallium is re-extracted with water entering stage 5 at a flow rate of 1270 ml / h of a gallium chloride solution containing 14 g / l of gallium. in terms of.
Tätä liuosta poistetaan 635 ml tunnissa, ja se muodostaa tuotteen, kun taas 635 ml/h liuosta yhdistetään virtausnopeu-delladella 635 ml/h johdettuun 12 M HCl-liuokseen, seoksen muodostaessa pesuliuoksen (W), joka syötetään laitteen (A) asteeseen 12.This solution is removed at 635 ml per hour and forms the product, while the 635 ml / h solution is combined with a 12 M HCl solution derived at a flow rate of 635 ml / h to form a washing solution (W) which is fed to stage 12 of the apparatus (A).
Laitteesta (A) tyhjennetty liuos (E) sisältää kaikki epäpuhtaudet ja galliumia vähemmän kuin 50 mg/1, niin että enemmän kuin 99 % galliumista on tullut uutetuksi.The solution (E) emptied from the device (A) contains all the impurities and less than 50 mg / l of gallium, so that more than 99% of the gallium has been extracted.
Puhdistetun galliumin liuoksella on seuraava koostumus:The purified gallium solution has the following composition:
Ga : 14 g/1Ga: 14 g / l
Ai \ 0,2 mg/1Ai \ 0.2 mg / l
Na ( 0,05 mg/1Na (0.05 mg / l
Fe ( 0,1 mg/1Fe (0.1 mg / l
Ca ( 0,05 mg/1Ca (0.05 mg / l
Mg ( 0,05 mg/1Mg (0.05 mg / l
Cr ( 0,1 mg/1 V ( 0,05 mg/1Cr (0,1 mg / l V (0,05 mg / l
Cu ( 0,1 mg/1Cu (0.1 mg / l
Mn ( 0,05 mg/1Mn (0.05 mg / l
Zn ( 0,05 mg/1Zn (0.05 mg / l
Pb ( 0,05 mg/1 mikä vastaa galliumin suhteen puhtautta, joka on enemmän kuin 99,99 %.Pb (0.05 mg / l corresponding to a purity of more than 99.99% with respect to gallium.
IlIl
Claims (7)
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8025830A FR2495599A1 (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | PROCESS FOR PURIFYING A GALLIUM SOLUTION BY LIQUID-LIQUID EXTRACTION USING ALCOHOLS |
| FR8025832 | 1980-12-05 | ||
| FR8025831 | 1980-12-05 | ||
| FR8025830 | 1980-12-05 | ||
| FR8025832A FR2495601A1 (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | PROCESS FOR PURIFYING GALLIUM SOLUTIONS |
| FR8025831A FR2495600A1 (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | PROCESS FOR PURIFYING A GALLIUM SOLUTION BY LIQUID-LIQUID EXTRACTION USING QUATERNARY AMMONIUM SALTS |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI813855L FI813855L (en) | 1982-06-06 |
| FI70693B true FI70693B (en) | 1986-06-26 |
| FI70693C FI70693C (en) | 1986-10-06 |
Family
ID=27251026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI813855A FI70693C (en) | 1980-12-05 | 1981-12-02 | FOERFARANDE FOER RENING AV EN GALLIUMLOESNING |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU549743B2 (en) |
| FI (1) | FI70693C (en) |
| HU (2) | HU199354B (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO158028C (en) * | 1985-12-16 | 1988-06-29 | Elkem As | GALLIUM EXTRACTION. |
| FR2614887B1 (en) * | 1987-05-06 | 1990-11-30 | Rhone Poulenc Chimie | LIQUID-LIQUID EXTRACTION GALLIUM RECOVERY PROCESS |
-
1981
- 1981-12-02 FI FI813855A patent/FI70693C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-03 AU AU78207/81A patent/AU549743B2/en not_active Ceased
- 1981-12-04 HU HU24981A patent/HU199354B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-04 HU HU365981A patent/HU191340B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI70693C (en) | 1986-10-06 |
| AU7820781A (en) | 1982-06-10 |
| FI813855L (en) | 1982-06-06 |
| HU191340B (en) | 1987-02-27 |
| HU199354B (en) | 1990-02-28 |
| AU549743B2 (en) | 1986-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI70930C (en) | FOERFARANDE FOER VAETSKE-VAETSKE-EXTRAHERING AV GERMANIUM | |
| US4563256A (en) | Solvent extraction process for recovery of zinc | |
| US3751553A (en) | Process for separating yttrium values from the lanthanides | |
| US4404174A (en) | Purification of solutions of gallium values by serial ion exchange-liquid/liquid extraction | |
| JPH0556288B2 (en) | ||
| JP2882538B2 (en) | Method for removing nitrate and / or organic pollutants from effluent | |
| JPS5817815B2 (en) | How to recover copper from copper-containing materials | |
| US3586477A (en) | Removal of ferric iron from aqueous solutions of aluminum salts | |
| US5888462A (en) | Method of solvent extraction of nickel sulfate solutions | |
| US3676106A (en) | Ion exchange process for the recovery of metals with cation exchange agents | |
| EP0461835A2 (en) | Method for purifying organic solution containing lactams | |
| US3883634A (en) | Liquid-liquid extraction of germanium from aqueous solution using hydroxy-oximes | |
| US3887679A (en) | Separation of copper from cobalt | |
| FI70693B (en) | FOER FARING FOER RENING AV EN GALLIUMLOESNING | |
| US4279869A (en) | Process for recovering concentrated, purified tungsten values from brine | |
| US4511541A (en) | Process for the recovery of cadmium and other metals from solution | |
| FI65813C (en) | HYDROMETALLURGICAL METHOD FOR BEHANDLING AV NICKELSKAERSTEN | |
| US4844808A (en) | Liquid/liquid extraction of gallium values | |
| US4372923A (en) | Purification of solutions of gallium values by liquid/liquid extraction | |
| US3573182A (en) | Process for separating zinc and copper | |
| JPS6111891B2 (en) | ||
| KR930003637B1 (en) | Method of recovering gallium by liquid-liquid extraction | |
| US4525332A (en) | Recovery of germanium from aqueous solutions | |
| RU2683405C1 (en) | Method of producing solution of ferric chloride | |
| SU994410A1 (en) | Method for recovering chloride ions from zinc sulphate solutions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: RHONE- POULENC INDUSTRIES |