CS215572B1 - Způsob čištění snadno tavitelných kovů od příměsí - Google Patents

Abstract

Vynález spadá do barevné metalurgie a týká se způsobů čistění snadnotavitelných kovů od příměsi. Podle vynálezu se čistění snsdnotsvitelných kovů od příměsí provádí zpracováním taveniny snadno tavitelného kovu vodným roztokem anorganické kyseliny nebo zásady za přítomnosti organických látek e ionogennlmi skupinami. Způsob je široce použitelný k čistění snadno tavitelných kovů od příměsí, například takových snadno tavitelných kovů jako je rtuí nebo galium, jejichž využití je rozsáhlé a to při výrobě snadno tavitelných slitin, v zubařské technice a při výrobě polovodičových materiálů.

Description

Vynález ee týká způsobů čištění od příměsí snadno tavitelných kovů, které ee vyznačuji! nízkou teplotou tavení, tj. která jsou při teplotě do 100 °C v kapalném stavu, jako je například galium a rtuť.

Způsob je vhodný pro čištění snadno tavitelných kovů, například gálie a rtuti od průvodních příměsí jako je zinek, kadmium, indium, talium, olovo, měň a další. Tyto příměei jdou Zpravidla obsaženy v galiu e ve rtuti při jejich získávání z různých zdrojů surovin.

V současná době snadno tavitelná kovy našly široká uplatnění v důsledku svých specifických vlastností při výrobě snadno tavitelných slitin, v technice zubního lékařství a při výrobě polovodičových materiálů.

Tak snadno tavitelný kov galium je široce použitelný jako složka polovodičových slitin typu slitin pro zubní plomby, kapalných snímačů proudu v elektrických strojích, pracovního prostředí v zářivých okruzích a rovněž ve vysokoteplotních teploměrech a v dalších odvětvích průmyalu a výroby.

Rtuť jako typická představitelka snadno taavitelných kovů v důsledku svých specifických vlastností je široce využitelná v průmyslu i v technice jeko kapalná katoda při výrobě chloru a hydroxidu sodného elektrolýzou, jako složka zubních plomb, v teploměrech pro různé účely, jeko složka složitých polovodičových materiálů a kapalných snímačů proudu.

Při použití snadno tavitelných kovů v různých průmyslových odvětvích se vyžaduje různý stupeň jejich čistoty a to od technická, s hmotn. obsahem hlavní látky 99,9 až 99,99 %, do mimořádné s hmotn. obsahem kovu 99,999 až 99,99999 % e s kontrolou dostatečně širokého spektra příměsí.

K čištění těchto kovů se zpravidla používá komplex různých postupů, jako elektrochemická refinace, destilace, krystslizeční a elektrofýzikální čištění. Tyto postupy zpravidla umožňují odstranit příměsi se zvláštními vlastnostmi, například méně těkavé nebé více těkavé, ee součinitelem rozdělení o hodně vyšším nebo menším 1, rozlišující se polohou v řadě napětí. Kromě toho k využiti uvedených postupů se potřebuje v celé řadě případů dostatečné předběžné očištění snadno tavitelného kovu od příměsí.

Jeko metod, využívaných ve stadiu předběžného čištění galia a rtuti, se používá filtrování a hydrochemické zpraoování v roztocích různýoh sloučenin, jeko kyselin, zásed a solí.

Jedním ze základních postupů čištění snedno tavitelných kovů, získaných jejich vyloučením z různýoh surovin, je zpracování roztaveného kovu vodnými roztoky kyselin nebo zásad nebo nazačétku zpracování roztaveného kovu vodným roztokem kyselin a potom vodným roztokem zásady nebo naopak.

Tak při postupu čištění podle britského patentu č. 1,317 478, se tekuté galium a rtuť prokapávají přes vodný roztok hydroxidu sodného a kyseliny solné.

Přitom příměsi, které mají velmi vysoký oxidačně-redukční potenciál, přecházejí do vodného roztoku a kov aa čistí. Nedostatek tohoto postupu spočívá ve značných ztrátách čistého kovu způsobených jeho rozptýlením a unášením jemných kapek roztaveného snedno tavitelného kovu s roztokem, jakož i jeho chemickým rozpuštěním. Ztráty kovového gálie dosahují až 10 %

Z množství výchozího gália.

Podle druhého postupu čištění, známého ze -zveřejněné přihlášky NSR DOS 2 304 063 se tekutý srrerttno taviteiHý kov, nspřlkisra rtuť goaanajíeí příměs,'postupně několikrát ser Ύπΐϊη2 sivního promíchávání zpracovává roztokem, který obsahuje síran rtuti a kyselinu sírovou s koncentrací 0,05 - 5 mol při teplotě 10 až 120 °C, načež následuje elektrolýze, čímž se podaří snížit obsah železa jako příměsi ns hodnotu 5.10 . Tento postup však vykazuje stejná nedostatky jako shora popsaný postup.

Kromě toho při elektrolýze vzniká příměsemi nasycený smelgsm, který potřebuje následné zpracování zahrnující izolaci rtuti.

Všeobecným’ s podstatným nedostatkem známých postupů čištění, které zahrnují hydrochemické zpracování snadno tavitelných kovů roztoky kyselin, louhů nebo solí, je to, že se tímto zpracováním odstraňují pouze ty příměsi, které jsou méně ušlechtilé než čištěný kov. Kromě toho je nutno mít ns zřeteli, že známé postupy se provádějí při teplotě 60 až 90 °C, které zapříčiňují znatelné chemické rozpouštění čištěného kovu.

Základním úkolem vynálezu je vypracovat takový technologický postup čištění, který umožní zvýšit stupně čistoty snadno tavitelného kovu a současně snížit jeho ztráty.

Výše uvedené nedostatky nemá způsob čištění snadno tavitelných kovů od příměsí zpracováním taveniny snadno tavitelného kovu vodným roztokem anorganické kyseliny nebo zásady podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se zpracování provádí v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami.

Podle vynálezu se způsob čištění může provést tak, že po zpracování taveniny snadno tavitelného kovu vodným roztokem kyseliny v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami se tato tavenina zpracuje vodným roztokem zásady v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami.

V jiném případě se podle vynálezu nejdříve tavenina snsdnotavitelného kovu zpracuje vodným roztokem zásady v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami a potom vodným roztokem kyseliny v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami.

Jako organické látky s ionogenními skupinami je výhodné používat alkoholy, estery, ketony, fosforoganické sloučeniny, sminy, organické kyseliny, soli organických kyselin, fosfororganické kyseliny, amionity, 'dcationity, amfolity nebo různé směsi jmenovaných látek.

Výhody způsobu podle vynálezu lze shrnout následujícím způsobem. Počítaje s tím, že v současné době je značné množství sorbčních s extrakčních prostředků, které umožňují selektivně vylučovat z vodných roztoků prakticky jakýkoliv prvek periodické soustavy, vyznačuje se způsob čištění podle vynálezu značnou univerzálností a umožňuje úspěšně očistit kovy prakticky od jakékoliv příměsi. Použití směsi organických látek s ionogenními skupinami umožňuje bud zvýšit selektivnost vyloučení jakékoliv příměsi, nebo zvětšit početnost vyloučených příměsí z kovu, což vede ke zvýšení stupně čistoty čištěného kovu, ke snížení ztrát kovu při rafinaci, ke zkrácení doby zpracování a ke snížení teploty v průběhu zpracování.

Dalěí přednosti způsobu čištěni snadno tavitelných kovů od příměsí podle vynálezu jsou blíže objessněny v dalším podrobném popisu způsobu čištění podle vynálezu a na konkrétních příkladech jeho provedení.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že v přítomnosti látek β ionogenními skupinami při zpracování taveniny snadno tavitelného kovu kyselinou nebo zásadou se rovnováha v sousta3

215 572 vě: čištěný kov - příměs v kovu - vodný roztok kyseliny nebo zásady a organickou látkou posune ve směru přechodu příměsi do vodného roztoku, ze kterého se příměs pohlcuje organickou látkou s ionogenní skupinou.

Snadno tavitelný kov, například gálium nebo rtuť ae přivádí ve speciálním reaktoru z organického materiálu do styku s vodným roztokem kyseliny nebo zásady, do kterého předtím byla přidána organická látka s ionogenními skupinami nebo směs organických látek a ionogenní mi skupinami. Uvedené složky je žádoucí brát v tomto objemovém poměru: snadno tavitelný kov /vodný roztok kyseliny nebo zásady/ organické látka a ionogenní skupinou = 1 : 0,5 - 5 : 0,1 -5. Získaná směs ae udržuje ve styku při promíchávání a při teplotě 30 až 70 °C po dobu 20 až 60 min. K promíchávání směsi ae používá bu2 elektromagnetické nebo vibrační a nebo imechanieké míchání.

Jako nejvýhodnější se jeví promíchávání pomocí proměnného elektromagnetického pole. Přitom ae kov promíchává a nerozptyluje se ve vodně-organické směsi. 7 případě, že se zpracovávají velká množství snadno tavitelného kovu je účelné používat kombinovaně způsoby promíchávání, tj. elektromagnetické pro kov a vibrační nebo mechanické pro vodně-organické prostředí.

Po skončení postupu čištění snadno tavitelného kovu ae tento kov odděluje od vodněorganické fáze, promývá se vodou, suší a provádí se analýza obsahu příměsí.

V závislosti ns množství snadno tavitelného kovu, podrobeného čištění a na kvantitativním a Jtvalitativním složení příměsí v kovu, používají se organické látky a různými ionogenními skupinami. (tyto látky se vybírají ze skupiny neutrálních organických sloučenin typu alkoholů, esterů, ketonů, fosfororganických sloučenin jako jsou fosfáty, fosfonáty, fosfináty, foefinoxidy primárních, sekundárních a terciálních aminů a aminiových zásad, organických kyselin jako jsou fosforečné, fosfinové a fosfonové kyseliny a rovněž karbonové kyseliny, hydroxamové kyseliny, naftenové a jiné kyseliny. Tyto látky přísluší do třídy extrakčníoh činidel. Druhá skupiny přísad se vybírá ze třídy sorbčních Činidel, mezi něž patří kationto-a aniontoměniče a amfolyty.

Příklad 1 '0

Do reaktoru sa naleje 1 litr tekutého gália, které obsahuje příměsi v 2.10*** mědi a 3.1Θ^-1 zinku. Ke kovu se přileje 1 litr roztoku kyseliny solné o koncentraci 2,5 moí/1 a 0,1 1 isoamylalkoholu. Získaná směs se promíchává při teplotě 30 °C po dobu 15 min. Promíchávání se provádí pomocí induktoru elektromagnetického pole a intenzitou magnetického pole 40 000 A/m. Po 15 minutách se promíchávání přeruší a probíhá usazování. Přitom vyčištěné gálium se jeko těžší složka soustavy hromadí ve spodní části reaktoru; nad ním je vrstva kyseliny a isoamylalkoholu a příměsemi. Kyselina a alkohol s obsaženými příměsemi se oddě11 od gália, kov se promyje čistou vodou do neutrální reakce, vysuěí a spektrálně analyzuje. Obsah mědi a zinku ve vyčištěném gáliu činí 4.10**^ a 5.10**5 %.

Příklad 2

Do reaktoru se naleje 1 litr tekutého gália, které obsahuje 7.10**^ v % thália. Ke kovu ae přileje 1 litr roztoku kyseliny bromovodíkóvé o koncentraci 4 mol/l a 0,15 1 dietlxyl215 572 éteru. Získaná směs se promíchává mechanickým vrtulovým mísičem rychlostí 100 otáček za minutu, při teplotě 30 °C.

Po uplanutí 20 min. ee promíchávání zastaví a probíhá usazování. Organická a vodná fáze, které obsahují příměsi, se slévají a potom se rozděluji v dělící nálevce a kov se promývá čistou vodou, suší se a analýzuje na obsah příměsí.

Po čiětění se snížil hmotn. obsah thalia jakožto příměsi na 5.10^-¼.

Příklad 3 •-0

Do reaktoru se neleje 1 litr tekutého gália, které obsahuje 7.10 % thália. Ke kovu se přileje 2,5 1 vodného roztoku kyseliny jedovodíkové s koncentrací 1 mol/l a 0,5 1 dichlordietyleteru.

Získaná směs se promíchává pomocí vibrátoru po dobu 10 min při teplotě 35 °C. Potom se promíchávání zastaví, vodná s organická fáze se dekantují a vyčištěný kov se promývá vodou, vysuší a analyzuje. Hmotn. obsah thália ve vyčištěném kovu činí 5.10^-^ %.

Příklad 4

Do reaktoru se naleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího 2.10^-^ % olova. Ke kovu se přileje 1,5 1 4 N kyseliny dusičné a 0,8 1 10%-ního roztoku tetrabutyletylendifosfonátu /C^HgO/g PO/CHj/j PO/C^H^/2 ^v sylolu. Získaná směs se promíchává 5 min pomocí pohyblivého elektromagnetického pole o intenzitě 30 000 A/m při 35 °C. Potom se promíchávání skončí, vodná a organická fáze, obsahující příměsi, ae odlijí a kov se promyje Čistou vodou, vysuší analyzuje ne obsah příměsi olova. Po čistění se hmotn. obsah této příměsi v gáliu snížil na 9.10^-5%.

Příklad 5

Do reaktoru se naleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího 7*10 % thália. Ke kovu se přileje 1 litr 1.1 kyseliny dusičné a 1 litr 0,45 M roztoku X - H - nomylpyridinnoxidu /CgH^ÍC^H^) NO/ v benzenu. Získaná směs se promíchává pomocí vibrátoru a pohyblivého elektromagnetiokého pole o intenzitě 20 000 A/m po dobu 7 min při teplotě 35 °C. Potom ae promíchávání zastaví, vodná a organická fáze, které obsahují příměs, ae odlejí a vyčištěný kov se promyje čistou vodou, vysuší a analyzuje na obsah příměsí.

Po čistění se hmot. obsah příměsi thália snížil na 5.10^-^ %.

Příklad 6

Do reaktoru se nalijí 3 litry 2N vodného rbztoku kyseliny solné a 0,7 litru 1%-ního roztoku tributylfosfinoxidu /C^H^/j PO v toluolu. Získaná směs se promíchává mechanickým vrtulovým mísičem s počtem obrátek 150 za minutu e skrze tuto směs se prokapává metalické tekuté gálium, které má teplotu 40 °C. Výchozí hmotn. obsah příměsí zinku a india v gáliu činí 1.10^-1 a 1.10^-^ %. Kapky kovu měly průměr 0,8 až 2 mm. Po prokopání se vodná a organická fáze s příměsemi odlila a vyčištěný kov ae promyl čistou vodou, vysušil a analyzoval na obsah příměsí.

215 572

Po čistění se hmctn. obsah příměsí zinku a india v gáliu snížil ne 3.10”^ a 3.10“^ %.

Příklad 7

Do reaktoru se nalil 1 litr tekutého gália, obsahujícího 2.10^-2 % kadmia. Ke kovu se přilil 1,5 litru 1N kyseliny dusičné a 1 litr 10%-ního roztoku tetrabutylmetylendifosfonatu /C4H9/2 POCHjPO /C^HgO/g v xylenu. Získaná směs se promíchávala vrtulovým mísidlem majícím rychlost otáčení 200 otáček za minutu. Po 10 minutách promíchávání ee směs nechels us8dit a vodná e organická fáze obsahující příměsi se odlily , kov se promyl čistou vodou, sušil a analyzoval na obsah příměsí.

Po čistění se hmotn. obsah příměsí kadmia v gáliu snížil na 3.1Ο^-3 %·

Příklad 8

Do reaktoru se naleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího tyto příměsi v %: indium 1.10^-3, mě3 - 2.10^-2.

Provedení postupu je stejné jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že se ke zpracování gália použije 2 N roztok HBr a 100%-ní tributylfosfát (C^HgO)^ PO. Množství kyseliny e extrakční ho Činidla činí 0,5 1 a 4 1. Zpracování se provádí při teplotě 40°C po dobu 15 min.

Výsledná hmotn. koncentrace india a mědi v gáliu se zmenší na 2,6.10“^ % a 8 . 10^-3 %·

Příklad 9

Do reaktoru ae naleje 0,5 litru gália, obsahujícího 7·10 % thália. Ke kovu ae přileje 0,5 litru 4 M kyseliny sírové a 0,05 litru 100%-ního tributylfosfátu /C^H^O/ PO. Získaná směs se promíchává ponyblivým elektromagnetickým polem o intenzitě 20 000 A/m po dobu 20 min při teplotě 35 °C. Potom se vodná a organická fáze odlejí a kov se promyje, suší a analyzuje.

Po čistění se hmotn. obsah příměsi v gáliu ee sníží na 2.10 %,

Příklad 10

Do reaktoru se naleje 1 litr gália, obsahujícího 2.10^-1 % kadmia a 2.10^-^ % olova. Ke kovu se přileje roztok 1 litru 1,5 M kyseliny solné a 0,1 litru 0,6 M roztoku primárního aminu CgHjNHg a 0,6 litru metylisobutylkotonu /GH^/ /iso-C^Hg/ CO. Získaná směs se promíchává vrtulovým mísidlem a počtem otáček 150 za minutu při teplotě 40 °C po dobu 15 min. Potom se postupuje stejně jako v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsí kadmia a olova činí ve vyčištěném gáliu 1.10^-3 % a 9.1Ο^-5 %.

Příklad 11

Do reaktoru se naleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího 2.10 % mědí. Ke kovu se přileje 0,5 litru .1,5 .10^-3 M roztoku 2,2’, 4,4’ 6,6’ - hexanitrodifenylamiňu (- L(NO₂)-j

CgHgjNH) v nitrobenzolu a 0,5 litru 5.1Ο^-3 M roztoku NaOH s 0,15 M obsahem NaNO^ (litr).

Po 10 minutách promíchávání vrtulovým mísidlem při teplotě 35 °C se promíchávání zastaví.

Potom se provádí postup tak, jako v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsí mědi v očištěném gá215 572 liu činí 8.10“⁴ %.

Příkled 12

Do reaktoru se neleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího 1.10 % cínu. Ke kovu se přileje 0,5 litru trikaprylaminu a 6 M roztok kyseliny solně (1 litr). Po 20 min promíchávání pohyblivým elektromagnetickým polem o intenzitě 4 500 A/m při teplotě 40 °C se míchání zastaví. Potom se postupuje tsk, jako v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsi cínu se vyčištěném gáliu činil 2.10^-3 %.

Příklad 13 —i ·»?

Do reaktoru se neleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího 1.10 % zinku a 2.10 % kadmie. Ke kovu se přileje 0,4 litru 0,1 M roztoku metyltriksprylemonie - ^cio^H21^3^NCH^ ve 3%-ním etylenbenzenu a 1 litr 0,2 M roztoku kyseliny solné s 3 M obsahem chloridu lithného. Po 20 min promíchávání vrtulovým mísidlem s počtem obrátek 200 za minutu ě při teplotě 40 °C se míchání zastavilo. Potom delší zpracování probíhalo tak, jeko v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsí zinku a kadmia ve vyčištěném gáliu se snížil ne méně než 3.10^-^ % ₈ 3.10 ⁴ %,

Příklad 14

Do reektoru se neleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího tyto příměsi v %·. india 1.10“³ zinku 2.10^-2 a mědi 1.10^-2. Ke kovu se nazačátku přileje 0,3 litru 0,5 M roztoku di-2-etylhesylfosforečné kyseliny{CgHgCH - (CgH^lCHgOj.jFOCOH} v heptanu a 1 litr 0,2 M roztoku NaOH. Získaná směs se promíchává pohyblivým elektromagnetickým polem e intenzitě 25 000 A/m po dobu- 5 min při teplotě 30°C. Potom se promíchávání zastaví, vyčištěný kov se oddělí stejně jako v příkladu 1, od roztoku organické fáze a hydroxidu, které obsahují příměsi, promyje se čistou vodou a znovu se zpracovává směsí 100%-ního tributylfosfátu (C^HgO)^ PO a 2 N roztokem NaOH, použitých v množství 0,6 litru a 0,3 litru. Zpracování probíhá po dobu 10 min při teplotě 40 °C a promíchávání se provádí otáčivou vrtulovou mísičkou s počtem obrátek 150 za minu-tu. Vyěistěný kov se oddělí od roztoku organické fáze s kyseliny, promyje se vodou a provede se analýza na obsah příměsi. Koncentrace příměsí india, zinku s mědi v gáliu se snížila na 1.10“⁴%, pod 3.1O⁵ % a na 1.10”³ %·

Příklad 15

Do reaktoru se neleje 1 litr tekutého gália, obsahujícího tyto příměsi v %: indium 2.10 , tálium - 7·10 a zinek - 3.10 . Kov se nazačátku zpracovává 6,5 litru 1%-ního roz* toku tributylfosfimoxidu (C^Hg)PO v toluenu a >2 litry 2 N kyseliny solné. Získaná směs se promíchává vrtulovým mísidlem s počtem obrátek 200 za minutu po dobu 15 min při teplotě 35 *0 Potom se promíchávání zastaví, vyčištěný kov se oddělí od roztoku obsahujícího organickou fázi, kyselinu a příměsi, promyje se čistou vodou, suší a znovu se zpracovává 0,5 1 0,5 M roztoku kyseliny di-2-etylhexylfosforečné^ C^H^CHÍCgH^) CHgQlg 1Ό(0Η)|ν heptanu s 0,4 litru 1 11 roztokem NH^OH. Postup probíhá při teplotě 30 °C po dobu 7 min s promícháváním vrtulovým mísidlem o počtu obrátek 150 za minutu. Potom se kov odděluje, promývá čistou vodou, suší a analyzuje. Hmotn. koncentrace příměsí indie, talia a zinku se snížila na 3.10 ⁴%, 7·10 ⁴% a

215 572

3.10^{- 5}%.

Příklad 16

Do reaktoru ee naleje 0.1 litru tekuté rtuti, obsahující 1.10^-1 % galie. Ke kovu se přileje 0,3 litru cyklohexanolu (CgH^OH) a0,2 litry 3 11 kyseliny solné. Získaná směs se promíchává pohyblivým elektromagnetickým polem o intenzitě 30 000 A/m po dobu 20 min a při teplotě 25 °C. Potom se vodná a organická fáze odlijí, kov se promyje čistou vodou, suší a analyzuje. Po čistění se hmotn. obsah gália v kovu snížil na 1,7.10^-2 %.

Příklad 17

Do reaktoru se naleje 0,1 litru tekuté rtuti, obsahující 2.10^-^ % zinku. Ke kovu se přileje 0,2 litru 0,5 M HC1 a 0,02 1 dietyleteru (CgH^ígO. Získená směs se promísí vrtulovým mísidlem s počtem obrátek 200 za minutu, při teplotě 20 °C a po dobu 15 min. Potom se postupuje tak, jak je uvedeno v příkladu 16. Hmotn. obsah příměsi zinku ve rtuti se snížil na 3.1Ο^-5 %.

Příklad 18

Do reaktoru se naleje 0,1 litru tekuté rtuti, obsahující 2.10 % olova. Ke kovu se přileje 0,5 litru 30 %-ního tributylfosfátu v metylisobutylketonu a 0,3 litru 3 M kyseliny solné. Získaná směs se zpracovává tak, jako je uvedeno v příkladu 16. Po čistění se hmot. obsah olova ve rtuti snížil na 9.10~^%.

Příklad 19

Do reaktoru se nsleje 0,1 1 tekuté rtuti, obsahující 2.10^-2 % mědi. Ke kovu se přileje 0,05 1 3 M kyseliny sírové a 0,4 1 roztoku benzoylfenylhydroxileminu CgH^CONOHCgH^ v CHCly Získaná směs se promíchává pohyblivým elektromagnetickým polem o intenzitě 30 000 A/m po dobu 10 min a při tepletě 40 °C. Potom se postupuje tak, jek je uvedeno v příkladu 16·

Hmotn. obsah příměsi mědi ve rtuti se sníží ne 8.10 %.

Příklad 20

Do reaktoru se naleje 0,5 1 tekutého gália, obsahujícího jako přímšsi 2.10^-2% cínu a

1.10^{- 2} % mědi. Ke kovu se přileje 1 litr 1 N kyseliny sírové a 0,25 1 kyseliny di-2-etylhexyldithiofosforečné v heptanu. Získená směs se promíchává pohyblivým magnetickým polem o intenzitě 25 000 A/m, po dobu 15 min e při teplotě 35°C. Potom se postupuje tek, jak je uvedeno v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsi cínu a mědi se snížil na 3·1Ο^-3 % a 8.10^-^ %.

Příklad 21

Do reaktoru se naleje 0,5 1 tekutého galia, obsahujícího jako příměsi 2.10 % a

5.10^{- 2} % india. Ke kovu se přileje 0,75 litru 1 N roztoku HCL a 0,35 1 kyseliny dibutyldithiofoaforečné v tetrachloridu uhlíku. Potom se postupuje tsk, jako v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsí v galiu se snížil a to hs 4.10^-* % kadmia a 2.10^-^ % india.

215 572 (Příklad 22

De reaktora ee naleje 0,5 1 tekutého gelia, obsahujícího 2.10^-2 % Bédi. Ke kovu ee přelije 0,5 litru 1 X roztoku kyseliny enantevé JcHj/CH^COObQ v triehloraethenu CHCly Poetép dále probíhá jako v příkladu 1. Hmotn. obsah příměsi mědi aa snížil ne 9.1Ο^-3 %.

Příkldd 23

Do reaktoru sa veedí 0,5 1 tekutého galia, obsahujícího 3.10^-¾ kadmia a 1.10^-2 % mědi. Ke kovu se přilaje 0,4 litru 5 X HjSO^e 1,0 1 ketionového měniče ne polystyrolové metreci ae sulfonovou skupinou tohoto vzorce: «

Získané směs es promíchává mechanickým mísidlem rychlostí 200 otáěak ze minutu při teplotě 40 °C a po dobu 15 min. Potom se promíchávání zastaví a roztavené galium jako těžší složka soustavy ee hromadí ve spodní části reaktoru. Galium vyčištěné od příměsí se filtrací přes pórovitou skleněnou desku odděluje od uvedeného ketionového měniče a potom se odděluje od roztoku kyseliny sírové v dělící koloně. Vyčištěné galium se promývé vodou do neutrální reakce, suší se e provádí ee jeho spektrální analýza.

Hmotn. obaah příměsi mědi v galiu činil 6.10^-3 % a kedmia 1.10^-3 %.

Příklad 24 «2 '

Do reaktoru ae vsadí 0,5 1 tekutého galia, obsahujícího jako příměsi 1.10 % Cu a

3.10^-3% Cd.

Čistění kovu se provádí stejným postupem jako v příkladu 23 a tím rozdílem, že jako eorbční činidlo ae použije enionový měnič, získaný polykondenzací etylenpolyamihd a epichlorhydrinem, vzorec

JnH₂ - /CH^h - NH - CH₂ - CH - NH - /CH^ - NH -*] n v množství OH

1,5 1, čistění se provádí v 0,5 litru 4 X HgSQ^ při promíchávání rybhlostí 150 otáček za minutu a při teplotě 35 °C po dobu 20 min. Výsledná hmotn. koncentrace příměsí činila v %'* Cu - 5-10^-3, Cd - 1,5.10^-3.

Příklad 25

Do reaktoru ee vloží 0,5 1 tekutého galia, obsahujícího příměs mědi v množství 1.10^-^%. Při čistění kovu se postupuje stejně jako v příkladu 23 s tím rozdílem, že jako eorbční činidlo se použije amfolyt, získaný oxidací kopolymeru 2-metyl-5-vinyl-pyridinu e divinylbei}solem, který obsahuje skupiny kyseliny pikolinové a má vzorec:

215 572

v množství 1,5 1· Čistění se provádí v 0,5 litru 4 M HgSO^ při vibračním míchání s při teplotě 40°C po dobu 1,5 min. Výsledná hmotn. koncentrace mědi v očištěném galiu činí 2.10^-¾.

Příkled 26

Do reaktoru ae všedí 0,5 1 tekutého gelíe, obsahujícího příměsi cínu v množství 1.10^-¾ e niklu v množství 2,4.10“·^ %·

Čistění tekutého galis se provádí stejně jako v příkladu 23, avšsk liěí se tím, že se jeho sorbční činidlo použije aniontový měnič získaný polymarízaeí styrenu s divinylbenzenem s přidáním trimetylaminových skupin, který má vzorec:

v množství 0,5 1. čistění se provádí v 0,5 litru 2 N HC1 za elektromagnetického promíchávání magnetickým polem o intenzitě 25 000 A-m a při teplotě 30 °C po dobu 30 min. Výsledná hmotn. konoentrsee příměsí činí 3·10^-^ % Sn a 9.10^-^ % Ni.

Příklad 27

Do reaktoru se vsadí 0,5 1 tekutého galia, obsahujícího příměs cínu v množství 5,3^10^-¾ Čistění kovu se provádí stejně jako v příkladu 23, avšak postup se liSí tím, že jako sorbční činidlo se použije v množství 0,25 litru anionový měnič, získaný tak, jak je uvedeno v příkladu 26. Čistění se provádí v 2,5 litrech směsi 2 N kyselin HCl + HgSO^ /1 díl HCl + díly HgSO^/, při promíchávání rychlostí 200 otáček ze minutu a při teplotě 30 °C poádobu 15 min. Výsledná hmotn. koncentrace cínu t galiu činí 2.10^-2 %.

Příkled 28

Do reaktoru se vsadí 1 litr rtuti, obsahující příměs cínu v množství 6.10^-1 %. Postup čistění rtuti je stejný jako V příkladu 23, avšak liší se tím, že se jeko sorbční činidlo použije anionový měnič z příkladu 26 v množství 0,2 litru, čistění se provádí ve 2 1 směsi dvou kyselin a to 1 N HP a 8 N HCl /v poměru 1 : 1/, při promíchávání rychlostí 150 otáček za minutu a při teplotě 30 °C po dobu 20 min.

Výsledná hmotn. koncentrace příměsi činila 7.10^-2 %.

Příklad 29

Do reaktoru se vsadí 0,5 litru rtuti, obsahující příměs Ni v množství 3·10^-^ %. Postup čistění kovu je stejný jako v příkladu 23, avšak liší se tím, že jako sorbční činidlo se

215 572 použije anionový měnič z příkladu 26 ▼ množství 0,05 litru, čistění se provádí v 1 litru 2l| HC1 při promíchávání rychlostí 200 otáček za minutu a při teplotě 25 °C po dobu 15 min. Vý* sledná hmotn. koncentrace příměsi činila 1.10^-3 %.

Příklad 30

Do reaktoru se vsadí 1 litr tekutého galia, obsahujícího příáěa niklu v množství 3.10^-¼. Postup čistění kovu je stejný jako v příkladu $3 a tím rozdílem, Se se jako sorbční činidlo použije 1,5 litru anionového měniče, který se zíaká polymer!žací 2-metyl-5-vinyl-pyridinu a divinylbenzolem a který má vzorec:

CH - CH1

CH - CH₂·

N

CH - CH,l

CHj

Čistění se provádí ve 2 litrech 9 N roztoku HC1 při promíchávání s rychlostí 200 otáček za minutu a při teplotě 35 °C po dobu 20 min. Výsledná hmotn. koncentrace příměsi Ni činila 9.10^-5 56.

Příklad 31

O

Do reaktoru se všedí 1 litr tekutého galia, obsahujícího tyto příníěsi v 56: Zn - 2.10 ,

Sn - 2.10^-2 e Ni - 2.10^-3.

Postup čistění kovu je stejný jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že se postupně jako sorbční činidla použije nejdříve 0,3 litru ketiontováho měniče z příkladu 23, ve 2 litrech roztoku NH^CH /1 : 3/ a potom 0,7 litru aniontového měniče z příkládu 26 v 1 litru 2 N HC1.

Čistění se provádí při teplotě 30 °C a při promíchávání rychlostí 150 otáček za minutu po dobu 10 min.

Výsledná hmotn. koncentrace příměsí činila: Zn - 2.1O^-5%, Sn - 1.10^-¼ a Ni - 7·1Ο^-*5ί hmot.

Příklad 32

Do reaktorů ae vsadí 0,5 1 rtuti, obsahující tyto příměsi: Zn - 2.10^-1 56, Ni - 4.10^-* % a Sn - 5·10^-1 %.

Postup čistění rtuti je stejný jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že se jako sorbfiní činidlo použije směs anionového měniče z příkládu 26, a kationového měniče z přikladu 23, v poměru 1 : 1 8 v množství 1 litr.

čistění seprovádí v 1 litru 5 N HC1 při promíchávání rychlostí 150 otáček za minuto a při teplotě 35 °0 po dobu 15 min.

Výsledná hmotn. koncentrace příměsí činila: Zn - 2.10^-^ 56, Ni - 1.10“*'% eSn - 7·1Ο^-256.

Příklad 33

Do reaktoru aa vsadí 1 litr tekutého galia, obsahujícího jako příměsi: Zn - 3·10^-1%,

215 572

Cd - 3.10^-3» e Mi - 2.10^-4% hmot.

Sletěni se provádí stejný· postupem jeko v příkladu 23, avšak liší se tím, že jako

*.£J eorbční činidlo ee použije směs enionováho měniče, získaného polykondenzecí etylenpolysmidu β epiehlorhydrinem, který má vzorec jřIHg - /CH₂/_n - NH - CH₂ - CH - NH - _Λ - NH -J n, a emfolytu z příkladu 25, v poměru 1 : lev množství 2 litry.

Postup probíhá v 0,5 litru 4 N HC1 ze vibračního míchání a při teplotě 40 °£ po dobu min.

Výsledná hmotn. koncentrace příměsí činila v % :

ZN - 2.10“⁵, Cd - 7.10“⁴ a Ni - 1.10“⁴.

Příklad 34

Do reaktoru se vsadí 1 1 rtuti, obshhující tyto příměsi v %·. Ni - 3.10^-3, Zn - 5.10^-^ a Sn - 6.10^-3.

čistění se provádí stejně jako podle příkladu 23 s tím rozdílem, že postupně jako sorbční činidla se nejdříve použije kationový měnič z příkladu 23 v množství 0,7 1 v 5 1 roztoku NaOH s koncentrací 100 g/1 a potom 0,7 litru amionového měniče z příkladu 26 v 5 litrech roztoku 7 N HC1.

Postup probíhá za promíchávání a rychlostí 200 otáček ze minutu a při teplotě 35 °C po dobu 10 min pro každou pryskyřici.

Výsledná hmotn. koncentrace příměsí činila v %:

Ni - 1.10^-4, Zn - 5·10”⁴ a Sn - 2,5.10^-3.

Příklad 35

Do reaktoru se vsadí o,5 litru tekutého galia, obsahujícího tyto příměsi v %:

Sn - 5.10^-1 a Ni - 1,9.10^-3.

čistění se provádí stejně jako podle příkladu 23,®věak liší se tím, že jako eorbční činidlo se použije směs kationováho měniče z příkladu 23 s mekrpporézní strukturou a kstionového měniče, získfeného polykondenzecí styrenu s divinylbenzolem s následným přivedením skupin kyseliny fosforečné e kajícího vzorec:. .

H p 1h

OH

, Tato sorbční činidla se berou v poměru 1/: L :, 0,5 v množství 0,5 litru. Postup probíhá v 1 litru 2 N HC1 při elektromagnetickém míchání a při teplotě 30 °C po dobu 20 min.

Výsledná hmotn. koncentrace příměsí činila: Sn - 2,7.10^-¼ a Ni - 8.10^-¼.

Claims (4)

1. Způsob čiětění snadno tavitelných kovů od příměsí zpracováváním taveniny snadno tavitelného kovu vodným roztokem anorganické kyseliny nebo zásady, vyznačující se tím, že

215 572 se zpracování provádí v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, Se po zpracování taveniny snadno tavitelného kovu vodným roztokem kyseliny v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami se tato tevenins zpracovává vodným roztokem zásady v přítomnosti organických látek a ionogenními skupinami.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že po zpracování taveniny snadno tavitelného kovu vodným roztokem zásady v přítomnosti organických látek s ionogenními skupinami aa tato tevenins zpracovává vodným roztokem kyseliny v přítomnosti organických látek a ionogenními skupinami.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačující ae tím, že ee jako organických látek a ionogenními akuipinami použije alkoholů, esterů, ketonů, foefororganických sloučen, aminů, organických a fosforoorganických kyselin, solí organických kyselin, anionových a kationových měničů, amfolitů a směsí těchto látek.