DD290406A5

DD290406A5 - METHOD FOR OBTAINING GALLIUM

Info

Publication number: DD290406A5
Application number: DD33564889A
Authority: DD
Inventors: Hans Hoffmann; Siegfried Ziegenbalg
Original assignee: Mansfeld Komb. Wilhelm Pieck Forschungstelle Ne-Metalle,De
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Gallium aus technischen Aluminiumchloridloesungen und kann bei der Gewinnung von Tonerde aus Ton bei dessen salzsauren Aufschlusz angewendet werden. Frische galliumhaltige Loesung wird zur Abtrennung des Eisens mit einem geeigneten Reduktionsmittel versetzt, die organische Phase wird mehrfach mit jeweils frischer, derart behandelter galliumhaltiger Loesung kontaktiert, die waeszrige Phase jeweils abgestoszen und anschlieszend die organische Phase rueckextrahiert. Dadurch wird eine wesentlich verbesserte Galliumaufnahme in der waeszrigen Phase bei gleichzeitiger Verringerung des Eisengehaltes erreicht.{Gewinnung von Gallium aus Aluminiumchloridloesungen; Fluessig-Fluessig-Extraktion; Abtrennung von Eisen}The invention relates to a process for recovering gallium from technical Aluminiumchloridloesungen and can be applied in the extraction of clay from clay in its hydrochloric acid digestion. Fresh gallium-containing solution is added to remove the iron with a suitable reducing agent, the organic phase is contacted several times with fresh, so treated gallium-containing solution, the aqueous phase each tamped and subsequently the organic phase rueckextrahiert back. This achieves a significantly improved gallium uptake in the aqueous phase while reducing the iron content. {Production of Gallium from Aluminum Chloride Solutions; Liquid-liquid extraction; Separation of iron}

Description

Characteristic of the known state of the art

Bekannt ist ein Verfahren zur Gewinnung von Galliumchlorid derart, daß das Gallium aus Ga-haltigen technischen Aluminiumchloridlösungen bzw. den daraus bei der Entfernung des Eisens durch Flüssig-flüssig-Extraktion gewonnenen Reextrakten durch eine Flüssig-flüssig-Extraktion unter Verwendung von höheren aliphatischen Alkoholen im Gemisch mit Benzin oder Kerosin, von langkettigen aliphatischen Aminen oder Tributylphosphat, beide im Gemisch mit höheren aliphatischen Alkoholen und Benzin bzw. Kerosin als Extraktionsmittel extrahiert und anschließend mit Wasser oder wäßrigen Lösungen reextrahiert wird (WP 127573). Da bei dieser Verfahrensweise einer Extraktion stets eine Reextraktion folgt, entstehen relativ verdünnte Ga-Lösungen, die zur Einstellung einer erforderlichen Konzentration an Chloridionen entweder mit Salzsäure versetzt oder auf V2 bis V10 ihres Ausgangsvolumens eingedampft werden müssen. Darüber hinaus wurde durch eigene Versuche festgestellt, daß sich zwischen der organischen und der wäßrigen Phase stets ein Gleichgewicht von zweiwertigen Eisenionen einstellt, so daß mit jeder auf eine Extraktion folgende Reextraktion stets zweiwertiges Eisen aus der organischen in die wäßrige Phase übergeht und damit in Summe hohe Eisenkonzentrationen in der wäßrigen Phase entstehen, die bis zu 20 g/l betragen können.Known is a method for recovering gallium chloride such that the gallium of Ga-containing aluminum chloride technical solutions or the resulting from the removal of iron by liquid-liquid extraction Reextrakten by a liquid-liquid extraction using higher aliphatic alcohols in the Mixture with gasoline or kerosene, of long-chain aliphatic amines or tributyl phosphate, both extracted in a mixture with higher aliphatic alcohols and gasoline or kerosene as extractant and then reextracted with water or aqueous solutions (WP 127573). Since an extraction always follows a reextraction in this procedure, relatively dilute Ga solutions are formed, which must either be treated with hydrochloric acid to set a required concentration of chloride ions or must be evaporated to from V2 to V10 of their initial volume. In addition, it has been found by own experiments that always establishes a balance of divalent iron ions between the organic and the aqueous phase, so that with each subsequent extraction to a reextraction always divalent iron from the organic into the aqueous phase passes and thus high in total Iron concentrations in the aqueous phase arise, which may be up to 20 g / l.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Reduktion der Fe-Ill-Ionen am Ende des Prozesses durchgeführt wird. Dadurch werden hohe Eisenkonzentrationen in der organischen Phase mitgeführt, und die Aufnahmekapazität für Gallium wird verringert.Another disadvantage is that the reduction of Fe-III ions is carried out at the end of the process. This entails high levels of iron in the organic phase and reduces gallium's uptake capacity.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Gallium aus technischen Aluminiumchloridlösungen.The aim of the invention is an improved process for the recovery of gallium from technical aluminum chloride solutions.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das in technischen Aluminiumchloridlösungen bzw. den bei der Reinigung solcher Lösungen durch Flüssig-flüssig-Extraktion anfallenden, gewöhnlich stark eisenhaltigen Reextrakten enthaltene Gallium durch das Prinzip der Flüssig-flüssig-Extraktion so anzureichern und abzutrennen, daß in der Galliumchloridlösung wesentlich geringere Eisengehalte vorliegen.The invention has the object of enriching and separating in technical aluminum chloride solutions or in the purification of such solutions by liquid-liquid extraction, usually containing strongly iron-containing ree extracts gallium by the principle of liquid-liquid extraction and that in the Gallium chloride solution significantly lower levels of iron are present.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß frische galliumhaltige Lösung mit einem geeigneten Reduktionsmittel versetzt wird, die organische Phase mehrfach mit jeweils frischer, derart behandelter galliumhaltiger Lösung kontaktiert wird, die wäßrige Phase jeweils abgestoßen und anschließend nur eine Rückextraktion dieser organischen Phase erfolgt.According to the invention the object is achieved in that fresh gallium-containing solution is mixed with a suitable reducing agent, the organic phase is repeatedly contacted with fresh, so treated gallium-containing solution, repelled the aqueous phase and then only a back-extraction of this organic phase.

Durch die Kontaktierung der teilweise Ga-beladenen organischen Phase mit jeweils frischer Ga-Lösung wird eine wesentlich verbesserte Galliumaufnahme realisiert, da bedingt durch die sofort am Anfang des Verfahrens durchgeführte Reduktion die Kapazität der organischen Phase nur unwesentlich durch Eisen-Aufnahme verringert wird und für die Ga-Extraktion günstige Bedingungen vorliegen.By contacting the partially Ga-loaded organic phase with each fresh Ga solution, a significantly improved gallium uptake is realized because due to the reduction carried out immediately at the beginning of the process, the capacity of the organic phase is only marginally reduced by iron uptake and for the Ga extraction favorable conditions.

Druch die einmalige Rückextraktion der mit Gallium beladenen organischen Phase gehen nur geringe Eisengehalte in die wäßrige Lösung.Due to the one-time re-extraction of the gallium-loaded organic phase, only small amounts of iron go into the aqueous solution.

Als Extraktions- bzw. Lösungsmittel eignen sich bekanntermaßen u.a. höhere, in Wasser unlösliche aliphatische Alkohole im Gemisch mit Benzin oder Kerosin, langkettige aliphatische Amine oder Tributylphosphat, beide im Gemisch mit höheren aliphatischen Alkoholen und Benzin bzw. Kerosin.As extraction or solvent are known u.a. higher, water-insoluble aliphatic alcohols mixed with gasoline or kerosene, long-chain aliphatic amines or tributyl phosphate, both mixed with higher aliphatic alcohols and gasoline or kerosene.

embodiment The invention is explained in more detail in the following exemplary embodiment:

Eine Reextraktlösung innerhalb des salzsauren Verfahrens zur Gewinnung von Tonerde aus Ton enthält 40 g/l Fe-III und 101 mg/1 Gallium. Nach der Reduktion von Fe-III zu Fe-Il wird die Lösung in eine organische Phase geleitet, die aus 10%Trioctylamin, 20% höherer Alkohol (C₆... C₉) und 70% aromatenfreiem Benzin mit einem Siedebereich von 145-200⁰C besteht. Diese organische Phase wird 30x mit jeweils frischer galliumhaltiger Lösung kontaktiert, wobei das Gallium nahezu vollständig von der organischen Phase aufgenommen wird. Die praktisch vom Gallium befreiten wäßrigen Lösungen mit 140g/l Fe und nur 2mg/l Ga werden gesondert zur Gewinnung von Eisenoxidpigment und zur Gewinnung einer Kreislaufsäure aufgearbeitet. Die Rückextraktion der organischen Phase erfolgt mit 1%iger Salzsäure. Dabei entsteht eine wäßrige Lösung mit 2,9g/l Gallium, die nach bekannten Verfahren feingereinigt und einer Gewinnungselektrolyse zugeführt wird.A reextract solution within the hydrochloric acid clay recovery process contains 40 g / l Fe-III and 101 mg / l gallium. After reduction of Fe-III to Fe-II, the solution is passed into an organic phase consisting of 10% trioctylamine, 20% higher alcohol (C ₆ ... C ₉ ) and 70% aromatic-free gasoline with a boiling range of 145-140. 200 ⁰ C exists. This organic phase is contacted 30x with each fresh gallium-containing solution, the gallium is almost completely absorbed by the organic phase. The virtually gallium-free aqueous solutions containing 140 g / l Fe and only 2 mg / l Ga are worked up separately to obtain iron oxide pigment and to obtain a circulating acid. The back extraction of the organic phase is carried out with 1% hydrochloric acid. This produces an aqueous solution with 2.9 g / l gallium, which is finely purified by known methods and fed to a recovery electrolysis.

Durch die wiederholte Kreislaufführung der organischen Phase ohne Rückextraktion können vorteilhafterweise höhere Ga-Konzentrationen erreicht werden, so daß das bisher erforderliche Auf konzentrieren der Lösung entfällt und somit erhebliche Energieeinsparungen möglich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich ein Gleichgewicht der Eisenkonzentration einstellt und somit die geringen Gehalte in den wäßrigen Phasen nicht ansteigen, so daß gegenüber den bekannten Verfahren der Eisengehalt 40...5Ox geringer ist.Due to the repeated circulation of the organic phase without re-extraction advantageously higher Ga concentrations can be achieved, so that the previously required concentrate on the solution is eliminated and thus considerable energy savings are possible. A further advantage is that a balance of the iron concentration is established and thus the low contents in the aqueous phases do not increase, so that compared with the known processes, the iron content is 40... 50 times lower.

Claims

A method for recovering gallium from technical aluminum chloride solutions, wherein the gallium from these solutions or the resulting from the removal of iron by liquid-liquid extraction Reextrakten by one or more liquid-liquid extractions using higher aliphatic alcohols in admixture with Gasoline or kerosene, long-chain aliphatic amines or tributyl phosphate, both mixed with higher aliphatic alcohols and gasoline or kerosene, extracted and reextracted as extraction agent, characterized in that fresh gallium-containing solution for separating the iron is mixed with a suitable reducing agent, the organic Phase is repeatedly contacted with fresh, so treated gallium-containing solution, the aqueous phase repelled each and then only a back-extraction of this organic phase.

Field of application of the invention

The invention relates to a process for the recovery of gallium from technical aluminum chloride solutions and can be applied in the extraction of clay from clay in its hydrochloric acid digestion.