DE1160628B

DE1160628B - Verfahren zur Gewinnung von Gallium oder Indium

Info

Publication number: DE1160628B
Application number: DES68096A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Iwantscheff; Dr Richard Doetzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-04-16
Filing date: 1960-04-16
Publication date: 1964-01-02
Also published as: CH437816A; GB977695A

Description

Verfahren zur Gewinnung von Gallium oder Indium In steigendem Maße werden Aluminiumalkyle und Aluminiumalkylderivate hergestellt, die zum Teil als Katalysatoren in der Olefinchemie, zum Teil als Zündadditive Verwendung finden. Die Darstellung dieser Verbindungen erfolgt im wesentlichen in zwei Prozessen.
Mit der zu den Alkylaluminiumsesquihalogeniden führenden Reaktion (dabei ist R ein Alkyl und R, ein Alkyl oder Halogen oder Wasserstoff, X ein Halogen, Q eine Energiemenge) gelingt die Darstellung der Methyläthyl-und Propylaluminiumsesquihalogenide, die sich in Aluminiumdialkylhalogenide, Aluminiumalkyldihalogenide und Aluminiumtrialkyle überführen lassen. Sie sind besonders wichtig für katalytische Arbeiten. Die Methylverbindungen stehen hierbei im Vordergrund, da diese nach dem weiter unten genannten Verfahren nicht zugänglich sind.
Der zweite Prozeß, die sogenannte Aluminiumalkyl-Drucksynthese, führt in zwei Stufen über die Alkylaluminiumhydride zu den Altrialkylen, die präparativ und katalytisch wertvoll sind.
Für beide Prozesse wird metallisches Aluminium als Ausgangsmaterial benötigt. Hinsichtlich der Reinheit werden außer der Oxydfreiheit der Oberfläche keine besonderen Ansprüche gestellt. Es ist daher das aus der Kryolith-Schmelzfluß-Elektrolyse gewonnene Hüttenaluminium ausreichend. In diesem Aluminium sind eine Reihe von Verunreinigungen enthalten, die sich leicht spektroskopisch nachweisen lassen. Mit Anteilen von mehr als 10-4°/o sind enthalten: Kupfer, Eisen, Gallium, Magnesium, Nickel, Blei, Silicium, Titan, Vanadium, Zink.
. Da sich diese Elemente bei den oben erwähnten Reaktionsbedingungen anders verhalten als Aluminium, also dessen Umsetzungen nicht eingehen, gelangen sie unverändert oder z. B. als unlösliche Halogenide in den Rückstand. In diesem finden sich darüber hinaus jene Elemente angereichert vor, die im Grundmetall zunächst analytisch nicht erfaßbar waren und jetzt gegebenenfalls oberhalb der Erfassungsgrenze vorliegen. Es handelt sich dabei um die Elemente Silber, Kobalt, Indium, Molybdän, Zinn, Zirkonium.
überraschenderweise wurde gefunden, daß sich darüber hinaus die Elemente Gallium, Indium, Magnesium, Blei, Silicium, Zinn und Zink anreichern, obwohl diese. stabile Metallalkyle zu bilden vermögen und für sich allein mit Halogenalkyl zur Umsetzung gebracht werden können.
Beim Verfahren der Erfindung wird von der zuletzt genannten überraschenden Feststellung zur Gewinnung von Gallium und Indium Gebrauch gemacht, derart, daß die bei der Herstellung von Aluminiumalkylen und Aluminiumalkylderivaten anfallenden Rückstände aufgearbeitet werden.
Es können insbesondere die bei der Herstellung von Alkylaluminiumsesquihalogeniden oder bei der Aluminiumalkyl-Drucksynthese anfallenden Rückstände aufgearbeitet werden.
Bei der Bedeutung des Galliums für die Halbleitertechnik ist besonders die Aufarbeitung der Rückstände zur Gewinnung von Gallium wichtig.
Zur Trennung des Galliums und Indiums aus den Rückständen können physikalische Methoden angewendet werden. Beispiele für solche Trennmethoden sind im folgenden angegeben: Trennung unter Ausnutzung von Dichteunterschieden in Flüssigkeiten und in Gasen, beispielsweise Wirbelschichtverfahren.
Trennung durch Flotation.
Trennung unter Ausnutzung magnetischer Eigenschaften.
Trennung mit Hilfe von Zentrifugen. Trennung durch Verdampfen. Trennung durch Sublimation. Trennung durch Destillation.
Es können auch chemische Methoden zur Trennung des Galliums und Indiums aus den Rückständen angewendet werden. Beispiele für solche Trennmethoden sind im folgenden angegeben: Trennung durch partielle Lösungsreaktionen. Hier seien insbesondere die Reaktionen mit Halogenen und Halogenwasserstoffen erwähnt. Beispielsweise kann das im Rückstand vorliegende Gallium in ein Galliumhalogenid übergeführt und dann in Kohlenwasserstoffen, insbesondere in Pentan und/oder Hexan und/oder Heptan gelöst und das Gallium in an sich bekannter Weise, z. B. durch elektrolytische Aufarbeitung, aus der Lösung gewonnen werden. Hierbei tritt die überraschenderweise gefundene verhältnismäßig hohe Löslichkeit der Galliumhalogenide gegenüber den entsprechenden Halogeniden des Aluminiums und Indiums vorteilhaft in Erscheinung.
Trennung durch partielle Oxydation.
Trennung durch Amalgamierung und/oder Legierungsbildung.
Trennung durch elektrochemische Prozesse. Schließlich können auch physikalische und chemische Methoden zur Trennung des Galliums und Indiums aus den Rückständen kombiniert werden. Insbesondere können eine oder mehrere der angegebenen physikalischen Methoden mit einer oder mehreren der angegebenen chemischen Methoden kombiniert werden.
Für die Aufbewahrung und den Transport der Rückstände empfiehlt es sich, diese mit Alkyl-halogeniden und/oder Aluminiumalkylen (Aluminiumtriisobutyl und/oder Aluminiumtriäthyl) befeuchtet oder bedeckt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung von Gallium und Indium, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Herstellung von Aluminiumalkylen und Aluminiumalkylderivaten anfallenden Rückstände aufgearbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Herstellung von Alkylaluminiumsesquihalogeniden anfallende Rückstand aufgearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Aluminiumalkyl-Drucksynthese anfallende Rückstand aufgearbeitet wird.
4. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche zur Gewinnung von Gallium, dadurch gekennzeichnet, daß das im Rückstand vorliegende Gallium in ein Galliumhalogenid übergeführt und in Kohlenwasserstoffen, insbesondere in Pentan und/oder Hexan und/ oder Heptan, gelöst und das Gallium in an sich bekannter Weise aus der Lösung gewonnen wird.