DE1170658B - Verfahren zum Feinreinigen von Gallium, Indium und Thallium durch elektrolytische Raffination - Google Patents

Description

• Verfahren zum Feinreinigen von Gallium, Indium und Thallium durch elektrolytische Raffination Es ist bekannt, gewisse Metalle, wie Aluminium, Indium oder Gallium, aus ihren Metallkomplexsalzen elektrolytisch abzuscheiden. So verwendet man z. B. für die elektrolytische Raffination von Aluminium die Verbindung [Al,(C2H5)sF]Na als Elektrolyt.
• Für die elektrolytische Abscheidung anderer Metalle verwendet man entsprechende Komplexsalze dieser Metalle; mit anderen Worten, es wurde als Elektrolyt immer ein Komplexsalz des anodisch eingesetzten Metalls verwendet.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Feinreinigen von Gallium, Indium und Thallium, bei dem von der vorgenannten Regel in vorteilhafter Weise abgewichen wird. Die Lösung besteht darin, daß als Elektrolyt ein Komplexsalz vom Typ [Al.,R6X]Me verwendet wird (R=Kohlenwasserstoffradikal, X=Halogenelement, Me=Alkalimetallion oder Ammoniumion).
• Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß es möglich ist, die leicht zugänglichen und thermisch stabilen aluminiumorganischen Komplexsalze zu verwenden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird allgemein so durchgeführt, daß das zu reinigende Metall als Anode und als Elektrolyt ein Komplexsalz vom Typ [A12R6X]Me eingesetzt wird. Bei einer Spannung von etwa 2 bis 6 V und einer Kathodenstromdichte von etwa 0,3 bis 1,5 A/dm2 scheidet sich an der Kathode das gereinigte Metall ab. Der Elektrolyt wird anschließend zumindest teilweise abgehebert, und die abgeschiedenen Kristalle werden mehrmals mit Benzol ausgekocht. Liegt der Schmelzpunkt des abgeschiedenen Metalls oberhalb des Siedepunktes von Benzol, wie es z. B. bei Indium der Fall ist, so läßt sich die restlose Entfernung des Elektrolyten durch Zusammenschmelzen unter einer hochsiedenden Substanz, z. B. Dekalin, Paraffin oder Glyzerin, erreichen. Es kann auch so vorgegangen werden, daß das kathodisch abgeschiedene Metall unmittelbar nach der Elektrolyse unter dem Elektrolyten zusammengeschmolzen wird. Schließlich kann man auch das kathodisch abgeschiedene Metall nach dem Abhebern des Elektrolyten ohne Auskochen mit Benzol unter einer entsprechend hoch siedenden Substanz, bei Indium z. B. unter Paraffinöl oder Glyzerin, zusammenschmelzen. Bei Gallium kann hierzu z. B. auch Wasser verwendet werden.
• Ein für die technische Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutender Vorteil besteht unter anderem auch darin, daß es ohne besondere S2hwierigkeiten kontinuierlich durchgeführt werden kann. Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die nachfolgenden Beispiele verwiesen: Beispiel 1 In einer Elektrolysezelle von im Prinzip herkömmlicher Bauart bringt man als Anode Indium mit einem Reinheitsgrad von 99;95 % ein. Die Anode wird mit einem engporigen Leinensäckchen umgeben, das zur Aufnahme des Anodenschlammes dient. In die Elektrolysezelle wird weiterhin als Elektrolyt [A12(C.Hs)oCl]N(CH3)4 eingesetzt. Dieser wurde durch Auflösung von N(CHs)4C1 in weitgehend hydridfreiem Al(C2H5)." in einem Molverhältnis von 1: 2 bei 120° C hergestellt. Als Kothode wird 99,999 prozentiges Indium auf den Boden der Zelle eingefüllt. Die Stromführung zur Kathode wird mit Hilfe eines Platindrahtes bewerkstelligt, und zwar derart, daß der durch den Elektrolyt führende Teil des Platindrahtes von einem Glasrohr umgeben ist. Die Elektrolysezelle wird in ein auf 120° C aufgeheiztes Ölbad eingetaucht. Zwischen Anodensäckchen und Kathode ist ein Rührer vorgesehen, durch den die Annäherung des kathodisch abgeschiedenen Indiums an die Anode verhindert wird. Die Elektrolyse wird bei einer Spannung von 5,2 V und einer Kathodenstromdichte von 1,3 A/dm2 über mehrere Tage betrieben. Dabei scheiden sich an der Kathode wohlausgebildete Indiumkristalle ab. Nach Beendigung der Elektrolyse wird der Elektrolyt weitgehend abgehebert und das abgeschiedene Indium mehrmals mit Benzol ausgekocht und unter Paraffinöl bei einer Temperatur von etwa 170° C zusammengeschmolzen: 'Der relative Fremstoffgehalt im gereinigten Indium beträgt weniger als 1 . 10-4 1%. Bcisp-iel2 Bei sonst gleicher Durchführung des Verfahrens wie im Beispiel 1 wird als Kathode eine Indiumfolie hoher Reinheit verwendet und oberhalb der Anode in einer rotierenden Schale angeordnet. Die Elektrolyse wird bei einer Temperatur von 80° C, einer Elektrolysenspannung von 2,5 V und einer Kathodenstromdichte von 0,8 A/dm= über mehrere Wochen betrieben. Nach Beendigung der Elektrolyse wird die Schale mit der Indiumfolie und dem darauf abgeschiedenen Indium mit Paraffinöl überdeckt und der Zelle entnommen. Durch Erhitzung des Öles auf etwa l70° C wird das Indium zusammengeschmolzen. Auch hier beträgt der relative Fremdstoffgehalt weniger als 1.10-41/0. Beispiel 3 Zur Feinreinigung von Gallium wird das Verfahren in ganz analoger Weise wie in den Beispielen 1 und 2 durchgeführt. Bei gleichem Elektrolyt und gleicher Temperatur beträgt die Zellenspannung 2 bis 2,5 V und die Kathodenstromdichte etwa 0,7 A/dm2. Das kathodisch abgeschiedene Gallium wird von Zeit zu Zeit abgenommen und mit doppelt destilliertem Wasser und verdünnter Salzsäure nachbehandelt. Bei diesem Gallium beträgt der relative Fremdstoffgehalt weniger als 1-10-41/0. Beispiel 4 Zur Feinreinigung von Thallium wird das Verfahren in ähnlicher Weise wie in den Beispielen 1 und, 2 durchgeführt. Bei gleichem Elektrolyt und einer Temperatur von 80"C beträgt die Zellspannung 1 V und die Kathodenstromdichte etwa 5 mA/cm'=. Als Kathode wird ein Silberblech verwendet, an welchem sich das Thallium in feinkristalliner Form abscheidet. Nach der Elektrolyse wird der Elektrolyt abgelassen und die Kathode samt der Thalliumabscheidung mehrmals mit warmem Benzol gewaschen. Das von der Kathode abgenommene Thallium wird in geschmolzenem Festparaffin bei etwa 350° C zu einem Regulus zusammengeschmolzen. Der relative Fremstoffgehalt in dem so gereinigten Thallium beträgt weniger als 1.10-40/0.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Feinreinigen von Gallium, Indium und Thallium durch elektrolytische Raffinütion, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt ein Komplexsalz vom Typ [AI,R6X]Me verwendet wird, wobei R=Kohlenwasserstoffradikal, X=Halogenelement und Me = Alkalimetallion oder Ammoniumion bedeutet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt das Komplexsalz [AI,(C"HS)6CI]N(CH3)4 verwendet wird.