DE2530880A1

DE2530880A1 - Verfahren zur gewinnung von gallium

Info

Publication number: DE2530880A1
Application number: DE19752530880
Authority: DE
Inventors: Jacques Helgorsky; Alain Leveque
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Rhodia Chimie SAS
Priority date: 1974-07-12
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1976-01-22
Also published as: IT1040896B; CA1052582A; JPS5132411A; DE2530880B2; YU39740B; YU175375A; US3971843A; GB1513398A; ES439330A1; JPS604132B2; DE2530880C3; AU8291175A; CH602220A5

Description

Verfahren zur Gewinnung von Gallium

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Gallium mittels flüssig-flüssig Extraktion aus galliumhaltigen, stark basischen Lösungen, vor allem aus den nach dem Bayer-Verfahren erhaltenen Natriumaluminatlösungen.

Bekanntlich ist Gallium in den Bauxiten in unterschiedlichen Mengen von 0,002 bis 0,01 % enthalten; dies entspricht einem Al/Ga Verhältnis von 8000 bis 3000. Es ist weiterhin bekannt, daß im Verlauf des Bayer-Verfahrens zur Herstellung von Tonerde Gallium zunehmend in den Natriumaluminatlösungen konzentriert wird bis zu einem Gleichgewichtszustand, der einem Al/Ga Verhältnis von 400 bis 150 in der Lösung entspricht. Diese Natriumaluminatlösungen, die in großer Menge anfallen, stellen somit ein wertvolles Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Gallium dar, zumal kein Erz dieses Metalls existiert.

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Mehrere Verfahren zum Behandeln von Aluminatlösungen sind allgemein bekannt: fraktionierte Fällung der Tonerde (Sättigung der Lösung) mit CO₂ und Alkalischmachen der Lösung {Kaustifizierungj,; hierdurch wird das Gallium, bezogen auf Aluminium noch weiter angereichert bis zu einem Gehalt, daß eine Extraktion, beispielsweise mittels Elektrolyse, Gallium ' liefert. Diese Verfahren besitzen zahlreiche Nachteile, hauptsächlich deswegen, weil die Lösungen zerstört und somit nicht mehr in das Bayer-Verfahren zurückgeführt werden können» Aus diesem Grunde sind diese bekannten Verfahren In großtechnischem Maßstäbe nicht anwendbar, wenn große Mengen Gallium angestrebt werden und somit ein großer Anteil der in einer Anlage zur Herstellung von Tonerde umlaufenden Aluminatlösungen der entsprechenden Behandlung zugeführt werden müßte.

Zwei Verfahren, bei denen Aluminatlösungen nicht zerstört v/erden, beruhen auf der Amalgamierung von Gallium. Die Reaktion erfolgt entweder mittels direkter Elektrolyse der Lösungen mit stark bewegten Quecksilberkathoden oder durch Austausch mit den Amalgamen der Metalle, die stärker elektropositiv sind als Gallium. Jedoch führen die für die Galliumabscheidung erforderlichen stark negativen Potentiale zu Mebenreaktionen, durch die die Verunreinigungen bzw. Begleitstoffe dieser Lösungen, beispielsweise Vanadium reduziert werden, AuSerdem bedingt die geringe Löslichkeit des Galliums im Quecksilber, daß diese Verfahren durch eine starke Immobilisierung des Quecksilbers und durch einen spürbaren Verlust dieses Metalls, bezogen auf das erzeugte Gallium, charakterisiert sind» iln weiterer Nachteil liegt darin, daß Quacksilber schwierig 2u handhaben ist und da8 bei seiner Verwendung besondere Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden müssen.

Wegen dieser Machteile wurden sahireiche Untersuchungen durchgeführt mit dem Ziel, technisch anwendbare Verfahren zu ent-

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ORIGINAL INSPECTED

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wickeln, mit deren Hilfe sich das in den Aluminatlösungen vorhandene Gallium mittels flüssig-flüssig Austausch gewinnen läßt, ohne daß die Aluminatlösungen verändert werden. Diese Zielsetzung schließt selbstverständlich die bekannten Verfahren der Extraktion von Gallium aus sauren Medien aus.

Die "ausgerührten" Aluminatlösungen nach dem Bayer-Verfahren enthalten nach dem Ausfällen der Tonerde etwa 160 g/l Na^O, 80 g/l Al₂O, und 200 bis 240 mg/1 Ga. Sie sind somit stark basisch, die 0H-Ionen Konzentration beträgt 3 Mol/1 und Aluminium sowie Gallium sind in Form der Aluminat- und Gallat-Anionen enthalten, die mit Al(OH) λ" und Ga(OH)»~ wiedergegeben werden können. Es ist jedoch kein bekanntes komplexbildendes Mittel ausreichend wirksam und selektiv, um (ausschließlich) die Ga(OH) ^ Anionen in Gegenwart größerer Mengen Al(OHK-Anionen und OH-Anionen zu fixieren.

Andererseits besitzen bestimmte kationische komplexbildende Mittel eine ausreichend hohe Affinität für die dreiwertigen

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Galliumionen Ga , damit die entsprechenden Komplexe selbst in stark basischen Medium_./beständig sind. Die analogen Aluminiumkomplexe hingegen besitzen unter'den-gleichen (stark basischen) Bedingungen eine deutlich geringere Beständigkeit. Außerdem sind diese Komplexe in bestimmten organischen mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln löslich und es können daher diese komplexbildenden Reaktionsρartner verwendet werden, um Gallium aus Aluminatlösungen mittels flüssig-flüssig Extraktion zu gewinnen.

Auf dieser Basis wurden zwei Verfahren vorgeschlagen, bei denen als kationische komplexbildende Mittel Oxin (8-Hydroxychinolin) in Verbindung mit Chloroform als Lösungsmittel oder aber ß-Diketone, insbesondere Acetylaceton in Verbindung mit Isobutanol oder Benzol als Lösungsmittel verwendet werden.

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Nachteilig an diesen Verfahren ist, daß die Beständigkeit der erhaltenen Komplexe und infolgedessen die Ausbeute der Extraktion abnimmt, wenn der pH-Wert der wäßrigen Phase zunimmt, infolge der Bildung der Gallat-Anionen« Ss müßten deshalb betrachtliehe Mengen komplexbildendes Mittel eingesetzt werden, um bei den stark alkalischen pH-Werten, die denjenigen der technischen Aluainatlaugen entsprechend» ausreichend hohe Ausbeuten bei der Extraktion von Gallium zu erreichen. Weiterhin ist der Verteilungskoeffizient dieser iKMplexMldenäen Mittel zwischen den verwendeten Lösungsmitteln und der wäßrigen Phase relativ schwach und dies um so mehr, je höher der pH-Wert liegt. So beträgt beispielsweise der Verteilungskoeffizient von Oxitt zwischen Chloroform und Wasser 730 beim pH-Wert 7, aber lediglich 1 beim pH-Wert 12, Das gleiche gil± für Acetylacetonj hier beträgt der Verteilungskoeffizient zwischen Benzol und Wasser 5,8 beim pH-Wert 7» aber lediglich 1 beim pH-Wert 9,7. Hieraus ergibt sich, daß parallel zur Extraktion von Gallium aus der organischen Phase unabhängig von den Bedingungen ein variabler Anteil des überschüssigen koiaplexbiläenden Mittels in Form des Natriumsalzes in die wäßrige Phase übergeht und auf diese Weise verloren ist« Biese Verluste an komplexbildendem Mittel und die Veränderung der Beschaffenheit der Aluminatlösungen, die sich daraus ergeben, führen dazu, daß diese Extraktionsverfahren technisch nicht ausgenutztverden können.

Seit langem kennt man substituierte Hydroxychinoline, von denen einige in jüngerer Zeit als Kationenaustauscher empfohlen wurden, die die SxtraMon von verschiedenen Metallen, insbesondere von Kupfer in Form von Komplexen in einem weiten pH-Bereich von,.beispielsweise 1 bis 7 ermöglichen.

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Einige dieser substituierten Hydroxychinoline sind selbst in stark basischem Medium unlöslich, jedoch in zahlreichen organischen Lösungsmitteln löslich, beispielsweise in aliphatischen oder aromatischen, gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoffen; in diesen Lösungsmitteln sind gleichfalls die von diesen Hydroxychinolinen mit den zu extrahierenden Metallen gebildeten Komplexverbindungen löslich.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht nun darin, daß man das Gallium gegebenenfalls in Gegenwart großer Mengen Aluminium sowie aus stark basischem Medium, beispielsweise aus den Natriumaluminatlösungen des Bayer-Verfahrens mit derartigen substituierten Hydroxychinolinen extrahiert. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß diese Hydroxychinoline, verdünnt in den Lösungsmitteln für diese Hydroxychinoline, eine praktisch vollständige Extraktion des vorhandenen Galliums ermöglichen, obwohl gleichzeitig eine Extraktion von Natrium und Aluminium abläuft infolge der starken Konzentrationen dieser beiden Metalle im wäßrigen Medium; diese konkurierende Extraktion bleibt jedoch sehr gering, relativ genommen, bezogen auf die in den behandelten Lösungen vorhandenen Mengen Natrium und Aluminium.

Die Rückgewinnung des Galliums aus dem mit Metallen belade- nen komplexbildenden Mittel erfolgt in allgemein bekannter Weise mittels starker Säuren. In diesem Falle ist es jedoch von Vorteil, die in schwach saurem Medium festgestellten großen Beständigkeitsunterschiede zwischen den Galliumkomplexen und den Komplexen der anderen Metalle dahingehend auszunutzen, daß zunächst eine Reinigung des Galliums erfolgt unter Verwendung einer Säurekonzentration, die ausreicht, damit das vom komplexbildenden Mittel zurückgehaltene Aluminium und Natrium in die wäßrige Phase übergehen,

die jedoch nicht ausreicht, damit das Gallium in beträchtli-

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chen Mengen in die wäßrige Phase übergeht; anschließend wird das komplexbildende Mittel erneut mit einer stärker konzentrierten Säure behandelt, um nun die Gesamtmenge Gallium zurückzugewinnen« Diese Rückgewinnung in zwei Stufen oder zwei Phasen bietet den zusätzlichen Vorteil, daß eine gewisse Anzahl metallischer Verunreinigungen oder Begleitstoffe der Aluminatlaugen beseitigt werden, beispielsweise Zink, Blei und Kobalt, die ebenfalls in die organische Phase übergehen können* die aber bei der ersten Behandlung mit dem komplexbildenden Mittel mit einer sc&ach konzentrierten Säure In die wäßrige Phase zurückgeführt werden. In der Praxis reicht für die erste Ve rf ahrens stufe eine etwa. <3,5n starke Säure aus» während für die zweite Stufe eine etwa 2n starke Säure benötigt wird. Im Hinblick auf die späteren Behandlungen besteht weltgehend Interesse daran, das Gallium In Form seines Trichloride GaCl^ zu gewinnen! vorzugsweise wird deshalb mit Salzsäure gearbeitet, wobei jedoch vor allem In der zweiten Stufe besondere Sorgfalt auf die Konzentration der Säure verwendet werden muß» weil bei zu starker Konzentration die Bildung des Anlonenkomplexes GaCl£~ begünstigt wird, der vom komplexbildenden Mittel zurückgehalten wird; dieses wirkt in diesem Falle als Anionenaustauscher Infolge des in seinem Molekül vorhandenen Stickstoffatoms.

Es 1st im übrigen interessant, weil hierdurch eine bessere Reinigung des Galliums erzielt wird, die Bildung derartiger Anlonenkomplexe des Galliums mit Chlorwasserstoffsäure sowie ebenfalls ©It anderen Säuren wie Bromwasserstoffsäure auszunutzen» Hierzu wird die organische Phase, deren komplexbildendes Mittel mit verschiedenen Metallen beladen ist, mit derartigen starken Säuren behandelt, die in ausreichend hoher Konzentration eingesetzt werden, damit das Gallium in der organischen Phase gelöst bleibt, während Aluminium und Hatrluffi und verschiedene andere Metalle unter diesen Bedingungen praktisch vollständig extrahiert werden. Die

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Rückgewinnung des Galliums erfolgt dann durch Behandeln der vorgereinigten organischen Phase mit stärker verdünnten starken Säuren. In der industriellen Praxis wird für die erste Behandlung vorzugsweise Salzsäure in einer Konzentration von vorzugsweise oberhalb 5n und für die zweite Behandlung ebenfalls vorzugsweise Salzsäure, jedoch in einer Konzentration von etwa 1,5n verwendet; hierdurch wird das Gallium in Form seines Trichlorids GaCl-* erhalten; eine schwächere Säurekonzentration würde nicht zu einer zufriedenstellenden ausreichenden Rückgewinnung des Metalls führen.

Schließlich kann es - wie bei den mit substituierten Hydroxychinolinen durchgeführten Extraktionen an sich bekannt - von Vorteil sein, der organischen Extraktionsphase zusätzlich zum Lösungsmittel Verbindungen mit alkoholischer Funktion zuzusetzen, beispielsweise schwere Alkohole und schwere Phenole sowie andere solvatie^ende Verbindungen, beispielsweise bestimmte Phosphorsäureester. Diese Zusätze begünstigen in gewissen Fällen die Faktoren der Trennung Gallium/ Aluminium und Gallium/Natrium.

Die Konzentration der substituierten Hydroxychinoline in der organischen Phase braucht nicht besonders hoch zu sein; bereits mit einer Konzentration von lediglich 2 % wird eine bemerkenswerte Extraktion des Galliums erreicht infolge der stärkeren Affinität dieser komplexbildenden Mittel für das Gallium als für Aluminium und Natrium. Für die praktische Durchführung werden jedoch Konzentrationen in der Größenordnung von 10 % bevorzugt, die die Extraktion des Hauptanteils Gallium ermöglichen.

Ein/Für die Praxis sehr geeignetes substituiertes Hydroxychinolin ist die Verbindung 7-(5',5'-,7^! ,7'-Tetramethyl-1 »- octen-3-yl)-8-hydroxychinolin der allgemeinen Formel

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2 b 3 Ü B 8 O

CH-. CH_x 3 3

CH_x - C - CHo - C - CHo - CH ³I ²I ²I

CH_x CH_x CH λ

diese Verbindung ist die aktive Komponente in den Handelsprodukten Kelex 100 und Kelex 120 der Firma Ashland Chemical,

Die Bedeutung dieser Verbindung liegt darin* daß sie nicht nur in den oben angegebenen organischen Lösungsmitteln löslich ist, sondern, daß sie weiterhin mit den extrahierten Metallen Komplexe bildet, die in den gleichen Lösungsmitteln ebenfalls stark löslich sind; dies ist erfordeüich, um im technischen MaSstab eine flüssig-flüssig Extraktion durchführen zu können,

Andere substituierte Hydroxychinoline, die die gleichen Eigenschaften besitzen, eignen sich ebenso gutj es sind dies die Verbindungen mit ausreichender Gesamtzahl Kohlenstoff -atome in den Substituenten von beispielsweise mindestens 8«

Das Verfahren wird in gebräuchlichen Vorrüitungen und Anlagen durchgeführt, die wie folgt beschrieben werden können; in eine erste^'orrichtung für Gegenstromextraktion wird die ausgerührte und infolgedessen an Tonerde verarmte technische Natriumaluminatlösung eingespeist und die organische Phase, die aus dem gewählten komplexbildenden Mittel, einem Lösungsmittel und gegebenenfalls Verbindungen mit alkoholischer Funktion und anderen solvatiesiereixfen Verbindungen besteht. Das Gallium geht hier zu einem beträchtlichen Teil in die organische Phase über; der extrahierte Anteil hängt ab von den jeweiligen Einspeisungs- bzw. Durchsatzmengen der beiden flüssigen Phasen. Aluminium, Matrium und bestimmte Begleit-

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Stoffe gehen ebenfalls in die organische Phase über. Die auf diese Weise beladene organische Phase v/ird in einer anderen Extraktionsvorrichtung mit einer ersten Regenerierlösung in Berührung gebracht; diese besteht aus einer verdünnten starken Säure oder aus einer konzentrierten komplexbildenden starken Säure; in beiden Fällen verbleibt in der organischen Phase praktisch nur noch das Gallium. Diese organische Phase wird anschließend in einer dritten im Gegenstrom arbeitenden Extraktionsvorrichtung behandelt und hier mit einer starken Säure in Berührung gebracht, um das Gallium zurückzugewinnen; anschließend wird sie mit Wasser gewaschen, bevor sie in die erste Vorrichtung der Extraktion im Gegenstrom zurückgeführt wird. Die saure Lösung mit dem £ückextrahierten Gallium wird einer Reinigungsbehandlung unterworfen; schließlich wird das Gallium hierauf in an sich bekannter Weise extrahiert bzw. isoliert.

Das skizzierte Gesamtverfahren kann geringfügig modifiziert werden. Beispielsweise bewirkt eine Veränderung bestimmter Parameter wie der Temperatur keine grundlegende Veränderung der allgemeinen Gültigkeit der erzielten Ergebnisse. Es hat sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen, die Extraktion durch die organische Phase bei ziemlich hoher Temperatur durchzuführen, die jedoch verträglich sein soll mit der allgemein verwendbaren Apparatur und mit einer mäßigen Eindampfung der Lösungsmittel; weiterhin hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Rückgewinnung bzw. Rückextraktion des Galliums aus der organischen Phase mit starken Säuren bei einer nicht so hohen Temperatur durchzuführen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Extraktionsgeschwindigkeit mit der Temperatur zunimmt, so daß bei verminderten Berührungszeiten sehr hohe Extraktionsraten des Galliums erreicht werden und daß unter den gleichen Bedingungen der Anteil an mit starken Säuren zurückgewonnenem bzw. rückextrahiertem Gallium abnimmt. In der Praxis haben sich für die Extraktion mit der

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organischen Phase Temperaturen unterhalb 100⁰C als geeignet erwiesen, wobei Temperaturen im Bereich von 80⁰C besonders angezeigt sind.

Da in der technischen Praxis die zu behandelnden Aluminatlösungen insbesondere aus dem Bayer-Verfahren und insbesondere die ausgerührten Lösungen eine Temperatur von etwa 50 C aufweisen ist es wichtig, daß auch dieser Temperaturbereichausreicht, um zufriedenstellende Ausbeuten zu erhalten, wenn er auch nicht ganz so günstig ist wie eine etwas höhere Temperatur. Bei der Behandlung der organischen Phase mit starken Säuren reicht es, die Temperatur auf etwa übliche Temperatur, d.h. Raumtemperatur zu senken, um sehr hohe Ausbeuten bei der Rückgewinnung des Galliums zu erzielen,

Der Bedarf an Gallium ist erheblich geringer als die in den insgesamt umlaufenden Hatriumaluminatlösungen einer üblichen Anlage zur Herstellung von Tonerde enthaltenen Menge. Hieraus ergibt sich, da6 nur ein kleiner Teil dieser Lösungen für gewöhnlich behandelt werden muß infolge der ausgezeichneten Rückgewinnung des Galliums und daß daher der Verlust an Aluminium infolge der ersten Extraktion der organischen Phase mit saurer Regenerierlösung relativ gering ist xmä. vernachlässigt werden kann» Natürlich nehmen diese Verluste proportional zu der aus den Aluminatlösungen zurückgewonnenen Menge Gallium zu und es kann aus wirtschaftlichen Gründen wichtig sein, diese saure Lösung rückzuführen und hieraus das Aluminium rückzugewinnen.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung,

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Beispiel 1

Es wurden 100 ml einer 8 %igen Lösung aus Kelex 100 in Kerosen und 100 ml ausgerührte Aluminatlösung aus dem Bayer-Verfahren enthaltend 166 g Na_?0, 81,5 g A1_?O, und 240 mg Ga zusammengegeben und gerührt. Nach Erreichen des Gleichgewichts und Trennung der Phasen betrug die Konzentration je Liter in der organischen Phase 148 mg Ga, 2,5 g Al₂O^ und 1 g Na₂O und in der wäßrigen Phase 92 mg Ga, 79 g Al₂O^ und 165 g Na₂O. In einem einzigen Arbeitsgang waren somit 61,5 % des vorhandenen Galliums in die organische Phase extrahiert und das Verhältnis Al/Ga in der ursprünglichen wäßrigen Phase von 180 auf 9 zurückgedrängt worden. Außerdem hatte diese (wäßrige) Lösung nur sehr wenig Natrium (0,6 %) und Aluminium (3 %) verloren.

Dieser Versuch zeigt die außerordentliche Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich des Anteils an extrahiertem Gallium und der außerordentlich geringen Mengen Aluminium, die gleichzeitig extrahiert werden.

Beispiel 2

Es wurden wie in Beispiel 1 und mit der gleichen Aluminatlösung eine Reihe von Extraktionen durchgeführt, wobei für jeden Versuch der Reihe eine andere Zusammensetzung der organischen Phase gewählt wurde. Diese organische Phase enthielt stets 8 % Kelex 100 und Kerosen, dem jedoch unterschiedliche Mengen Decanol-1 zugesetzt wurden. Es zeigte sich, daß ein Anteil von 10 % dieses schweren Alkohols die Extraktion von Gallium am meisten begünstigte; in diesem Falle enthielt nach Erreichung des Gleichgewichtszustandes die organische Phase 197 mg/1 Gallium, 2 g/l Al₂O-^ und 1,4 g/l

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Dies entsprach einer Extraktion von 82 % des in der Aluminatlösung enthaltenen Galliums, die somit erheblich besser war als die in Beispiel 1 erzielte Ausbeute. Außerdem war die gleichzeitige Extraktion an Aluminium geringer als im ersten Beispiel j das Verhältnis Al/Ga betrug hier 5,4.

Beispiel, 5

Das in der organischen Phase des Beispiels 2 enthaltene Gallium wurde in zwei Stufen zurückgewonnen tezw* rückextrahiert.

In einer ersten Stufe wurde die organische Phase mit 1OD ml O_f6n Salzsäure geschüttelt und enthielt darauf Je Liter 19? mg Ga und 0,02 g AlgO-j, Das Verhältnis Al/Ga war soüit von 5,4 auf 0,05 gefallen.

In einer zweiten Stufe wurde die organische Phase mit 100 ml 2n Salzsäure geschüttelt? darauf wurde keinerlei Aluminium mehr in der organischen Phase nachgewiesen und die Konzentration an Gallium betrug weniger als 2 fflg/li dies entsprach einer Rückgewinnung von mehr als 99 % des zuvor aus der Aluminatlösung extrahierten Galliums.

Beispiel 4

Dieses Beispiel feetrifft die Rückgewinnung von Gallium aus einer organischen Phase, das zuvor aus einer Natriumaluminatlösung aus des Bayer-Verfahren extrahiert worden war, indem die organische Phase zunächst mit einer konzentrierten komplexbildenden starken Säure behandelt wurde.

Die organische Phase zusammengesetzt aus 8 % Kelex 100 und 92 % eines 90 : 10 Gemisches aus Kerosen und Dekanol enthielt nach dem Schütteln mit Natriumaluminatlösung je Liter 186 mg Ga, 2,2 g Al₂O₃ und 2,9 g Na₂O.

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In· einer ersten Stufe wurde die organische Phase mit einem gleichen Volumen 5,8n Salzsäure ausgeschüttelt; danach betrug die Konzentration je Liter 186 mg Ga, 8 mg Al₂O, und 10 mg Na₂O, In einer zweiten Stufe wurde mit einem gleichen Volumen 1,6n Salzsäure ausgeschüttelt und hierdurch die Gesamtmenge vorhandener Metalle extrahiert; dies entsprach einer praktisch vollständigen Rückgewinnung des zuvor aus der Aluminatlösung extrahierten Galliums und eine ausgezeichnete Reinigung dieses Metalls, weil das Verhältnis Al/Ga unter 0,025 lag.

Beispiel 5

Dieses Beispiel zeigt die Bedeutung der Optimierung der Temperaturen für die Extraktion und die Rückgewinnung des Galliums.

Eine technische Natriumaluminatlösung enthaltend je Liter 19Og Na₂O, 100 g Al₂O-* und 240 mg Gallium wurde unter den gleichen Bedingungen bei Temperaturen von 20⁰C, 50°C und 80°C jeweils 1/2 h, 1h und 2 h lang mit einem gleichen Volumen einer organischen Phase zusammengesetzt aus 8 % Kelex 100, 92 % 90 : 10 Gemisch aus Kerosin und Dekanol geschüttelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Tabelle

Extraktionsgrad % nach Temperatur 1/2 h 1h 2h

°C

20 13 22 26

50 56 76 80

80 70 80 80

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¹¹¹ 14 - 1A-.46 655 ;· ]

Darauf wiirde das Gallium aus den galliumreichen organischen Phasen rückextrahiert, indem mit 2n Salzsäure einmal bei 8O⁰C und einmal nach dem Abkühlen bis auf 20⁰C geschüttelt wurde. Bei 80⁰C betrug die Ausbeute &n rückgewonnenem Gallium lediglich 20 fa bezogen auf den Galliumgehalt der organischen Phase j bei 20^GC betrug die Ausbeute der Rück-r extraktion mehr.als 95 #,

Die in diesem Beispiel angegebenen Extrakt!onsgrade bzw. Ausbeuten dienen lediglich zum Vergleich; sie hängen von zahlreichen Verfahrens bedingungen und der verwendeten Vorrichtung a% und können in der industriellen Praxis noch erhöht bzw, verbessert werden»

Patentansprüche ζ

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Gallium aus wäßrigen Lösungen, insbesondere aus den beim Bayer-Verfahren anfallenden Natriumaluminatlösungen durch flüssig-flüssig Extraktion mit Hilj-fe einer organischen Phase dadurch g e k e η η τ zeichnet, daß man konzentrierte und stark basische wäßrige Lösungen einsetzt und die Extraktion mit einer organischen Phase bestehend aus einem wasserunlöslichen Hydroxychinolin mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen im Substituenten und aus einem aliphatischen und/oder^v aromatischen gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoff durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , 4aß man der organischen Extraktionsphase zusätzlich eine Verbindung mit Alkoholfunktion und/oder andere solvatlebende Verbindungen zusetzt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als substituiertes Hydroxychinolin 7-(5',5',7',7'-Tetramethyl-1'-octen-3-yl)-8-hydroxychinolin verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man in der organischen Phase eine Konzentration von 10 % Hydroxychinolin einhält,

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5. "Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man die mit Gallium, Aluminium und Natrium beladene organische Phase zunächst zur Abtrennung von Aluminium und Natrium mit einer wenig konzentrierten Lösung einer starken Säure und dann zur Rückgewinnung des Galliums mit einer stärker konzentrierten Lösung einer starken Säure behandelt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man zur Abtrennung von Aluminium und Natrium aus der organischen Phase konzentrierte starke Säuren einsetzt, die mit dem Gallium einen in der organischen Phase löslichen anionisciien Komplex bilden und daß man dann das Gallium aus der organischen Phase mit stärker verdünnten starken Säuren zurückgewinnt.

?. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da8 man als kosiplex'oildende starke Säure Salzsäure einsetzt.

8» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß man die Extraktion mit der organischen Phase in der Wärme durchführt»

9« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extraktion bei einer Temperatur unterhalb 10O⁰G, insbesondere bei 50 bis 80°C vornimmt.

10, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß man die Extraktion, des Galliums aus der organischen Phase mittels einer starken Säure bei einer Temperatur durchführt, die unterhalb der Temperatur der Extraktion mit der organischen Phase und insbesondere bei etwa Raumtemperatur liegt.

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