DE3413081A1 - Verfahren zur selektiven abtrennung und konzentrierung von gallium und/oder indium aus loesungen mit einem niedrigen gehalt an diesen metallen und einem hohen gehalt an anderen metallionen - Google Patents

Verfahren zur selektiven abtrennung und konzentrierung von gallium und/oder indium aus loesungen mit einem niedrigen gehalt an diesen metallen und einem hohen gehalt an anderen metallionen

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DE3413081A1 DE19843413081 DE3413081A DE3413081A1 DE 3413081 A1 DE3413081 A1 DE 3413081A1 DE 19843413081 DE19843413081 DE 19843413081 DE 3413081 A DE3413081 A DE 3413081A DE 3413081 A1 DE3413081 A1 DE 3413081A1
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein wirksames Verfahren zur selektiven Abtrennung und Konzentrierung von Gallium und/oder Indium aus Lösungen mit einem niedrigen Gehalt an Gallium und/oder Indium und einem hohen Gehalt an Salzen von anderen Metallen.
Gallium oder Indium ist in Schlamm, Schlick oder Flüssigkeiten, die bei verschiedenen Verfahren zum Schmelzen von Metallen und anderen chemischen Behandlungsverfahren anfallen, in niedrigen Konzentrationen enthalten. Derartige Schlamm- oder Schlickprodukte bzw. Flüssigkeiten stellen wichtige Quellen für Gallium oder Indium dar. Sie enthalten jedoch im allgemeinen sehr geringe Konzentrationen an Gallium oder Indium, während der Gehalt an anderen Metallen, wie Fe, Al, Zn, As und Na, relativ hoch ist.
Herkömmlicherweise werden Gallium oder Indium aus derartigen Schlamm- oder Schlickprodukten durch Lösungsmittelextraktion gewonnen. Für die Lösungsmittelextraktion wird eine Flüssigkeit mit einem niedrigen Gehalt an Gallium und/oder Indium eingesetzt, die dadurch erhalten wird, dass man die Schlamm- oder Schlickprodukte mit einer Säure löst. Es wurden Verfahren zur Herstellung von Gallium- und/oder Indiumkonzentraten durch Flüssig-flüssig-Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, wie Isopropyläther, Tributylphosphat, Methylisobutylketon und tertiäre, gesättigte Fettsäuren, vorgeschlagen« Die Verwendung von Isopropyläther, Tributylphosphat oder Methylisobutylketon stellt ein wirksames Verfahren zur selektiven Extraktion von Gallium und/oder Indium dar. Um die wässrige Phase
-δι für die Extraktion zu erhalten, ist jedoch eine hohe HCl-Konzentration erforderlich. Ferner haben die verwendeten Lösungsmittel, insbesondere Isopropyläther und Methylisobutylketon nur eine geringe Lebensdauer, da sie sich in grossen· Mengen in der wässrigen Phase lösen. Das andere Verfahren unter Verwendung von tertiären, gesättigten Fettsäuren ist weniger kostspielig (billiges Lösungsmittel) und kann mit relativ verschiedenartigen Typen von Säuren und bei relativ weiten Bereichen an Gallium- oder Indiumkonzentrationen durchgeführt werden. Jedoch ist bei diesem Verfahren erreichte prozentuale Extraktion sehr gering, wenn die Verfahrensbedingungen in bezug auf die Art und die Konzentration der in der wässrigen Phase neben Gallium oder Indium enthaltenen Metallsalze nicht günstig sind.
Ferner besteht bei sämtlichen Verfahren der Lösungsmittelextraktion die Schwierigkeit, dass das Lösungsmittel in der restlichen Flüssigkeit in Form von Flüssigkeitströpfchen aufgenommen oder gelöst wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein grosstechnisch durchführbares Verfahren zur selektiven Abtrennung und Konzentrierung von Gallium und/oder Indium aus Lösungen, die niedrige Konzentrationen an Gallium und/oder Indium und relativ hohe Konzentrationen an Salzen von anderen Metallen enthalten, bereitzustellen, wobei eine Lösungsmittelextraktion unterbleibt. Im Rahmen verschiedener Untersuchungen zur Lösung dieser Aufgabe wurde erfindungsgemäss ein grosstechnisch mit Erfolg durchführbares Verfahren zur selektiven Gewinnung von Gallium und/oder Indium aus Flüssigkeiten, die nicht nur Gallium oder Indium, sondern auch verschiedene andere Metalle enthalten, aufgefunden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man
- eine Gallium und/oder Indium enthaltende Lösung über ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen entweder unmittelbar oder nach
Einstellung des pH-Werts auf 1,0 bis 4,0 leitet, wobei diese Lösung neben Gallium und Indium andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthält,
- die Metallionen vom Harz durch Elution mit einer Mineralsäure desorbiert,
- den pH-Wert des Eluats auf 1,0 bis 4,0 einstellt, 10
- das so eingestellte Eluat über ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen leitet und
- die am Harz befindlichen Materialien mit einer Mineralsäure eluiert, wodurch man ein Eluat erhält, in dem Gallium und/oder Indium in konzentrierter Form vorliegen.
Erfindungsgemäss können Gallium und/oder Indium, die in einer Lösung in geringen oder sehr geringen Mengen vorliegen, wobei diese Lösung daneben relativ hohe Konzentrationen an Salzen von anderen Metallen enthält, in konzentrierter Form abgetrennt werden, indem man ein lonenaustauscherharz verwendet. Erfindungsgemäss wird zur selektiven Gewinnung von kleinen oder sehr kleinen Mengen an Gallium und/oder Indium aus Schlick, Schlamm oder Flüssigkeiten, die in grossen Mengen bei verschiedenen Verfahren zum Schmelzen von Metallen oder bei anderen chemischen Behandlungsverfahren anfallen, die Verwendung eines lonenaustauscherharzes vorgeschlagen. Da bisher kein wirksames Verfahren zur selektiven Gewinnung von Gallium und/oder Indium aus bei Schmelzverfahren anfallenden Schlamm- oder Schlickprodukten oder aus von Ionenaustauscherharzen abströmenden Flüssigkeiten zur Verfügung stand, stellt das erfindungsgemässe Verfahren eine wertvolle neue, grosstechnisch verwertbare
Technik zur selektiven Gewinnung von Gallium und/oder ,Indium dar.
Die Erfindung beruht auf dem Befund, dass Chelatharze, die durch Vernetzen einer phenolischen Verbindung der Formel
OH
CH 2 N
(MOOCH2C) 2NH2C -T^Sp CH 2
R1 R2
in der M ein Alkalimetall oder Wasserstoff bedeutet und R., und Rp jeweils Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, eines Phenols und eines Aldehyds hergestellt worden sind, die Fähigkeit haben, vor-
.,. wiegend Gallium und/oder Indium, die in kleinen oder sehr kleinen Mengen in Lösungen, die daneben recht hohe Konzentrationen an anderen Metallionen aufweisen,enthalten sind, zu adsorbieren. Das chelatbildende Harz an sich ist bekannt und in der JA-OS 121241/79 als Ionenaustauscherharz
on beschrieben, mit dem die Konzentration an Fe-Ionen in sauren galvanischen Zinkbädern verringert werden kann. Ein entsprechendes Produkt wird von UNITIKA, LTD. unter der Handelsbezeichnung "UNICELLEX UR-50" vertrieben.
_,. In Fig. 1 ist für ein Chelatharz der Durchschlagpunkt gegen die Zufuhr einer reduzierenden Lösung von eingestelltem pH-Wert mit einem hohen Gehalt an Zn, Fe und Al und einem niedrigen Gehalt an Ga und In aufgetragen.
In Fig. 2 ist für ein Chelatharz der Durchschlagpunkt gegen die Zufuhr eines reduzierenden Eluats von eingestelltem pH-Wert dargestellt.
In Fig. 3 sind die Ga- und In-Konzentrationen in einem durch Behandlung mit 2 η HCl erhaltenen Eluat dargestellt.
I υ w ν ι
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Adsorptions- und Elutionszyklen vorzugsweise unter Verwendung von mindestens 2 mit dem vorstehend aufgeführten, chelatbildenden lonenaustauscherharz gepackten Säulen wiederholt. Bei der gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zu behandelnden Lösung handelt es sich um eine grosstechnisch gewonnene Lösung mit niedrigen Gallium- und/oder Indiumkonzentrationen, die daneben auch andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthalten. Beispiele für derartige Lösungen sind Auslaugelösungen, die bei Zinkschmelzverfahren anfallen, und saure Lösungen, die durch Lösen von Aluminium-Schlamm- oder Schlickprodukten gebildet werden. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren zur Behandlung von grosstechnisch erhaltenen Lösungen, die pro 1000 ml Lösung 0,001 bis 1,0 g Gallium und/oder Indium und pro 1000 ml Lösung 2 bis 70 g oder mehr an Fe, Al, Zn, As, Na und anderen Metallionen, unabhängig voneinander oder in Kombination, enthalten. Insbesondere enthält .die gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zu behandelnde Lösung pro 1000 ml 0,01 bis 1 g Gallium und/oder Indium bei Gegenwart von etwa (jeweils pro 1000 ml) etwa 5 bis 50 g Zink, 5 bis 30 g Eisen und 5 bis 40 g Aluminium. Vorzugsweise wird diese Lösung zunächst auf einen pH-Wert von 1,0 bis 4,0 und.ins-1 besondere von 2,0 bis 3,0 eingestellt. Enthält die Lösung Eisen(Ill)-ionen, werden diese durch Behandlung mit einem Reduktionsmittel, wie Schwefeldioxidgas oder Natriumbisulfit zu Eisen(II)-ionen reduziert. Die so behandelte Lösung wird sodann über eine mit dem chelatbildenden lonenaustauscherharz der vorstehend beschriebenen Art gepackte Säule mit einer Raumgeschwindigkeit von nicht mehr als 5,0 und insbesondere von 0,5 bis 1,5 geleitet. Durch diese erste Passage durch die Ionenaustauschersäule werden nur Gallium und/oder Indium vorwiegend an dem chelatbildenden Ionenaustauscherharz adsorbiert. Der Kontakt der Lösung mit dem Ionenaustauscherhanz erfolgt typischerweise bei
Temperaturen von 10 bis 500C und vorzugsweise von 35 bis 45°C
Eine Lösung von Schwefelsäure mit einem geringen oder sehr geringen Gehalt an Gallium und/oder Indium und einem Gehalt an jeweils 10 bis 20 g Zink, Eisen und Aluminium pro 1000 ml wurde auf den pH-Wert 2,8 eingestellt. Diese Lösung wurde zur Aufrechterhaltung ihrer reduzierenden Natur mit Natriumhydrogensulfit versetzt und anschliessend mit einer Raumgeschwindigkeit von 1,0 über ein chelatbildendes lonenaustauscherharz mit Aminocarbonsäuregruppen gegeben. Der erhaltene Kurvenverlauf bei Auftragung von Flüssigkeitszufuhr gegen Durchschlagpunkt ist in Fig. 1 dargestellt, aus der hervorgeht, dass Gallium und/oder Indium, die in geringen Konzentrationen in einer Lösung zusammen mit hohen Konzentrationan an anderen Metallen vorliegen, unter den angegebenen Bedingungen selektiv am Ionenaustauscherharz adsorbiert werden.
Gallium und/oder Indium kann leicht von dem Harz desorbiert werden, indem man es mit einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, eluiert. Die Konzentration der als Elutionsmittel verwendeten Schwefelsäure beträgt im allgemeinen 1 bis 6 η und vorzugsweise 3 bis 4 n. Die Salzsäurekonzentration beträgt im allgemeinen 1 bis 6 η und vorzugsweise 2 bis 3 n. Bei diesem Elutionsschritt erhält man als Eluat eine Lösung mit einem Gehalt an 0,01 bis 10 g Gallium und/oder Indium pro 1000 ml und geringen Konzentrationen an anderen Metallionen.
Wie bei der ersten Adsorptionsstufe wird dieses Eluat auf einen pH-Wert von 1,0 bis 4,0 und vorzugsweise von 2,0 bis 3,0 eingestellt und gegebenenfalls mit einem Reduktionsmittel behandelt, um eine Umwandlung von Eisen(III)-ionen zu Eisen(Il)-ionen zu erreichen. Das so behandelte Eluat wird über ein Bett (d.h. eine mit dem Bett gepackte Säule)
-ιοί eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen (wobei es sich um den gleichen Harztyp wie bei der ersten Adsorptionsstufe handelt) geleitet. Bei dieser Passage beträgt die Raumgeschwindigkeit nicht mehr als B 5jO und vorzugsweise 1,0 bis 3,0» Bei dieser zweiten Adsorptionsstufe werden Gallium und/oder Indium selektiv am Harz adsorbiert. Der Kontakt des Eluats mit dem Ionenaustauscherharzes erfolgt typischerweise bei einer Tempera-10
tür von.10 bis 500C und insbesondere von 20 bis 300C.
Das bei dem in Fig. 1 dargestellten Versuch erhaltene Eluat wurde auf einen pH-Wert von 2,8 eingestellt und über ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen in einer Raumgeschwindigkeit von 2,0 gegeben. Der erhaltene Kurvenverlauf bei Auftragen von zugeführtem Eluat gegen den Durchschlagpünkt ist in Fig. 2 dargestellt. Hie
aus geht hervor, dass Gallium und/oder Indium unter den angegebenen Bedingungen selektiv am lonenaustauscherharz adsorbiert werden.
Wie bei der auf die erste Adsorptionsstufe folgenden EIutionsstufe lassen sich Gallium und/oder Indium vom Harz leicht durch Elution mit einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, desorbieren. Bei Verwendung von Schwefelsäure beträgt die Konzentration im allgemeinen 1 bis 6 η und vorzugsweise 3 bis 4 n. Bei Verwendung von Salzsäure beträgt die Konzentration im allgemeinen 1 bis 6n und vorzugsweise 2 bis 3 n. Hierbei lässt sich ein Eluat mit einer sehr hohen Konzentration an Gallium und/oder Indium (0,1 bis 50 g/1000 ml) erhalten. Das Eluat erhält nur geringe oder sehr geringe Mengen an anderen Metallionen und stellt ein Konzentrat von Gallium und/oder Indium dar. Fig. 3 zeigt eine Elutionskurve, die erhalten wurde, wenn Gallium und/oder Indium vom lonenaustauscherharz durch Elution mit 2 η HCl desorbiert wurde.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens, stellen jedoch keine Beschränkung dar.
Beispiel 1
Gallium und Indium wurden selektiv aus einer beim Zinkschmelzen angefallenen Auslaugelösung (Schwefelsäurelösung) gewonnen. Diese Lösung wies die in Tabelle I angegebene
Zusammensetzung auf.
10
Tabelle I Zusammensetzung der Auslaugelösung (g/1000 ml)
Gehalt Ga In 13 Zn Al Fe
Gehalt 0,11 o, 18 22,6 10,9 12,7
absoluter 1 1, etwa
200		 etwa
100		 etwa
100
relativer
20
Konzentration der jeweiligen Ionen-
relativer Gehalt =
Konzentration an Ga in der Auslaugelösung
6 Liter der Auslaugelösung wurden mit einem Alkalireagens auf den pH-Wert 2,8 eingestellt. Nach Zugabe von Natriumhydrogensulfit zur Aufrechterhaltung der reduzierenden Natur wurde die Auslaugelösung über eine mit 1,2 Liter UNICELLEX-UR-50 (chelatbildendes Ionenaustauscherharz der UNITIKA, LTD., gepackte Säule gegeben. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Man erhielt 6 Liter einer ausströmenden Lösung der in Tabelle II angegebenen Zusammensetzung .
Tabelle II
Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1000 ml)
Ga . 0 iln Zn Al Fe
Spuren ,001 22,4 9,9 12,6
Die Tabelle II zeigt, dass durch die erste Passage über eine mit einem Ionenaustauscherharz gepackte Säule praktisch das gesamte in der Auslaugelösung vorhandene Gallium und Indium am Harz adsorbiert werden konnten, während der überwiegende Teil an Zn, Al und Fe in die abströmende Lösung gelangte, ohne am Harz adsorbiert zu werden.
Das Harz wurde sodann mit 3 η Schwefelsäure eluiert. Man erhielt 4,8 Liter Eluat. Die Zusammensetzung des Eluats ist in Tabelle III angegeben.
Tabelle III Zusammensetzung des Eluats (g/1000 ml)
Gehalt 0 Ga In 16 Zn 25 Al 25 Fe 13
absoluter Gehalt 1 ,14 0, 14 o, 79 1, 93 o, 92
relativer 1, 1, 8, o,
Das Eluat wurde mit einem Alkalireagens auf den pH-Wert 2,8 eingestellt. Um die reduzierende Natur des Eluats aufrecht zu erhalten, wurde Natriumhydrogensulfit zugesetzt, wodurch sich die in Tabelle IV angegebene Zusammensetzung ergab. Das so behandelte Eluat wurde über eine mit 60 ml UNICELLEX UR-50 (chelatbildendes Harz der UNITIKA, LTD.) gepackte Säule geleitet. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Die erhaltene abströmende Lösung wies
die in Tabelle V angegebene Zusammensetzung auf. 30
Tabelle IV
Zusammensetzung des neutralisierten Eluats (g/1000 ml)
Ga 0, In 0 Zn Al Fe
0,14 15 ,25 0,90 0,11
3413Ub
- 13 Tabelle V
Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1 000 ml)
Ga In Zn Al Fe
Spuren 0,001 0,24 0,84 o, 10
Tabelle V zeigt, dass durch die zweite Passage über ein Ionenaustauscherharz fast das gesamte Gallium und Indium, das im Eluat von der ersten Säule vorhanden war, am Harz adsorbiert werden konnte, aber der überwiegende Teil an Zn, Al und Fe in die abströmende Flüssigkeit gelangte, ohne am Harz adsorbiert zu werden.
Das Harzbett wurde mit 2 η Salzsäure eluiert. Man erhielt 120 ml eines Eluats (Ga- und In-Konzentrat). Die Zusammensetzung des Eluats ist in Tabelle VI angegeben. "
Tabelle VI
Zusammensetzung des Ga/In-Konzentrats (g/1000 ml)
absolutes Verhältnis 5 Ga In 0 Zn 0 Al 0 Fe
relatives Verhältnis 1 ,6 6,0 0 ,05 0 ,80 0 ,03
25 Konzentrations
verhältnis*		 40 1,07 0 ,01 0 ,14 0 ,01
40 ,2 ,89 ,27
Konzentration einer speziellen Ionen-
* Konzentrations- _ art im Konzentrat
30 verhältnis
Konzentration einer speziellen Ionen· art im neutralisierten Eluat
Aus den vorstehenden Werten geht hervor, dass es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich war, ein Ga- und In-Konzentrat in hohen Ausbeuten aus einer beim Zinkschmelzen erhaltenen Auslaugelösung zu gewinnen. Die Ausbeuten betrugen 100 Prozent für Gallium und 92 Prozent! für Indium.
-Ht-Beispiel 2 |.:
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Abänderung, dass ein von der ersten Harzsäule erhaltenes Eluat der in Tabelle III angegebenen Zusammensetzung über die zweite Harzsäule geleitet wurde. Diese zweite Säule wurde sodann mit 3 η Schwefelsäure anstelle von 2 η Salzsäure eluiert. Als Eluat (120 ml) erhielt man ein Ga/In-Konzentrat der in Tabelle VII angegebenen Zusammensetzung.
Tabelle VII
Zusammensetzung des Ga /In-Konzentrats In 0 (g/1 000 ml) Al Fe 03
,3 0 ,80 o, 01
Ga ,02 0 Zn ,15 o, 27
, c absoluter Gehalt
Ib		 5, 2 5 ,05 0 ,89 o,
relativer Gehalt 1 1 ,01 0
Konzentrations-
verhältnis		 37 35 ,20 0
Auch hier wurden im endgültigen Konzentrat hohe Ausbeuten an Ga und In in der Höhe von 95 bzw. 82 Prozent erhalten.
Beispiel 3
25
In diesem Beispiel wurde Gallium selektiv aus einem aluminiumreichen Schlamm, der eine geringe Menge an Gallium enthielt, gewonnen.
n Der galliumhaltige, aluminiumreiche' Schlamm wurde mit Schwefelsäure gelöst, einer pH-Einstellung unterzogen und mit einem Reduktionsmittel vermischt. Man erhielt eine Lösung der in Tabelle VIII angegebenen Zusammensetzung.
- 15 -
Tabelle VIII Zusammensetzung der zugeführten Lösung (g/1000 ml)
Gehalt 0 Ga t Al Na As Fe
Gehalt 1 ,008 36,2 14,5 1,43 0,44
absoluter etwa
4500		 etwa
2000		 etwa
200		 etwa
50
relativer
relativer Gehalt =
Konzentration der speziellen Ionen· art in der Lösung
Konzentration an Ga in der Lösung
Die in Tabelle VIII angegebene Lösung wurde über eine mit UNICELLEX UR-50 (chelatbildendes Ionenaustauscherharz der UNITIKA, LTD.)" gepackte Säule geleitet. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Die erhaltene abströmende Lösung wies die in Tabelle IX angegebene Zusammensetzung auf.
Tabelle IX Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1000 ml)
Ga Al Na As 0 Fe
,001 35,9 14,3 1,42 ,43
0
Aus Tabelle IX geht hervor, dass die abströmende Lösung im wesentlichen frei an Gallium war, während fast der gesamte Gehalt an Al, Na, As und Fe in die abströmende Lösung gelangte, ohne am Harz adsorbiert zu werden.
Die Ga-Ionen wurden sodann vom Harz durch Elution mit Schwefelsäure desorbiert. Das erhaltene Eluat wies die in Tabelle X angegebene Zusammensetzung auf.
Tabelle X Zusammensetzung des Eluats (g/1000 ml)
absoluter Gehalt 0 Ga 2 Al 0 Na o, As 0 Fe
b relativer Gehalt 1 ,04 etwa ,78 etwa ,87 O1 005 1 ,05
70 20 13 ,25
-10 Der pH-Wert des Eluats wurde durch ein Alkalireagens eingestellt. Sodann wurde die reduzierende Natur des Eluats durch Zusatz eines Reduktionsmittels sichergestellt. Ansohliessend wurde das Eluat über eine mit UNICELLEX UR-50 (chelatbildendes Ionenaustauscherharz der UNITIKA, LTD.) .,- gepackte Säule geleitet. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Die Zusammensetzung der von der Säule abströmenden Lösung ist in Tabelle XI angegeben.
Tabelle XI Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1000 ml)
.
Ga Al Na As Fe
^0,001 2,15 1,24 £0,005 0,04
Die Ga-Ionen wurden sodann vom Harz durch Elution mit Salzsäure desorbiert. Das erhaltene Eluat (Ga-Konzentrat) wies die in Tabelle XII angegebene Zusammensetzung auf.
Tabelle XII Zusammensetzung des Ga-Konzentrats (g/1000 ml)
Ga 3 Al 0 Na As 0 Fe
absoluter Gehalt 16,0 0 ,28 0 ,40 if 0,001 0 ,80
35 relativer Gehalt 1 1 ,21 0 ,03 - 16 ,05
Konzentrations-
verhältnis *		 400 ,18 ,46 -
Konzentration der speziellen Ionen- * Konzentrations- _ art im Ga-Konzentrat
ν θ γ* ΙίΜ -L t η i s ""*
Konzentration der speziellen Ionenart im Eluat (Tabelle X)
Aus Tabelle XII geht hervor, dass es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich war, Gallium vollständig und selektiv aus dem mit H SO, gelösten aluminiumreichen
Schlamm zu gewinnen. 10
Beispiel 4
Gemäss diesem Beispiel wurde Indium selektiv aus einer Lösung, die in einem Schmelztiegel für Nichteisenmetall anfiel und die in Tabelle XIII angegebene Zusammensetzung hatte, gewonnen.
Tabelle XIII
Zusammensetzung der Zn, Cd und Ni enthaltenden Lösung
(g/1000 ml)
Gehalt 0 In etwa Zn 1 etwa Cd 1 Ni
Gehalt* 1 ,24 28,5 4,6 etwa ,80
absoluter 100 60 10
relativer
Konzentration der speziellen Ionen· * relativer Gehalt =
Konzentration an In in der Lösung
Die in Tabelle XIII angegebene Lösung wurde gemäss Beispiel 3 behandelt, wodurch man ein Eluat der in Tabelle XIV angegebenen Zusammensetzung und ein In-Konzentrat der in Tabelle -XV angegebenen Zusammensetzung erhielt.
Tabelle XIV Zusammensetzung des Eluats (g/1000 ml)
Gehalt 0 In . 0 Zn 0 Cd 0 Ni
absoluter Gehalt 1 ,30 0 ,25 0 ,03 0 ,19
relativer ,83 ,10 ,63
Tabelle XV
Zusammensetzung des In-Konzentrats (g/1000 ml)
In 0 Zn Cd 0 Ni
, c absoluter Gehalt
1 O		 11^6 ,on 0,01 0 ,62
relativer Gehalt 1 0 -. - 3 ,05
Konzentrations-
verhältnis*		 etwa 40 ,16 - ,26
Konzentration der speziellen Ionen- * Konzentrations-._ ,art im In-Konzentrat
verhältnis Konzentration der speziellen Ionenart im Eluat
25
Tabelle XV zeigt, dass es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich war, Indium aus einer Lösung mit einem hohen Gehalt an Zn, Cd und Ni in einer Ausbeute von 95 Prozent
zu gewinnen.
30
- Leerseite -

Claims (1)

  1. 3413UÖ
    STREHL SCHUBEl-HOI3F "SCHULZ
    W1DENMAYERSTRASSE 17. D-HOOO MÜNCHEN 22
    DlI1L. INO. PETER STHEHI.
    DIPL.-CHEM. DK. UHSlJLA SCHÜHEI-HOI'K
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    ALS» EUROPEAN [1ATENT ATTORNEYS
    TELEFON (0B9) 22 3911 TELEX 5 214 036 SSSM D TELECOl'lEK (0891 22M?) 15
    6. April 1984
    DEA-13 903
    Verfahren zur selektiven Abtrennung und Konzentrierung von Gallium und/oder Indium aus Lösungen mit einem niedrigen
    Gehalt an diesen Metallen und einem hohen Gehalt an anderen 15
    Metallionen
    Patentansprüche
    I.JVerfahren zur selektiven Abtrennung und Konzentrierung von Gallium und/oder Indium aus Lösungen mit einem niedrigen Gehalt an diesen Metallen und einem relativ hohen Gehalt an anderen Metallionen, dadurch gekennzeichnet, dass man
    - eine Gallium und/oder Indium enthaltende Lösung durch ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen entweder unmittelbar oder nach Einstellung des pH-Werts auf 1,0 bis h,0 leitet, wobei diese Lösung neben Gallium und Indium andere Metallionen in Konzentrationen, von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthält,
    - die Metallionen vom Harz durch Elution mit einer Mineralsäure desorbiert,
    - 2 - den pH-Wert des Eluats auf 1,0 bis 4,0 einstellt,
    - das so eingestellte Eluat durch ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuren gruppen leitet und
    - die am Harz befindlichen Materialien mit einer Mineralsäure eluiert, wodurch man ein Eluat erhält, in dem Gallium und/oder Indium in konzentrierter Form vorliegt.
    ■2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als chelatbildendes Ionenaustauscherharz mit Aminocarbonsäuregruppen ein Chelatharz verwendet, das durch Vernetzung einer phenolischen Verbindung, eines Phenols und eines Aldehyds erhalten worden ist, wobei die phenolische Verbindung die folgende Formel aufweist
    OH
    JL
    (MOOCHC)NHC^N CH N(CH2COOM)2
    in der M ein Alkalimetall oder Wasserstoff bedeutet und R1 und Rp jeweils Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Gallium und/oder Indium enthaltende Lösung, die neben Gallium .und Indium andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthält, eine Lösung verwendet, die pro 1000 ml 0,001 bis 1,0 g Gallium und/oder Indium und pro 1000 ml 2 bis 70 g Fe, Al, Zn, As, Na und andere Metallionen, einzeln oder in Kombination, enthält.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gallium und/oder Indium enthaltende Lösung, die neben Gallium und Indium andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthält, über das Bett des chelatbildenden Harzes mit Aminocarbonsäuregruppen in einer Raumgeschwindigkeit von nicht mehr als 5,0 leitet.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens 2 mit dem chelatbildenden Ionenaustauscherharz mit Aminocarbonsäuregruppen gepackte Säulen verwendet, um die Stufe, bei der die Gallium und/oder Indium enthaltende Lösung, die neben Gallium und Indium andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthält, über ein Bett aus diesem Harz geleitet wird, und die Stufe, bei der das erhaltene Eluat durch ein Bett aus dem gleichen Harz geleitet wird, durchzuführen.
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