DE828155C

DE828155C - Verfahren zur Gewinnung von reinem Gallium aus Aluminium-Gallium-Konzentraten

Info

Publication number: DE828155C
Application number: DEP24175A
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Boy
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1948-12-09
Filing date: 1948-12-09
Publication date: 1952-01-17

Description

Verfahren zur Gewinnung von reinem Gallium aus Aluminium-Gallium-Konzentraten Zusatz zum Patent 823 352 Im Hauptpatent 823 352 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Gallium-Konzentrates aus den Anodenrückständen der 3-Schichten-Elektrolyse beschrieben, bei dem die Elektrolyse der Restanodenlegierung dadurch ermöglicht wird, daß der Schmelzpunkt der Legierung durch Zugabe eines ihren Schmelzpunkt herabsetzenden Metalls, beispielsweise Zink oder Zinn, unter 8oo° gehalten wird. Bei diesem Verfahren erhält man ein Aluminium-Gallium-Konzentrat, dessen Galliumkonzentration bedingt ist durch das spezifische Gewicht seiner Schmelze und der des Elektrolyts.
Zur Reingewinnung des Galliums aus solchen Aluminiurn-Gallium-Konzentraten war es seither nötig, auf nassem Wege zu arbeiten, wobei man Salze des Galliums erhielt und wobei das mengenmäßig im Überschuß vorhandene Aluminiummetall verloren gegeben werden mußte.
Es wurde nun gefunden, daß man die Aluminium-Gallium-Trennung auch elektrolytisch durchführen kann, wenn man dem gemäß Hauptpatent gewonnenen Aluminium-Gallium-Konzentrat zunächst zur Steigerung seines spezifischen Gewichts ein Metall zusetzt und dann nach dem Verfahren der 3-Schichten-Elektrolyse aus dieser Legierung das Aluminium abscheidet. Das Metall, das zur Beschwerung des Aluminium-Gallium-Konzentrats dient, muß bei der Arbeitstemperatur mit diesem eine flüssige Legierung bilden, darf keinen zu niedrigen Siedepunkt haben und muß außerdem in der Spannungsreihe hinter dem Gallium stehen. Als solches Metall eignet sich insbesondere Zink. Führt man die 3-Schichten-Elektrolyse so durch, daß die Kohle- oder Graphitelektroden in den Elektrolyt eintauchen, und schöpft man das sich auf dem Elektrolyt abscheidende Aluminium dauernd ab, dann erkennt man den Zeitpunkt, an dem das Aluminium vollständig aus der Anodenlegierung abgeschieden ist, daran, daß das sich nun abscheidende Gallium nicht auf dem Elektrolyt schwimmt, sondern wieder in die Anodenlegierung zurücksinkt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Elektrolyse unterbrochen und die am Boden als Anode übrigbleibende Gallium-Zink-Legierung herausgeschöpft oder abgestochen. Aus ihr läßt sich das Gallium durch Abdampfen des Zinks rein gewinnen.
Für das Verfahren gemäß Erfindung sind die bei der Aluminiumraffination nach dem 3-Schichten-Verfahren üblicherweise zusammengesetzten Elektrolyten anwendbar, soweit sie im Temperaturgebiet von 650 bis 8oo° schmelzflüssig sind. Beispielsweise kann man einen Elektrolyt verwenden, der aus 6o0/0 Bariumchlorid, 24°/° Kryolith und 16% Aluminiumfluorid besteht.
Dem Aluminium-Gallium-Konzentrat wird erfindungsgemäß vorzugsweise so viel Zinkmetall zugefügt, daß die Dichte der entstehenden Legierung etwa 4 bis 5 beträgt, wozu beispielsweise 4o0/0 Zink zugesetzt werden können. Die Dichte richtet sich nach der Dichte des Elektrolyts und muß so gewählt werden, daß die Legierung unter dem Elektrolyt am Boden bleibt. Die Menge an Zusatzmetall richtet sich außerdem danach, daß die Anodenlegierung auch nach völligem Abscheiden des Aluminiums unter den Arbeitsbedingungen flüssig sein muß.
Die Trennurig der erhaltenen Zink-Gallium-Legierung kann nach bekannten Methoden, beispielsweise durch Destillation im Vakuum, vorgenommen werden. Da der Siedepunkt des Galliums (2o64°) erheblich über dem des Zinks (go6°) liegt, ist eine vollständige Trennung auf diese Weise möglich, und man erhält im Rückstand ein reines Galliummetall.

Claims

PATEITA\SPRI:CHE: i. Verfahren zur Herstellung von Gallium aus den gemäß Hauptpatent 823 325 gewonnenen Gallium-Aluminium-Konzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit einem Zusatzmetall beschwerte Aluminium-Gallium-Konzentrat als Anodenlegierung im 3-Schichten-Verfahren einsetzt, mit in den Elektrolyt eingetauchten Elektroden das Aluminium herauselektrolysiert und laufend abschöpft.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschwerung des Aluminium-Gallium-Konzentrates Zink verwendet wird und die zurückbleibende Zink-Gallium-Legierung durch Destillation getrennt wird.