JPS587698B2 - Golden gallium noseizohouhou - Google Patents

Golden gallium noseizohouhou

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JPS587698B2
JPS587698B2 JP50074809A JP7480975A JPS587698B2 JP S587698 B2 JPS587698 B2 JP S587698B2 JP 50074809 A JP50074809 A JP 50074809A JP 7480975 A JP7480975 A JP 7480975A JP S587698 B2 JPS587698 B2 JP S587698B2
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gallium
precipitate
alkali
aqueous solution
aluminate
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加藤久勝
吉原真郎
橋本忠紀
山田興一
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液
から金属ガリウムを製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing metallic gallium from an aqueous alkaline aluminate solution containing gallium.

さらに詳細にはガリウムを含有するアルミン酸アルカリ
水溶液に二酸化炭素及び炭酸かつ選ばれた酸性物質(以
下、酸性物質と称す)を添加し、含水ガリウム酸化物お
よびアルミナを共析出せしめ、該共析出物をアルカリ水
溶液に溶解し、次いで電解に付し、金属カリウムを製造
するに際し、前記共析出物を焙焼せずして経済的かつ高
収量で金属ガリウムを製造する方法に関する。
More specifically, carbon dioxide, carbonic acid, and a selected acidic substance (hereinafter referred to as acidic substance) are added to an aqueous alkaline aluminate solution containing gallium to co-precipitate hydrated gallium oxide and alumina, and the co-precipitated product is The present invention relates to a method for producing metallic gallium economically and in a high yield without roasting the co-precipitated product, by dissolving it in an alkaline aqueous solution and then subjecting it to electrolysis to produce metallic potassium.

} ガリウムは地穀中に広く分布存在しているが、特定
の鉱石が存在しない。
} Gallium is widely distributed in grains, but there is no specific ore.

しかるにガリウムはその性質がアルミニウムに類似して
いるために、ボーキサイトをアルカリ蒸煮してアルミナ
を製造するバイヤー法に於いて、アルミナと共に溶出し
、バイヤー液を循環使用している間にバイヤー液中に蓄
積されるので、現在工業的規模の金属ガリウムの製造は
このバイヤー液より製造されている。
However, since gallium is similar in properties to aluminum, it is eluted together with alumina in the Bayer process, in which alumina is produced by alkaline cooking of bauxite, and is dissolved in the Bayer liquid during recycling. Since it accumulates, metallic gallium is currently produced from this Bayer liquid on an industrial scale.

一般にバイヤー液中のガリウム濃度(Gaとして、以下
同じ)は約0.1〜0.3g/lとなっている。
Generally, the concentration of gallium (hereinafter referred to as Ga) in the Bayer liquid is about 0.1 to 0.3 g/l.

ガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液からの金
属ガリウムの製造方法として(1)ガリウムを含有する
アルミン酸アルカリ水溶液に二酸化炭素、炭素等の酸性
物質を添加し、液中のアルミニウム分をアルミナとして
析出、分離せしめることによって液中のガリウムとアル
ミニウムの比率を高め、次いで上記処理液に再び酸性物
質を添加し、含水ガリウム酸化物とアルミナを共析出せ
しめ〔共析出物の大部分は、式MAlO2・H2C03
(MはNaまたはKを示す)で示されるドーソナイトで
ある。
As a method for producing metallic gallium from an alkaline aluminate aqueous solution containing gallium, (1) adding an acidic substance such as carbon dioxide or carbon to an alkaline aluminate aqueous solution containing gallium, and precipitating the aluminum in the liquid as alumina; The ratio of gallium and aluminum in the solution is increased by separation, and then an acidic substance is added to the treatment solution again to co-precipitate hydrated gallium oxide and alumina [most of the co-precipitates have the formula MAlO2.H2C03
(M represents Na or K) Dawsonite.

〕、得られた共析出物をガリウムの電解時に妨害作用を
与える有機物を除くために少なくとも300℃以上で加
熱処理した後、アルカリ水溶液に溶解し、次いで電解に
付する方法(米国特許第2,582,377号明細書)
、(2)ガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液
に水溶性のカルシウム化合物を添加しアルミニウム分を
カルシウムアルミネートとして不溶化、分離せしめるこ
とによって液中のガリウムとアルミニウムの比率を高め
、次いで上記処理液に酸性物質を添加し含水ガリウム酸
化物とアルミナを共析出せしめ、次いで共析出物をアル
カリ水溶液に溶解し、電解処理に付する方法(米国特許
第2,5 8 2,3 7 6号明細書)が公知である
[U.S. Pat. 582,377 specification)
, (2) Increase the ratio of gallium to aluminum in the solution by adding a water-soluble calcium compound to an alkaline aluminate aqueous solution containing gallium to insolubilize and separate the aluminum content as calcium aluminate, and then add it to the above treatment solution. A method of adding an acidic substance to co-precipitate hydrated gallium oxide and alumina, then dissolving the co-precipitate in an alkaline aqueous solution and subjecting it to electrolytic treatment (U.S. Pat. No. 2,582,376) is publicly known.

しかしながら、いずれの方法においても共析出物を焙焼
しないでアルカリ水溶液に溶解し、電解する場合には、
ガリウムの電解析出が極く初期には認められるも、その
後電解析出は生じなくなるという現象がある。
However, in either method, when the co-precipitate is dissolved in an alkaline aqueous solution and electrolyzed without roasting,
There is a phenomenon in which electrolytic deposition of gallium is observed in the very early stages, but then no electrolytic deposition occurs.

従来、この原因は共析出物中の有機物質に起因すると思
われており、この原因を除くために共析出物を焙焼する
ことにより有機物質を除去した後アルカリ水溶液に溶解
し、電解する方法が採用されている。
Conventionally, this cause was thought to be due to organic substances in the co-precipitate, and in order to eliminate this cause, the co-precipitate was roasted to remove the organic substance, then dissolved in an alkaline aqueous solution, and electrolyzed. has been adopted.

しかし、共析出物は粒径数μの微粒であるために繁雑で
、高価につく焙焼操作を必要とするために原単位の著し
い高騰を招くという欠点がある。
However, since co-precipitates are fine particles with a particle size of several microns, they require a complicated and expensive roasting operation, resulting in a significant increase in the unit consumption.

本発明者らは共析出物を焙焼することなく、すなわち非
焙焼のままアルカリ水溶液に溶解し、次いで電解する非
焙焼法につき鋭意研究を行った結果、共析出物を焙焼す
ることなくアルカリ水溶液に溶解し、電解する場合にガ
リウムの電解析出を防害している主原因は電解液中に存
在する炭酸アルカリであることを見出した。
The present inventors have conducted extensive research on a non-roaring method in which the co-precipitate is dissolved in an alkaline aqueous solution without being roasted, and then electrolyzed. It was discovered that when gallium is dissolved in an alkaline aqueous solution and electrolyzed, the main reason for preventing the electrolytic deposition of gallium is the alkali carbonate present in the electrolyte.

この電解液中の炭酸アルカリは含水ガリウム酸化物とア
ルミナとの共析出を生ぜしめるために用いられる酸性物
質によって生成するドーソナイトからの炭酸根により生
成するものであり、共析出物を焙焼しない場合、その生
成は避けられないものである。
The alkali carbonate in this electrolyte is produced by carbonate radicals from dawsonite produced by the acidic substance used to cause co-precipitation of hydrated gallium oxide and alumina, and when the co-precipitate is not roasted. , its generation is inevitable.

しかして、公知の共析出物を焙焼する方法においては、
有機物質の燃焼または分解除去の際にドーソナイト中の
炭酸根はCO2ガスとして放出されるので焙焼共析出物
をアルカリ水溶液に溶解させても電解液中に炭酸アルカ
リが存在することはなく偶然にも、前述の焙焼法の場合
には炭酸アルカリの影響は認められなかったのである。
However, in the known method of roasting the co-precipitate,
When organic substances are burned or decomposed and removed, the carbonate radicals in dawsonite are released as CO2 gas, so even if the roasted co-precipitate is dissolved in an alkaline aqueous solution, no alkali carbonate will be present in the electrolyte, and no alkali carbonate will be present in the electrolyte. However, in the case of the above-mentioned roasting method, no influence of alkali carbonate was observed.

本発明の目的はガリウムを含有するアルミン酸アルカリ
水溶液に酸性物質を添加し、含水ガリウム酸化物および
アルミナを共析出せしめ、共析出物を焙焼することなく
アルカリ水溶液に溶解し、電解し、金属ガリウムを製造
する簡便にして経済的な方法を提供するにある。
The purpose of the present invention is to add an acidic substance to an alkaline aluminate aqueous solution containing gallium, co-precipitate hydrated gallium oxide and alumina, dissolve the co-precipitate in an alkaline aqueous solution without roasting, electrolyze it, and produce metals. The object of the present invention is to provide a simple and economical method for producing gallium.

すなわち、本発明はガリウムを含有するアルミン酸アル
カリ水溶液に二酸化炭素及び炭酸から選ばれた酸性物質
を添加し、含水ガリウム酸化物およびアルミナを共析出
せしめ該共析出物を焙焼することなく溶解後のアルカリ
水溶液中の炭酸アルカリの濃度を飽和濃度に対する濃度
比で表わして(以下、本濃度比を飽和度と称す)0.9
5以上となる量のアルカリ水溶液に溶解し、次いで該非
焙;焼共折出物を溶解してなるガリウムを含有するアル
ミン酸アルカリ水溶液を電解することにより金属ガリウ
ムを製造する方法に於いて、前記非焙焼共析出物を溶解
してなるガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液
中の炭酸アルカリの飽和度を0.95未満となした後、
電解することによる高収率、簡便にして、経済的に金属
ガリウムを製造する方法を提供するにある。
That is, the present invention adds an acidic substance selected from carbon dioxide and carbonic acid to an alkaline aluminate aqueous solution containing gallium, causes hydrated gallium oxide and alumina to co-precipitate, and after dissolving the co-precipitate without roasting. The concentration of alkali carbonate in the alkaline aqueous solution is expressed as a concentration ratio to the saturated concentration (hereinafter, this concentration ratio is referred to as saturation degree): 0.9
In the method for producing metallic gallium by electrolyzing an alkali aluminate aqueous solution containing gallium obtained by dissolving gallium in an aqueous alkali solution in an amount of 5 or more, and then dissolving the non-baked co-deposit, After the degree of saturation of the alkali carbonate in the aqueous alkali aluminate solution containing gallium obtained by dissolving the non-roasted co-precipitate is less than 0.95,
The object of the present invention is to provide a method for producing metal gallium in a high yield, simply, and economically by electrolysis.

以下に本発明方法を更に詳細に述べる。The method of the present invention will be described in more detail below.

本発明方法の実施に当り、ガリウムを含有するアルミン
酸アルカリ水溶液原料としては約0.1g/l以上のガ
リウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液であれば、
いかなるものでも用いることができる。
In carrying out the method of the present invention, the alkali aluminate aqueous solution containing gallium in an amount of about 0.1 g/l or more can be used as the raw material for the alkali aluminate aqueous solution containing gallium.
Anything can be used.

かかるガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液と
してはバイヤ一工程の循環アルミン酸アルカリ水溶液、
循環アルミン酸アルカリ水溶液を煮詰めた液あるいは前
記未処理または処理液に二酸化炭素、炭酸等の酸性物質
を添加し、主として液中のアルミニウム分を水酸化アル
ミニウムとして析出、分離した、または消石灰、生石)
灰、塩化カルシウム等の水溶性カルシウム化合物を添加
し、液中のアルミニウム分をカルシウムアルミネートと
して不溶化、分離したところの液中のガリウム対アルミ
ニウムの比率を高めた後の高濃度のガリウムを含有する
アルミン酸アルカリ水溶液等を用いることができる。
Examples of such an aqueous alkali aluminate solution containing gallium include a Bayer one-step circulating alkali aluminate aqueous solution;
An acidic substance such as carbon dioxide or carbonic acid is added to the boiled circulating aqueous alkali aluminate solution or the untreated or treated liquid, and the aluminum content in the liquid is precipitated and separated mainly as aluminum hydroxide, or slaked lime, raw stone)
Contains a high concentration of gallium after adding water-soluble calcium compounds such as ash and calcium chloride to insolubilize and separate the aluminum content in the liquid as calcium aluminate to increase the ratio of gallium to aluminum in the liquid. An alkaline aluminate aqueous solution or the like can be used.

本発明方法の実施に当り、先ず前記原料ガリウムを含有
するアルミン酸アルカリ水溶液には含水ガリウム酸化物
およびアルミナを共析出せしめ、溶中のガリウムを共析
出物として析出、分離する)ために、適宜の二酸化炭素
(ガス状、液体状、固体状いずれでも使用可能)、炭酸
等の酸性物質が添加される。
In carrying out the method of the present invention, first, hydrated gallium oxide and alumina are co-precipitated in the aqueous alkali aluminate solution containing the raw material gallium, and gallium in the solution is precipitated and separated as a co-precipitate. Acidic substances such as carbon dioxide (can be used in gaseous, liquid, or solid form) and carbonic acid are added.

共析出は一般に常温〜70℃にて実施することができる
Co-precipitation can generally be carried out at room temperature to 70°C.

好適には共析出物中のガリウム(Caとして):アルミ
ナ(Al203として)の比率は約1:35〜150と
なるように共析出が実施される。
Preferably, the co-precipitation is carried out such that the ratio of gallium (as Ca):alumina (as Al203) in the co-precipitate is about 1:35-150.

共析出物は主としてドーソナイトから成り、またその組
成は湿潤状態でGa0.3〜1重量%、Al20335
〜45重量%、CO220〜30重量%、フミン質有機
物o.i〜0.5重量%および残部水から成る。
The co-precipitate mainly consists of dawsonite, and its composition is 0.3-1% by weight of Ga, Al20335 in wet state.
-45% by weight, CO2 20-30% by weight, humic organic matter o. i~0.5% by weight and the balance water.

アルミン酸アルカリ水溶液から共析出物の分離はろ過、
沈降、遠心分離等の公知の手段にて行えばよい。
Separation of co-precipitates from aqueous alkaline aluminate solutions is done by filtration.
This may be carried out by known means such as sedimentation and centrifugation.

分離された共析出物はそのまま、または必要に応じ水、
温水等により洗浄し有機物質を除去した後または脱水乾
燥した後、アルカリ水溶液に溶解させる。
The separated co-precipitate can be used as is, or if necessary, add water or water.
After washing with warm water to remove organic substances or dehydrating and drying, it is dissolved in an aqueous alkaline solution.

本発明方法の実施に当り、上記で得られた共折出物は共
析出物溶解後のアルミン酸アルカリ水溶液中の炭酸アル
カリの飽和度が約0.95以上となる量のアルカリ水溶
液、例えば苛性ソーダまたは苛性カリに溶解させる。
In carrying out the method of the present invention, the above-obtained co-precipitate is mixed with an alkali aqueous solution, such as caustic soda, in an amount such that the degree of saturation of the alkali carbonate in the alkali aluminate aqueous solution after dissolving the co-precipitate is about 0.95 or more. or dissolved in caustic potash.

しかして、共析出物溶解後のアルミン酸アルカリ水溶液
中の炭酸アルカリの飽和度を約0.95以上となす理由
は、この段階で炭酸アルカリの飽和度を約0.95未満
に調整しようとすれば、アルカリ水溶液に溶解させる共
析出物の割合が小さくなり、その結果液中のガリウム濃
度が低くなり、単位液量当りのガリウム収量が低下する
からである。
Therefore, the reason why the saturation degree of alkali carbonate in the aqueous alkali aluminate solution after dissolving the co-precipitate is set to be about 0.95 or more is that the saturation degree of alkali carbonate is adjusted to less than about 0.95 at this stage. For example, the proportion of co-precipitates dissolved in the alkaline aqueous solution becomes smaller, resulting in a lower gallium concentration in the solution and a lower gallium yield per unit amount of solution.

より具体的に説明するならば、電解液中のガリウム濃度
が約2g/lより低くなると単位液量当りのガリウム収
量が減ずるので通常電解液中のガリウム濃度は約2g/
12.以上、好ましくは2.5〜6 g/l.になるよ
うに調整されるのであるが、共析出物中のCa:C02
の重量比は0.3 〜1:20〜30であるから、電解
液中のガリウム濃度を約2 &/l以上となるようにす
れば、必然的に電解液中の炭酸アルカリの飽和度は犬体
1、2以上となるから、飽和度を0.95未満となすと
ガリウム収量は%と低下するようになるからである。
To explain more specifically, when the gallium concentration in the electrolytic solution is lower than about 2 g/l, the gallium yield per unit liquid volume decreases, so the gallium concentration in the electrolytic solution is usually about 2 g/l.
12. Above, preferably 2.5 to 6 g/l. Ca:C02 in the co-precipitate
Since the weight ratio of 0.3 to 1:20 to 30, if the gallium concentration in the electrolyte is made to be about 2 &/l or more, the saturation level of alkali carbonate in the electrolyte will inevitably decrease. This is because if the degree of saturation is less than 0.95, the yield of gallium will be reduced to 1.2% or more.

共析出物の溶解に用いるアルカリ水溶液は濃度が低くな
ると共析出物の溶解速座が低下するようになるので一般
に(M20として)約7 0 971以上、好ましくは
約100〜6 0 0 g/lのアルカリ水溶液が用い
られる。
The aqueous alkaline solution used for dissolving the co-precipitate is generally about 70971 or more (as M20), preferably about 100 to 600 g/l, because the lower the concentration, the lower the rate of dissolution of the co-precipitate. An alkaline aqueous solution is used.

共析出物の溶解は通常約70〜250℃にて実施される
Dissolution of the co-precipitate is usually carried out at about 70-250°C.

本発明方法の実施に当り共析出物を溶解せしめ?炭酸ア
ルカリの飽和度が約0.95以上のガリウムを含有する
アルミン酸アルカリ水溶液は次いで炭酸アルカリの飽和
度が0.95未満、好ましくは0,9以下となるように
調整される。
Is the co-precipitate dissolved when carrying out the method of the present invention? The alkali aluminate aqueous solution containing gallium with an alkali carbonate saturation of about 0.95 or more is then adjusted so that the alkali carbonate saturation is less than 0.95, preferably 0.9 or less.

炭酸アルカリの飽和度の下限は特に存在せず経済性を考
慮して任意に選択すればよい。
There is no particular lower limit to the degree of saturation of alkali carbonate, and it may be arbitrarily selected in consideration of economic efficiency.

本アルミン酸アルカリ水溶液中の炭酸アルカリの飽和度
を調整する方法としては例えば、本アルミン酸アルカリ
水溶液に水、アルカリ水溶液等を添加するとか、本アル
ミン酸アルカリ水溶液を冷却し析出炭酸アルカリを分離
し加温するとか、本アルミン酸アルカリ水溶液に消石灰
、生石灰等の?溶性カルシウム化合物を添加し、炭酸ア
ルカリを苛性化せしめるとか、これらを適宜組合せた方
法等の方法が適用できる。
The saturation degree of the alkali carbonate in the alkali aluminate aqueous solution can be adjusted, for example, by adding water, an alkali aqueous solution, etc. to the alkali aluminate aqueous solution, or by cooling the alkali aluminate aqueous solution and separating the precipitated alkali carbonate. Do you heat it or add slaked lime, quicklime, etc. to this alkaline aluminate aqueous solution? Methods such as adding a soluble calcium compound to causticize the alkali carbonate, or appropriately combining these methods can be applied.

炭酸アルカリの飽和度の調整に用いられる水、アルカリ
水溶液、水溶性カルシウム化合物の添加量、冷却温度等
は上記に限定した飽和度条件を守るように適宜選択すれ
ばよい。
The water, aqueous alkali solution, amount of water-soluble calcium compound added, cooling temperature, etc. used to adjust the saturation degree of the alkali carbonate may be appropriately selected so as to maintain the saturation conditions limited above.

しかして、この炭酸アルカリの飽和度を0.95未満
となすことは極めて重要なファクターであり、炭酸アル
カリの飽和度が0.95以上であるとガリウムの電解析
出は生じない。
Therefore, it is an extremely important factor that the degree of saturation of the alkali carbonate is less than 0.95, and if the degree of saturation of the alkali carbonate is 0.95 or more, electrolytic deposition of gallium will not occur.

この理由は電解液中の炭酸アルカリの飽和度が0.95
以上であると電解によって炭酸アルカリが析出し電極面
を覆うためにガリウムの電解が防害されるものである。
The reason for this is that the saturation level of alkali carbonate in the electrolyte is 0.95.
In this case, alkali carbonate is precipitated by electrolysis and covers the electrode surface, thereby preventing damage to the electrolysis of gallium.

炭酸アルカリの飽和度の調整の前または後に共折出物溶
解液中の鉛、鉄、有機物質等を除去することは必須では
ないが、より好ましい結果を得るために採用することが
望ましい。
Although it is not essential to remove lead, iron, organic substances, etc. from the co-deposit solution before or after adjusting the saturation level of the alkali carbonate, it is desirable to remove lead, iron, organic substances, etc. in order to obtain more preferable results.

炭酸アルカリの飽和度調整後、すなわち電解に供するガ
リウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液はガリウム
約2〜6g/l、Na2O70〜400 g/L Na
2C03の飽和度0.95未満になるようにされる。
After adjusting the saturation of alkali carbonate, that is, the aqueous aluminate aqueous solution containing gallium to be subjected to electrolysis contains about 2 to 6 g/L of gallium, 70 to 400 g/L of Na2O
The saturation of 2C03 is made to be less than 0.95.

本発明方法の実施に当り、かくして処理された電解処理
条件下に炭酸アルカリの飽和度を0.95以下となした
ガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液は次いで
公知の方法により電解される。
In carrying out the method of the present invention, the gallium-containing alkaline aluminate aqueous solution, which has been treated under the electrolytic treatment conditions and has an alkali carbonate saturation of 0.95 or less, is then electrolyzed by a known method.

電解は一般にガリウムを液状で電析させることができる
温度以上、すなわちガリウムの融点以上〜100℃の温
度で陽極として炭素、ニッケル、ステンレススチール等
陰極としてニッケル、ステンレススチール、鉄、鉛、銅
等を用いて電流密度0.1〜IA/cm2,電圧4〜8
V等の公知の条件下に実施することができる。
Electrolysis is generally performed at a temperature above which gallium can be electrodeposited in liquid form, that is, above the melting point of gallium to 100°C, using carbon, nickel, stainless steel, etc. as an anode, nickel, stainless steel, iron, lead, copper, etc. as a cathode. Using a current density of 0.1 to IA/cm2 and a voltage of 4 to 8
It can be carried out under known conditions such as V.

かくして製造された金属ガリウムは焙焼法で得られた金
属ガリウムとその純度について同等ないしはそれ以上で
あり、何ら問題はない。
The purity of the metallic gallium thus produced is equal to or higher than that of the metallic gallium obtained by the roasting method, and there is no problem.

以上詳述した本発明方法によれば共析出物を焙焼するこ
となく金属ガリウムを製造することができ、公知の焙焼
法に比較して著しく工程が簡素化でき、経済的でありそ
の工業的意義は極めて犬なるものである。
According to the method of the present invention described in detail above, metallic gallium can be produced without roasting the co-precipitate, and the process is significantly simplified compared to the known roasting method, making it economical and industrially possible. Its significance is extremely dog-like.

以下に本発明方法を実施例によって説明するが、本発明
方法はこれらによって制限されるものではない。
The method of the present invention will be explained below with reference to Examples, but the method of the present invention is not limited thereto.

実施例 1 バイヤ一工程の分解液に炭酸ガスを吹込み水酸?アルミ
ニウムを折出させた後のN a 2 O10 9/lk
l2038 g/l XGa0.15 g/ l1フミ
ン質有機物質1 0 g/lを含むアルミン酸ナトリウ
ム水溶液を原料として用いた。
Example 1 Blow carbon dioxide gas into the decomposition liquid of Bayer 1 step to produce hydroxyl acid? Na 2 O10 9/lk after precipitation of aluminum
An aqueous sodium aluminate solution containing 12,038 g/l, 0.15 g/l, and 10 g/l of humic organic substances was used as a raw material.

原料アルミン酸ナトIJウム水溶液2m2に炭酸ガスを
吹込み、含水ガリウム酸化物とアルミナの共析出物を折
出せしめ、固一液分離し固形分濃度50重量%のケーキ
を分離した。
Carbon dioxide gas was blown into 2 m2 of the raw material sodium aluminate aqueous solution to precipitate a co-precipitate of hydrated gallium oxide and alumina, and the solid-liquid separation was performed to separate a cake with a solid content concentration of 50% by weight.

固形分中のGa 0. 7重量%、CO22重量%であ
った。
Ga in solid content 0. 7% by weight, and 2% by weight of CO2.

上記で得られたケーキ100重量部に550g/lの生
ソーダ55重量部を混合し、100℃に加熱し、撹拌し
ながら共析出物を溶解させ電解時の温度である50℃に
冷却した。
55 parts by weight of 550 g/l raw soda were mixed with 100 parts by weight of the cake obtained above, heated to 100°C, dissolved the co-precipitate with stirring, and cooled to 50°C, the temperature during electrolysis.

得られた溶解液中のガリウム濃度は3.2g/l:−N
a20175g/l1Na2CO3120g/l(Na
20175g/l1温度50℃に於けるNa2CO3の
飽和濃度は1209/lである。
The gallium concentration in the obtained solution was 3.2 g/l: -N
a20175g/l1Na2CO3120g/l (Na
The saturation concentration of Na2CO3 at a temperature of 20175 g/l is 1209/l.

よってNa2C03の飽和度1.0)であった。Therefore, the saturation degree of Na2C03 was 1.0).

上記で得られた共析出物を溶解せしめた溶解液;に水を
添加し、第1表に示す炭酸ソーダ飽和度の電解液を調整
した。
Water was added to the solution in which the co-precipitate obtained above was dissolved to prepare an electrolytic solution having the degree of sodium carbonate saturation shown in Table 1.

かくして調整されたガリウムを含有するアルミン酸アル
カリ水溶液を陽極がニッケル、陰極がステンレススチー
ル板で構成された電解槽に供給し、・50℃、電流密度
o.5A/m、電圧5■で5時間電解を行った。
The thus prepared alkaline aluminate aqueous solution containing gallium was supplied to an electrolytic cell having a nickel anode and a stainless steel plate as a cathode, and was heated at 50°C and at a current density of o. Electrolysis was carried out for 5 hours at 5 A/m and a voltage of 5 .

その結果、電解後の液中のガリウムム濃度は第1表に示
すようであった。
As a result, the gallium concentration in the solution after electrolysis was as shown in Table 1.

?1表から電解液中の炭酸アルカリの飽和度が0。? From Table 1, the saturation degree of alkali carbonate in the electrolyte is 0.

95以上であるとガリウムの電解析出は認められないが
、それが0.95未満になるとガリウムの電解析出が起
ることが明らかである。
When it is 95 or more, electrolytic deposition of gallium is not observed, but when it is less than 0.95, it is clear that electrolytic deposition of gallium occurs.

実施例 2 バイヤ一工程の煮詰め後の煮詰め液に炭酸ガスを吹込み
水酸化アルミニウムを折出させた後のNa20 1 0
j!/IJ, AA2038 9/L Ga0.17
g/l,フミン質有機物質10g/lを含むアルミン酸
ナトリウム水溶液を原料として用いた。
Example 2 After blowing carbon dioxide gas into the boiled liquid after boiling down in Bayer 1 step to precipitate aluminum hydroxide, Na20 10
j! /IJ, AA2038 9/L Ga0.17
An aqueous sodium aluminate solution containing 10 g/l of humic organic substances was used as a raw material.

原料アルミン酸ナトIJウム水溶液2mに炭酸ガスを吹
込み含水ガリウム酸化物とアルミナの共析出物を析出せ
しめ、固一液分離し固形分濃度50重量%のケーキを分
離した。
Carbon dioxide gas was blown into 2 m of the raw material sodium aluminate aqueous solution to precipitate a co-precipitate of hydrated gallium oxide and alumina, and the mixture was separated into solid and liquid to separate a cake having a solid concentration of 50% by weight.

固形分中のCa0.9重量%、CO22重量%であった
The solid content was 0.9% by weight of Ca and 2% by weight of CO2.

上記で得られたケーキ100重量部に550g/13の
生ソーダ70重量部を混合し、110℃に加熱し、撹拌
しながら共析出物を溶解させ、電解時の温度である50
℃に冷却した。
70 parts by weight of 550g/13 raw soda was mixed with 100 parts by weight of the cake obtained above, heated to 110°C, and dissolved with stirring to dissolve the co-precipitate.
Cooled to ℃.

得られた溶解液中のガリウム濃度は3.79/l,Na
2 0 2 3 0 g/ l1N a2 co37
5g/il1Na 2 02 3 0 g/L温度50
℃に於ける飽和度1,0)であった。
The gallium concentration in the obtained solution was 3.79/l, Na
2 0 2 3 0 g/ l1N a2 co37
5g/il1Na 2 02 30 g/L temperature 50
The degree of saturation at °C was 1.0).

上記で得られた共析出物を溶解せしめ溶解液に液中のN
a2CO3に対して0.5倍(モル比)のCa(OH)
2を撹拌しながら添加し、0.5時間苛性化反応せしめ
た後、固液分離した。
The co-precipitate obtained above is dissolved and the N in the solution is added to the solution.
0.5 times (molar ratio) Ca(OH) to a2CO3
2 was added with stirring and a causticizing reaction was carried out for 0.5 hours, followed by solid-liquid separation.

得られたろ液の組成はGa 3. 7 9/ l, N
a202 3 5 g/l, Na2CO36 6.5
g/lであり、50℃に於ける飽和度0.9であった
The composition of the obtained filtrate was Ga3. 7 9/l, N
a202 3 5 g/l, Na2CO36 6.5
g/l, and the degree of saturation at 50°C was 0.9.

かくして飽和度調整したガリウムを含有するアルミン酸
アルカリ水溶液を陽極がニッケル、陰極がステンレスス
チール板で構成された電解槽に供給し、50℃1電流密
度0.5A/m2、電圧5■で5時間行った。
The gallium-containing alkaline aluminate aqueous solution whose saturation was adjusted in this way was supplied to an electrolytic cell with a nickel anode and a stainless steel plate as a cathode, and was heated at 50°C, a current density of 0.5 A/m2, and a voltage of 5 cm for 5 hours. went.

その結果、電解後の液中のガリウム濃度は0.22g/
lであった。
As a result, the gallium concentration in the solution after electrolysis was 0.22g/
It was l.

なお、比較のため上記方法に於いて苛性化処理を行わな
い以外は全く同様にして電解した結果、電解析出は全く
認められなかった。
For comparison, electrolysis was performed in exactly the same manner as above except that the causticization treatment was not performed, and no electrolytic deposition was observed.

以上の結果から、非焙焼法によって金属ガリウムが製造
できることが明らかである。
From the above results, it is clear that metallic gallium can be produced by a non-roasting method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶液に二
酸化炭素及び炭酸から選ばれた酸性物質を添加し、含水
ガリウム酸化物およびアルミナを共折出せしめ、該共析
出物を焙焼することなく、溶解後のアルカリ水溶液中の
炭酸アルカリの濃度を飽和濃度に対する濃度比で表わし
て0.95以上となる量のアルカリ水溶液に溶解し、次
いで該非焙焼共析出物を溶解してなるガリウムを含有す
るアルミン酸アルカリ水溶液を電解することにより金属
ガリウムを製造する方法に於いて、前記非焙焼共折出物
を溶解してなるガリウムを含有するアルミン酸アルカリ
水溶液中の炭酸アルカリの濃度を飽和濃度に対する濃度
比で表わして0.95未満となした後、電解することを
特徴とするガリウムを含有するアルミン酸アルカリ水溶
液からの金属ガリウムの製造方法。
1 Adding an acidic substance selected from carbon dioxide and carbonic acid to an aqueous alkaline aluminate solution containing gallium to co-precipitate hydrated gallium oxide and alumina, and without roasting the co-precipitate, An alkali aluminate containing gallium obtained by dissolving the alkali aluminate in an amount such that the concentration of alkali carbonate in the aqueous alkali solution is 0.95 or more expressed as a concentration ratio to the saturated concentration, and then dissolving the non-roasted co-precipitate. In a method for producing metallic gallium by electrolyzing an aqueous solution, the concentration of alkali carbonate in an alkali aluminate aqueous solution containing gallium obtained by dissolving the non-roasted co-deposit is expressed as the concentration ratio to the saturated concentration. A method for producing metallic gallium from an alkaline aluminate aqueous solution containing gallium, which comprises electrolyzing the gallium-containing alkali aluminate aqueous solution after the gallium is reduced to less than 0.95.
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