JPS6114128A - アルミニウム電解発生ダストからガリウムを回収する方法 - Google Patents
アルミニウム電解発生ダストからガリウムを回収する方法Info
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- JPS6114128A JPS6114128A JP13621284A JP13621284A JPS6114128A JP S6114128 A JPS6114128 A JP S6114128A JP 13621284 A JP13621284 A JP 13621284A JP 13621284 A JP13621284 A JP 13621284A JP S6114128 A JPS6114128 A JP S6114128A
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- organic solvent
- dust
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム電解発生ダストからガリウムを回
収する方法に関するものである。。
収する方法に関するものである。。
ガリウムは近年ガリウムーヒ素（ＧａＡｉ）あるいはガ
リウム−リン（Ｇ畠ｅ）等の半導体材料どして注目され
ている。
リウム−リン（Ｇ畠ｅ）等の半導体材料どして注目され
ている。
ガリウムば地球上に広く存在する元素ではあるが、高品
位の鉱物としては産出しない為に従来は、−液や亜鉛精
錬！中残渣等から回収されていた・しかし、これらの方
法ではガリウム凹収用原料中に於るガｙウム含有率が非
常に低い為に、回収するのに［１な工程と高価な処理費
用を必要としていた。
位の鉱物としては産出しない為に従来は、−液や亜鉛精
錬！中残渣等から回収されていた・しかし、これらの方
法ではガリウム凹収用原料中に於るガｙウム含有率が非
常に低い為に、回収するのに［１な工程と高価な処理費
用を必要としていた。
例えばバイヤー液からの回収法としてはライム法、炭酸
法、電解法があり、そのう“ち電解法が工業的に最も優
れている。この電解法とはバイヤー液を水銀陰極及びニ
ッケル陽極を使用して一次電解を行い、得られる粗ガリ
９ムをカセイソーダで処理し、その溶液ｉ更に二次電解
するもの、であるが、水銀を使用するので公害上のＲｌ
ｌｉ点がある。
法、電解法があり、そのう“ち電解法が工業的に最も優
れている。この電解法とはバイヤー液を水銀陰極及びニ
ッケル陽極を使用して一次電解を行い、得られる粗ガリ
９ムをカセイソーダで処理し、その溶液ｉ更に二次電解
するもの、であるが、水銀を使用するので公害上のＲｌ
ｌｉ点がある。
ところで上記した様にバイヤー液中にはガリウムが含有
されてお一す、このガリウムはバイヤー法工程に於てア
ルミニウムと同様の挙動を示し、はぼ全量ダアルミナ中
へ移動する。そして７）νξす中のガリウム濃度は原鉱
ボーキサイトの種類によって異なるが数１０ｐ、 ｐ、
ｍから１００Ｇ１．ｌ）、 Ｉｌ、程度であり：これ
はアルミナの電解時にアルミニウムメタル中に混入する
が一部は電解時に発生するダスト中に移動する。このダ
ストは電気ｍ！Ｉ響をはじめとする各種集塵装置により
捕集されるが、該ダスト中のガリウム濃度は０．０８重
量にから最高０．３重量Ｘにも達しており、前記アルミ
ナ中の濃度に比して数１０倍にも濃縮されているもので
ある。そのアルミニウム精錬ダストの一般的な組成は、
Ｇａ Ｏ，０８〜０．３０重量Ｘ 、 Ｆａ Ｏ，５〜
２．０重量ｘ１＾＆ｉ０〜２０重量％ 、Ｎａ １０〜
２０重′量％５Ｆ１５〜３０重量に、Ｃ１０〜３０重量
２で、その他にＳ！、Ｎｉ、 Ｔｉ、Ｃａ１Ｃｕ。
されてお一す、このガリウムはバイヤー法工程に於てア
ルミニウムと同様の挙動を示し、はぼ全量ダアルミナ中
へ移動する。そして７）νξす中のガリウム濃度は原鉱
ボーキサイトの種類によって異なるが数１０ｐ、 ｐ、
ｍから１００Ｇ１．ｌ）、 Ｉｌ、程度であり：これ
はアルミナの電解時にアルミニウムメタル中に混入する
が一部は電解時に発生するダスト中に移動する。このダ
ストは電気ｍ！Ｉ響をはじめとする各種集塵装置により
捕集されるが、該ダスト中のガリウム濃度は０．０８重
量にから最高０．３重量Ｘにも達しており、前記アルミ
ナ中の濃度に比して数１０倍にも濃縮されているもので
ある。そのアルミニウム精錬ダストの一般的な組成は、
Ｇａ Ｏ，０８〜０．３０重量Ｘ 、 Ｆａ Ｏ，５〜
２．０重量ｘ１＾＆ｉ０〜２０重量％ 、Ｎａ １０〜
２０重′量％５Ｆ１５〜３０重量に、Ｃ１０〜３０重量
２で、その他にＳ！、Ｎｉ、 Ｔｉ、Ｃａ１Ｃｕ。
Ｍ９、Ｃｏ等が各々１重量Ｘ以下含有されており、残
。
。
部は水である。
このアルミニウム電解発生ダストからガリウムを回収す
る方法としては、英国特許第１５２７′９８１号がある
。この方法は最高０．２重量Ｘまでのガリウムを含むダ
ストに過剰のアルカリ融剤を添加した後、５００〜８０
０℃で焙焼後水で浸出し、溶解したガリウムにアルミニ
ウム、マグネシウム等の金属粉を添加して固定し、金属
ガリウムを製造する方法、であるが、この方法は高価な
アルカリ融剤をダスト量の数倍も添加して焙焼しなけれ
ばならないことと、得られた金属の純度が悪く、高純度
ガリウムを憚るには更に精製１作が必要であるなど工程
が複雑でコストも高い等実用的でなしν。
る方法としては、英国特許第１５２７′９８１号がある
。この方法は最高０．２重量Ｘまでのガリウムを含むダ
ストに過剰のアルカリ融剤を添加した後、５００〜８０
０℃で焙焼後水で浸出し、溶解したガリウムにアルミニ
ウム、マグネシウム等の金属粉を添加して固定し、金属
ガリウムを製造する方法、であるが、この方法は高価な
アルカリ融剤をダスト量の数倍も添加して焙焼しなけれ
ばならないことと、得られた金属の純度が悪く、高純度
ガリウムを憚るには更に精製１作が必要であるなど工程
が複雑でコストも高い等実用的でなしν。
本発明は上述の諸問題を解消しＧａを高慇率で回収する
事が出来る方法を提供せんとするものであ秒、本発明の
基本的な技術的思想は、１ルミニウム電解発生ダストの
浸出液に高濃度で含まれているアルミニウムイオンや、
鉄イオン、低い濃度であっても、後の（水溶液電解等の
）工程に対して有害なバナジウムイオンから沈殿物等を
生成する乙となく、連続的に、そして有効かつ容易、に
低濃度のガリウムを分離精製し、高い収率で回収濃縮で
きる所にあゆ、更に詳しくは、アルミニウム電屏炉にて
発生するダストの鉱酸による浸出液を有機溶媒Ａにより
Ｆ＠を優先的に抽出することでＦａをＷＪｉｅｚ”ｔ６
・゛７°゛・Ａ２１“０１“ ）オンが濃縮
された液を、有機溶媒ＢによりＧａイオンを優先的に抽
出して、＾り及びＶイオン等を可及的に除去する。
事が出来る方法を提供せんとするものであ秒、本発明の
基本的な技術的思想は、１ルミニウム電解発生ダストの
浸出液に高濃度で含まれているアルミニウムイオンや、
鉄イオン、低い濃度であっても、後の（水溶液電解等の
）工程に対して有害なバナジウムイオンから沈殿物等を
生成する乙となく、連続的に、そして有効かつ容易、に
低濃度のガリウムを分離精製し、高い収率で回収濃縮で
きる所にあゆ、更に詳しくは、アルミニウム電屏炉にて
発生するダストの鉱酸による浸出液を有機溶媒Ａにより
Ｆ＠を優先的に抽出することでＦａをＷＪｉｅｚ”ｔ６
・゛７°゛・Ａ２１“０１“ ）オンが濃縮
された液を、有機溶媒ＢによりＧａイオンを優先的に抽
出して、＾り及びＶイオン等を可及的に除去する。
同Ｇａイオンを抽出した有機溶１１Ｂに１〜５Ｎ塩酸を
加えＧａイオンを逆抽出し、該Ｇａイオンの逆抽出液か
ら有機溶媒ＣによりＧａ４オンを抽出し、次いで同Ｇａ
イオンを逆抽出することを特徴とするアルミニウム電解
発生ダストからガリウムを回収する方法。
加えＧａイオンを逆抽出し、該Ｇａイオンの逆抽出液か
ら有機溶媒ＣによりＧａ４オンを抽出し、次いで同Ｇａ
イオンを逆抽出することを特徴とするアルミニウム電解
発生ダストからガリウムを回収する方法。
ここで上記方法で採用する有機溶媒Ａ、Ｂ及びＣについ
て述べるが、一般的にカチオン交換型抽出剤での酸性水
溶液からの金属イオンの分配比（Ｄ）の序列は、 Ｆｅ）Ｇａ、Ｖ）＾ｊり Ｚｎ 、 Ｃｕ 、 Ｎ
ｉであり、また有機溶媒中の抽出剤濃度が高くなると、
及び水相のｐＨが高（なると金属イオンの分配比（Ｄ）
は大きくなるものである。ところで、有機溶媒Ａは、他
の金属イオンよりも分配比（Ｄ）がはるかに大き゛いＦ
ｅのみを抽出することが目的であり、抽出剤と希釈剤か
らなるものであり、該抽出剤としては以下に示すカチオ
ン交換型抽出剤が好ましく用いられる。
て述べるが、一般的にカチオン交換型抽出剤での酸性水
溶液からの金属イオンの分配比（Ｄ）の序列は、 Ｆｅ）Ｇａ、Ｖ）＾ｊり Ｚｎ 、 Ｃｕ 、 Ｎ
ｉであり、また有機溶媒中の抽出剤濃度が高くなると、
及び水相のｐＨが高（なると金属イオンの分配比（Ｄ）
は大きくなるものである。ところで、有機溶媒Ａは、他
の金属イオンよりも分配比（Ｄ）がはるかに大き゛いＦ
ｅのみを抽出することが目的であり、抽出剤と希釈剤か
らなるものであり、該抽出剤としては以下に示すカチオ
ン交換型抽出剤が好ましく用いられる。
（イ）酸性有機、リン化合物、特に炭素数８〜２０個の
酸性リン酸エステル（例えば２−エチルへキシルリン酸
モノー２−エチルへキシルエステルまたはジー２°−エ
チルへキシルリン酸（ＤＥＨＰ＾）。
酸性リン酸エステル（例えば２−エチルへキシルリン酸
モノー２−エチルへキシルエステルまたはジー２°−エ
チルへキシルリン酸（ＤＥＨＰ＾）。
１（ロ）カルボン酸、特に炭素数６〜２０個のもの、例
えば式 で示されるナフテン酸または式 で示されるカルボン酸。
えば式 で示されるナフテン酸または式 で示されるカルボン酸。
（ハ）スルフォン酸、特に１ルキルベンゼンスルフオン
蒙またはジアルキルナフタレンスルフォン酸。
蒙またはジアルキルナフタレンスルフォン酸。
また有機溶媒Ａのための希釈剤としては前記抽出剤を溶
解し、かつ水に不溶及至難溶のものであればその種類を
問わないが、例えばパラフィン系溶媒、芳香族系溶媒、
ナフテン系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、高級アル
コール、フェノール、ケトンなどが挙げられる。
解し、かつ水に不溶及至難溶のものであればその種類を
問わないが、例えばパラフィン系溶媒、芳香族系溶媒、
ナフテン系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、高級アル
コール、フェノール、ケトンなどが挙げられる。
有機溶媒ＢはＦａを除去した水溶液からＧａイオンを抽
出することが目的であるので有機溶媒Ａよ抄も抽出能力
あるいは抽出剤濃度の高い有機溶媒であり、例えば３０
νｏＺＸＤＥＨＰＡのケロシン溶液等の有機溶媒を用い
ことでＧａイオンを２〜２０倍の濃度に濃縮することも
可能である。
出することが目的であるので有機溶媒Ａよ抄も抽出能力
あるいは抽出剤濃度の高い有機溶媒であり、例えば３０
νｏＺＸＤＥＨＰＡのケロシン溶液等の有機溶媒を用い
ことでＧａイオンを２〜２０倍の濃度に濃縮することも
可能である。
有機溶媒Ｃは比較的濃い塩酸水溶液からＧａイオンを抽
出し、Ｖ 、 Ａｉイオンを分離する為のものであり、
この有機溶媒Ｃも抽出剤と希釈剤とからなるものであり
、該抽出剤としてはイオン対抽出型の中性抽出剤、例え
ばイソプルピルエーテル、トリブチルフオスフェ−１−
（ＴＢＰ） 、メチルイソブチルケトンＣＭＩＢＫ）、
トリオクチルフォスフインオキサイド（ＴＯＰＯ）ある
いは塩基性抽出剤、例えば第１級、第２級および第３ｇ
アミン、そして第４級アンモニウム塩などが用いられる
。
出し、Ｖ 、 Ａｉイオンを分離する為のものであり、
この有機溶媒Ｃも抽出剤と希釈剤とからなるものであり
、該抽出剤としてはイオン対抽出型の中性抽出剤、例え
ばイソプルピルエーテル、トリブチルフオスフェ−１−
（ＴＢＰ） 、メチルイソブチルケトンＣＭＩＢＫ）、
トリオクチルフォスフインオキサイド（ＴＯＰＯ）ある
いは塩基性抽出剤、例えば第１級、第２級および第３ｇ
アミン、そして第４級アンモニウム塩などが用いられる
。
有機溶媒Ｃのための希釈剤としては、前記した有機溶媒
Ａのための希釈剤が適宜選択使用される。
Ａのための希釈剤が適宜選択使用される。
以下本発明の操作手順を示す流れ図にそって説明し、並
びに実施例を挙げ詳述する。
びに実施例を挙げ詳述する。
６シ０えＸジー２−エチルへキシルリン酸（ＤＥＨＰ＾
）のケロシン溶液である有機溶媒Ａと浸出液をＦｅ抽出
操作においてＯ／Ａ＝１．５で反応させた。Ｆｅを優先
的に抽出した有機溶媒Ａは、Ｆｅ逆抽出操作において５
ｍｏＱ／７塩酸水溶液と０／＾＝０．２で反応させてＦ
ｅを除去して再生した後、再びＦｅ抽出操作へと循環さ
れた。Ｆ＠抽出操作でＦａを除去した後の進出液は、６
ａ抽出操作１において３０ｖｏＬＸＤＥ）ＩＰ＾のケロ
シン溶液である有機溶媒Ｂと０／＾＝２で接触路させて
Ｇａが優先的に抽出され、その後廃液処理される。
）のケロシン溶液である有機溶媒Ａと浸出液をＦｅ抽出
操作においてＯ／Ａ＝１．５で反応させた。Ｆｅを優先
的に抽出した有機溶媒Ａは、Ｆｅ逆抽出操作において５
ｍｏＱ／７塩酸水溶液と０／＾＝０．２で反応させてＦ
ｅを除去して再生した後、再びＦｅ抽出操作へと循環さ
れた。Ｆ＠抽出操作でＦａを除去した後の進出液は、６
ａ抽出操作１において３０ｖｏＬＸＤＥ）ＩＰ＾のケロ
シン溶液である有機溶媒Ｂと０／＾＝２で接触路させて
Ｇａが優先的に抽出され、その後廃液処理される。
Ｇ８を抽出した有機溶媒Ｂは、Ｇａ逆抽出操作１におい
て４ｗ＋ｏｌ／ｆ２ 塩酸水溶液である逆抽出液Ｅと
０／＾＝ Ｏ−、２で反応させてＧａを逆抽出液Ｅへと
移した・６°を除去柚た有機溶媒８は再″Ｇ°抽出操作
〜１へと循環使用される。
て４ｗ＋ｏｌ／ｆ２ 塩酸水溶液である逆抽出液Ｅと
０／＾＝ Ｏ−、２で反応させてＧａを逆抽出液Ｅへと
移した・６°を除去柚た有機溶媒８は再″Ｇ°抽出操作
〜１へと循環使用される。
Ｇａを含んだ逆抽出液Ｅは、Ｇａ抽出操作２において２
０ｖｏｌＪ ）リブチルリン酸（ＴＢＰ）のケロシン溶
液である有機溶媒ＣとＯ／＾＝ ０．２５で反応させて
Ｇａが抽出された。Ｇｓを抽出した有機溶媒Ｃは、Ｇａ
逆抽出操作２において０．１ｎｏＱ／ＪＬ 塩酸水溶
液である逆抽出液ＦとＯ／＾＝０．２５で反応させてＷ
Ｉ！縮Ｇａ水溶液を得た。有Ｓ溶媒Ｃは他の有機溶媒と
同様にＧａ抽出操作２へと循環使用される。
０ｖｏｌＪ ）リブチルリン酸（ＴＢＰ）のケロシン溶
液である有機溶媒ＣとＯ／＾＝ ０．２５で反応させて
Ｇａが抽出された。Ｇｓを抽出した有機溶媒Ｃは、Ｇａ
逆抽出操作２において０．１ｎｏＱ／ＪＬ 塩酸水溶
液である逆抽出液ＦとＯ／＾＝０．２５で反応させてＷ
Ｉ！縮Ｇａ水溶液を得た。有Ｓ溶媒Ｃは他の有機溶媒と
同様にＧａ抽出操作２へと循環使用される。
その操作Ｘζそった実施例を表１、表２に示す。
（実施例１〉
第１表 （単位１７／７）〈実施
例２〉 表２ ｆ単位ｇ々） ｒ抽出工程におけるＧａ回収＄ ９３Ｘ
ｔ
例２〉 表２ ｆ単位ｇ々） ｒ抽出工程におけるＧａ回収＄ ９３Ｘ
ｔ
図は、本発明の操作手順を示す流れ図である。
Claims (1)
- １、アルミニウム電解炉にて発生するダストの鉱酸によ
る浸出液を有機溶媒ＡによりＦｅを優先的に抽出するこ
とでＦｅを可及的に分離する。次いでＧａ、Ａｌ及びＶ
等の各イオンが濃縮された液を、有機溶媒ＢによりＧａ
イオンを優先的に抽出して、Ａｌ及びＶイオン等を可及
的に除去する。同Ｇａイオンを抽出した有機溶媒Ｂに１
〜５Ｎ塩酸を加えＧａイオンを逆抽出し、該Ｇａイオン
の逆抽出液から有機溶媒ＣによりＧａイオンを抽出し、
次いで同Ｇａイオンを逆抽出することを特徴とするアル
ミニウム電解発生ダストからガリウムを回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13621284A JPS6114128A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | アルミニウム電解発生ダストからガリウムを回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13621284A JPS6114128A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | アルミニウム電解発生ダストからガリウムを回収する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114128A true JPS6114128A (ja) | 1986-01-22 |
Family
ID=15169929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13621284A Pending JPS6114128A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | アルミニウム電解発生ダストからガリウムを回収する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114128A (ja) |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13621284A patent/JPS6114128A/ja active Pending
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