JPS62278237A

JPS62278237A - ガリウムの回収方法

Info

Publication number: JPS62278237A
Application number: JP61121860A
Authority: JP
Inventors: Teruo Okano; 輝雄岡野; Kyoko Fujimoto; 京子藤本; Taiji Matsumura; 泰治松村; Takeshi Fukutake; 福武　剛
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-12-03

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。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明〈産業上の利用分野〉本発明は、ガリウムを含有する塩基性溶液、特にアルミ
ナ製造のバイヤー法のアルミニウム塩溶液から簡便な方
法で、安価にガリウムを回収する方法に関する。

〈従来技術とその問題点〉ガリウムは、電子技術の発展に伴ない、化合物゛ト導体
や発光素子等の用途から、その需要が急速に増大してい
る。ガリウムあるいはガリウム化合物を主成分とする鉱
石は存在せず、他の金属の鉱石などに微量存在している
にすぎない。

特にアルミニウムの鉱石であるボーキサイト中に含まれ
ているガリウムは、その絶対量からも優れたガリウム原
料としてｌｆｆ１待されているが、未だ工業的に満足な
回収法が確立されておらず、その製造コストも高く、ガ
リウム利用技術の発展の阻害となっている。

ガリウムは、ボーキサイト中に０．００２〜０．０１％
の割合で含有されており、このボーキサイトからアルミ
ナを製造するバイヤー法ではボーキサイトを水酸化ナト
リウムの熱水溶液で処理して溶解した後、冷却し、水酸
化アルミニウムを析出させる。このとき残りのアルミン
酸ナトリウム水溶液にガリウムが濃縮する。

このアルミン酸ナトリウム水溶液からガリウムを回収す
る方法として、これまでに水銀アマルガム法、炭酸ガス
吹込法、溶媒抽出法、さらに最近ではキレート樹脂法が
提唱され、あるいは用いられている。

しかし、これらの方法にはそれぞれ欠点がある。

水銀アマルガム法では、水銀による種々の汚染、炭酸ガ
ス吹込法では、アルミン酸ナトリウム水溶液中、苛性ア
ルカリ分が炭酸化され、損失するという欠点を有してい
る。溶媒抽出法（特開昭５１−３２４１１号公報、特開
昭５９−２１９４２２号公報等）では、強アルカリ中で
の溶媒の劣化やアルミニウム塩の有機物汚染などの不都
合を有している。

最近注目を集めているキレート樹脂法（特開昭５８−４
９６２０号公報、特開昭５８−９６８３１号公報、特開
昭５９−１６９９３３号公報）は、溶媒抽出の場合のよ
うな有機物汚染の影響は少ないが、操作が煩雑で、樹脂
の劣化や苛性アルカリの損失が避けられない。

バイヤー液から工業的に安価にガリウムを回収するため
のポイントとして、バイヤー液のアルミナ回収工程での
再利用が可能なこと、回収剤の単価が安価であること、
プロセスが簡便であることの３つが挙げられる。

しかし、従来の方法は、まずバイヤー液の再利用がむず
かしいという欠点がある。すなわち、水銀アマルガム法
は水銀による汚染が避けられないし、炭酸ガス吹込法で
は、苛性アルカリ分が炭酸化され損失する。

溶媒抽出法やキレート樹脂法では、バイヤー液の再利用
は一応可能であるが、前者の場合、強アルカリで溶媒が
分解し、バイヤー液が汚染され、水酸化アルミニウムの
品位に悪影響を及ぼす。後者のキレート樹脂法は、比較
的汚染の影響は少ないが、アルカリによるキレート樹脂
の劣化は避けられない。

また、溶媒もキレート樹脂も単価が高く、抽出あるいは
吸着されたガリウムの回収操作も煩雑で、この工程での
苛性アルカリの損失も生じるなどの欠点があり、未だ工
業的に満足できるものではない。

〈発明の目的〉本発明の目的は、アルミナ製造バイヤー法におけるバイ
ヤー液の再利用が可能で、回収剤の単価が安く、回収プ
ロセスも簡便なガリウムの回収方法を提供することにあ
る。

〈発明の構成〉ガリウムとアルミニウムは、化学的性質が良く似ている
ため、その分間が困難であり、従来からガリウムのみと
選択的に反応するキレート試薬等が研究されてきた。し
かし、強アルカリ中では、これらの試薬の劣化は避けら
れない。バイヤー液をクリーンな状態で再利用するため
にもこれらの試薬の利用は好ましくない。

ガリウムとアルミニウムを分離するもう一つの方法とし
て、平衡電位の差の利用が考えられる。

その例が電解法である。しかし、微量のガリウムを含有
する溶液から効率良くガリウムを析出させるには適して
いない。水銀アマルガム法は、ガリウム含量が微量の溶
液からの回収に適しているが、先に述べた欠点がある。

そこで、本発明者らは、これらの欠点を解消してガリウ
ムを含有する塩基性アルミニウム塩溶液から効率良くガ
リウムを回収する方法について鋭意研究した結果、ガリ
ウムを含有するアルミニウム塩溶液にガリウムより卑な
金属であるアルミニウムを添加溶解し、ガリウムを置換
析出させることにより、簡便な処理工程で、経済的にガ
リウムが回収可能なことを見出した。

すなわち本発明は、ガリウムを含有する塩基性アルミニ
ウム塩溶液に金属アルミニウムを添加し、ガリウムを析
出させることを特徴とするガリウムの回収方法を提供す
る。

ここで、前記アルミニウム塩溶液がアルミナ製造のバイ
ヤー法の塩基性アルミニウム塩溶液であるガリウムの回
収方法であるのが良い。

また、前記アルミニウム塩溶液からガリウムを析出させ
る際の溶液温度が１００℃以下であるガリウムの回収方
法であるのが好ましい。

以下に本発明の詳細な説明する。

置換析出法に関しては、ガリウムを含有する酸性溶液に
ガリウムより卑な金属を加えてガリウムを析出させる例
として、ガリウムが酸に溶けにくい性質を利用して、セ
ン亜鉛鉱からガリウムを析出させる例が古くから知られ
ており（無機化学会Ｂｘ−ｘ−ｚ、ガリウム、インジウ
ム、タリウム、九１（＋ｑ６６））　、工業的製法とし
ても開示されている（特開昭５９−６７３３０号公報）
。しかし、強アルカリ中での置換析出については、ガリ
ウムがアルカリに溶解するとされていたことや、置換析
出に用いる添加金属中に含まれる不純物の影響について
検討されていなかったため、実用化されていなかった。

ところが、ガリウムより卑な金属であり、かつガリウム
より１′ｔな金属の不純物含有量が１％以下のものを添
加金属として用いることにより、ガリウムが効率良く析
出すること、またバイヤー液のような強アルカリ中でも
液温１００℃以下ではガリウムの溶解速度が非常に小さ
いため析出したガリウムがアルミン酸ナトリウム溶液か
ら分層回収可能なことがわかった。

またバイヤー法においては１強アルカリ溶液を用いてい
るため、バイヤー液自体には鉄などの不純物含有量が少
ないので、ガリウム品位６０〜９０％のガリウムが置換
析出によって得られる。

置換析出に用いるガリウムより卑な金属としては、亜鉛
、アルミニウムなどか考えられるが、バイヤー液をアル
ミナの回収工程で再利用するためには汚染の影響のない
アルミニウムの使用が最適である。

本発明法の実施にあたりガリウム含有溶液として強塩基
性のガリウム含有水溶液が適用されるが、特にバイヤー
法アルミナの製造工程のガリウム含有アルミン酸ナトリ
ウム水溶液（組成Ｇａ＝０．０１〜０．５　ｇ／ｆ２　
、　　ｌ□０３＝　５０〜１２０ｇ／ｆ。

Ｎａ２０＝　１００〜２００ｇ／１１　）が好適である
。

、Ｆ記の液をゆるやかに攪拌し、好ましくはガリウムよ
り責な金属の不純物含有量が１％以下の金属アルミニウ
ム粉末を添加すると平衡電位の差によりアルミニウムよ
り責なガルラムが置換析出する。金属アルミニウム中の
ガリウムより責な金属の不純物含有量が１％をこえると
、回収率が急激に低下し、析出するガリウムの品位が低
下し好ましくない。

アルミニウム添加時のガリウム含有液の温度は析出した
ガリウムの再溶解を抑えるために１００℃以下に抑える
ことが望ましく、通常１０〜８０℃の温度で実施される
。

ガリウムの回収率は、ガリウムの２０倍量のアルミニウ
ムを添加した場合で、純度９９．５％のアルミニウムで
は１０％程度でその純度は４０％であったが、純度９９
．９９％のアルミニウムの場合は５０％であった。面者
の場合は不純物としてガリウムより責な鉄や銅が含まれ
ており、この鉄や銅の析出がガリウムより優先したため
である。また、後者の純度９９．９９％のアルミニウム
をガリウムの３０倍計添加した場合のガリウムの回収率
は６０％弱でその純度は９８％であった。

このように回収率はアルミニウム添加量を増やすことに
よって高くできるが、・末法ではガリウム回収後のアル
ミン酸ナトリウム水溶液をアルミナ回収工程でｍ利用で
きるので、ガリウムを効果的に回収するには回収率を高
くするよりも、ガリウム回収率を３０〜６０％程度にお
さえて、アルミニウム添加操作を行う方が工業的に有利
である。

〈実施例〉以下に実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例ＩＧａ、　　１９２ｐｐｍ　、　　＾ｆｌ、　　３１００
０ｐｐｍ　。

Ｎａ０１１．　１２８０００　ｐｐｍを含むアルミン酸
ナトリウム溶液に、アルミニウムチップ（純度９９．９
９％）０゜４ｇ添加し、室温で２時間攪拌した後、折出
した金属ガリウムをろ過によって分難回収した。ろ液中
のＧａ、　　Ａｌ１の分析を行フたところ、第１表に示
すような結果が得られた。回収された金属ガリウムは０
．００９５ｇで純度９７％で、ガリウム回収率は４９．
５％であった。

第　　　１　　　表〈発明の効果）本発明方法では塩基性水溶液からのガリウムの回収に金
属アルミニウムを用いる。このためアルミナ回収り一程
でのバイヤー液再利用の工程でも汚染の恐れが全くなく
、しかも簡単な処理工程で経済的に高品位のガリウムの
回収が可能である。

本発明方法によれば、ガリウム回収のコストの低減効果
は極めて著しい。

代理人弁理士　渡辺望稔Ｅ：；゛ ′・５′− 同　　　弁理士　　石　井　陽　−・、−、二′、：二
　　　　１：゛！、　　・鳴−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガリウムを含有する塩基性アルミニウム塩溶液に
金属アルミニウムを添加し、ガリウムを析出させること
を特徴とするガリウムの回収方法。
（２）前記アルミニウム塩溶液がアルミナ製造のバイヤ
ー法の塩基性アルミニウム塩溶液である特許請求の範囲
第１項に記載のガリウムの回収方法。
（３）前記アルミニウム塩溶液からガリウムを析出させ
る際の溶液温度が１００℃以下である特許請求の範囲第
１項または第２項に記載のガリウムの回収方法。