(57)【要約】本発明は、  バイヤー法溶液からのガリウムの回収方法に関する。バイヤー法溶液は、アルミナ工業から得られ、450g/LのNa2O、80g/Lの A12O3、及び190±20ppmのガリウムを含む。本発明は、二段階の分離プロセスのために有機相と無機相を利用し、ガリウムを高純度で回収する。第一の有機相は、7- (4-エチル-1-メチルオクチル)-8-ヒドロキシキノリン、イソデカノール、バーサチック10、及び、灯油を含み、第二の有機相は、トリカプリルメチル-塩化アンモニウム、イソデカノール、及び灯油を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
(i)バイヤー法溶液と、10-15体積％の7- (4-エチル-1-メチルオクチル)-8-ヒドロキシキノリン、10-15体積％のイソデカノール、3-7 体積％のバーサチック10及び、63-77体積％の灯油を含む有機相とを、有機相に対する水性相の比1.0:1.0で、室温にて接触させる工程、
(ii) ロードした有機相と水性相とを分離し、前記有機相を5.0-6.5MのHClで、水性相に対する有機相の比1.0:1.5でスクラビングし、1.0-2.0MのHCl溶液で、水性相に対する有機相の比1.0:1.0でストリッピングし、濃HClを前記のストリップ溶液に添加して必要な酸濃度を4Mに上昇させる工程、
(iii)前記のストリップした溶液に1.0-5.0g/100mlの脂肪族カルボン酸を添加し、工程(ii)で得られた前記ストリップ溶液と、10-20体積％のトリカプリルメチル塩化アンモニウム、5-15%のイソデカノール、及び残量の灯油という組成を有する有機相とを、有機相に対する水性相の比1.0:0.25で室温にて約2分間接触させた後に有機相を分離する工程、 
(iv)前記有機相を5.0-6.5MのHClで水性相に対する有機相の比1.0:1.0でスクラビングし、 3.5-4.5MのNaOH溶液で水性相に対する有機相の比1.0:0.25でストリッピングする工程、
(v)前記溶液を濾過して水酸化鉄を除去し、銅を陰極として、且つステンレススチールを陽極として用い、1.80乃至2.2Vの電圧範囲で前記ストリップ溶液を電解抽出してガリウムを回収する工程、
を含む、バイヤー法溶液からのガリウムの回収方法。
【請求項２】
前記工程 (i)のストリップ溶液が、以下：
ガリウム＝365.00-371.00 ppm
アルミニウム＝250.0-300.00 ppm
バナジウム＝9.0-12.0ppm
鉄＝150.0-180.0ppm
マンガン＝1.8-2.5ppm
の元素組成を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用される前記有機化学物質、例えば(7- (4-エチル-1-メチルオクチル)-8-ヒドロキシキノリン、 アスコルビン酸、 イソデカノール、 バーサチック10、アリコート336、及び灯油が市販等級であり、無機化学物質、例えばHCl、NaOHが分析等級である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記脂肪族カルボン酸が、酒石酸、クエン酸、及びアスコルビン酸からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程 (i) の溶媒抽出のストリップ溶液中の、鉄抑制が85%である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程 (i) の抽出におけるガリウム抽出が、12体積％のケレックス100、10体積％のイソデカノール、5体積％のバーサチック10、及び73体積％の灯油からなる有機相及びバイヤー法溶液の溶液の10分間撹拌で96%である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイヤー法溶液からのガリウムの回収方法に関する。バイヤー法溶液は、アルミナ工業より得られ、450g/LのNa2O、80g/Lの A12O3、及び190±20ppmのガリウムを含む。本発明は、ガリウムがバイヤー法溶液中に存在する、アルミナ工業からの金属ガリウムの回収に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ガリウムは、自然界において比較的に豊富であるが、自然に集中してはいない。これは通常、ボーキサイト中のアルミニウム、かすみ石、及び別の鉱石と結合している。これはまた、ある種の鉱石の灰の中にも見られる。ガリウムの回収のための主な供給源は、アルミニウム鉱石を担持するガリウムである。バイヤー法により使用された苛性溶液は、再利用されるが、ガリウム濃度をおよそ200ppmにまで蓄積する。ガリウムはまた、亜鉛製造において、硫酸亜鉛の精製から得られる残渣または鉄泥からも得られる。
【０００３】
ガリウムは、下記の方法：
1) 直接電気分解、
2) 溶媒抽出、及び
3) イオン交換、
によりバイヤー法溶液から回収される。
【０００４】
直接電気分解方法においては、ガリウムは、一般的に、水銀を陰極として使用することによってバイヤー法溶液から回収される。この方法の欠点は、バイヤー法溶液の有機含量が高い場合には、該方法は低い電流効率の為に非経済的になること及び、水銀の使用が環境に対して高度に毒性であることである。こうした場合、部分的濃縮を伴うガリウムの予備分離は、分別沈殿(アルカリをCO2で中和させることによる)または、石灰の添加によるアルミナの一部の除去に引き続きCO2を通すことによるガリウムの回収によって行われる。Bhat and Sundarajan, J. Less Common Metals, 1967,12 pp: 231-238が参照されるが、ここでは上述の濃縮フラクションからのガリウムの回収のための溶媒抽出方法が研究されている。この研究では、前記液体のアルミナ含量の約50%を、石灰の添加によってアルミン酸カルシウムとして沈殿させた。その後前記ガリア及びアルミナの残りの部分を、アルカリをCO2で中和することによって共沈させた。約0.6%のGa2O3を含むこのフラクションを塩酸中に溶解させ、遊離酸を3Nに維持した。同体積の20%TBPを接触させることによって、この溶液からガリウムを抽出し、その後水で逆抽出した。ガリウムを、アンモニアを用いて沈殿させると、水酸化ガリウムが10%水酸化ガリウム中に溶解し、ここから、ガリウムを陰極として、またニッケルを陽極として使用する電気分解によってガリウム金属が最終的に得られた。こうして得られたガリウムは、総回収率が90%であり、純度が99%であることがわかった。欠点は、バイヤー法に回収して利用することが不可能となる、アルミナ溶液の破壊である。
【０００５】
Varadhraj et al. , J. Appl. Electrochemistry, 1989,19 (1) pp: 61- 64が参照されるが、アルカリ没食子酸塩溶液中でガラスカーボン電極にリニアストリッピングボルタンメトリー技術を用いる、有機物の効果についての彼らの研究により、ガリウムの電着に対する、然るにアルミン酸溶液からのガリウムの回収に対する、これら化合物の阻害効果が明らかになった。
【０００６】
Dorin and Frazer, J. Appl. Electrochemistry, 1988,18(1), pp: 134-141が参照されるが、彼らは、4.5MのNaOH/0.2MのNa2CO3/0. 3MのNaCI及び1.7MのAl(OH)3を含む合成バイヤー法溶液からガリウムを電着させている。電着は、部分的には物質移動工程によって、また部分的には電子移動工程によって制御された。これらの溶液中に通常見られる重金属不純物、例えばFe及びVは、水素発生反応を促進し、上記の所定の臨界濃度、すなわちFeについては3ppm、Vについては30ppmで存在するならば、ガリウム生成を完全に阻害する。上述の二つの方法の欠点は、該溶液がその臨界点を越える鉄及びバナジウムを含んでいる場合に、バイヤー法溶液からのガリウムの直接電解抽出が可能でなくなる点である。
【０００７】
Leveque and Helegorsky, International Solvent Extraction Conference 1977, pp: 439-442が参照されるが、ここではケレックス100を使用する濃バイヤー法溶液からのガリウムの溶媒抽出が初めて報告された。有機相を、8.5体積％のケレックス100、10体積％のn-デカノール、及び81.5体積％の灯油から調製した。この有機相を、75g/LのAl2O3、194g/LのNa2O、及び270ppmのGaを含むバイヤー法溶液と、有機相に対する水性相の比1.0:1.0で28℃にて接触させた際、3hの間に80%のガリウムが抽出されたことが報告された。この方法の欠点は、平衡に達するまでの時間が3hと報告されている、反応速度の遅さである。
【０００８】
Pesic and Zhou, J. Metals, 1988,40 pp: 24-26が参照されるが、ここでは、200ppmのガリウムを含む合成アルミン酸溶液から、4hで80%のガリウム抽出が得られた。この方法の欠点もまた、反応速度の遅さである。Borgess and Masonが参照されるが、ここでは、10.0体積％のケレックス100、5.0体積％のバーサチック10、8.0体積％のn-デカノール、及び77体積％の灯油を使用する、110ppmのGa、16-25g/LのAl2O3、及び108-120g/LのNa2Oを含む、弱いブラジリアンバイヤー法溶液からのガリウムの溶媒抽出が研究されており、2分間で90%の回収を示した。ガリウム抽出の低い反応速度に関連した問題はバーサチック10酸を有機相に導入することによって解消されるが、該方法は、ガリウム金属の実際の回収を扱ってはいない。
【０００９】
Swift, J Am. Chem. Soc, 1924,46, 2375-2381を参照することができるが、ここでは、6. 0MのHClから、ゲルマニウムとFe (III)以外の共存しうるあらゆる元素に勝って、ガリウムを選択的にジエチルエーテルにロードすることができる。HClの存在が、溶媒和によって抽出されるHGaCl4の生成を促進するが、6.0M以上のHClでは酸抽出との競争によりその回収は低減される。エーテル抽出の前に、アルミニウムによるFe (III)還元及び重金属不純物の除去が起こった。この方法の欠点は、Fe(III)に対して選択性のないことであり、アルミニウムが加えられてFe (III)をFe (II)に還元する。
【００１０】
Mihalov, I and Distin, P. A. Hydrometallurgy, 1992,28, 13-27が参照され、ここでは、HCl溶液からのガリウムの溶媒抽出について、詳細な検討が行われており、幾つかの有機剤、例えば有機リン化合物、D2EHPA、 カルボン酸、 ケトン、アルキルアミン、及び第四級アンモニウム塩が、そのHCl溶液からのガリウムの抽出能に関して議論されている。ガリウムは、GaCl4としてイオン交換によって第四級アンモニウム塩 (例えば、トリカプリルモノメチル塩化アンモニウム-アリコート336) 中に抽出される。ガリウムの抽出は迅速であり、塩化物濃度の増加と共に増大する。
【００１１】
US Patent 5,204, 074 は、ガリウムの、その塩基性水溶液、例えばバイヤー溶液からの、ガリウム抽出溶媒を含む媒質と接触させることによる回収を教示する。ガリウム価は、その後塩基性水溶液と接触させられる抽出溶媒に移動し、そこで ガリウムは塩基性水溶液中に逆抽出される。この溶液を更にガリウム抽出溶媒を含む第二の媒質と接触させてここにガリウム価を移動させる。ガリウム強化した第二媒質を、その後酸性または塩基性でありうる第二の水溶液と接触させてガリウム価を逆抽出する。その後これを直接電気分解してガリウムを生成させる。
【００１２】
US Patent 5,008, 016は、置換ヒドロキシキノリン及び苛性ソーダを含む有機相を使用する、塩基性水溶液からの、液体／液体抽出によるガリウムの回収を開示する。
【００１３】
US Patent 4,169, 130は、有機溶媒及び溶解した水不溶性置換ヒドロキシキノリンを含む水非混和性を用いる、液体／液体抽出によるガリウムの回収を開示する。ガリウムの回収は、不活性環境下で行われる。
【００１４】
上記特許は、該方法は反応速度が低く、不活性雰囲気を要求し、このため大スケールでは実行不可能であり回収されるガリウムが低純度であるという欠点を抱えている。
【非特許文献１】Bhat and Sundarajan, J. Less Common Metals, 1967,12 pp: 231-238
【非特許文献２】Varadhraj et al. , J. Appl. Electrochemistry, 1989,19 (1) pp: 61- 64
【非特許文献３】Dorin and Frazer, J. Appl. Electrochemistry, 1988,18(1), pp: 134-141
【非特許文献４】Leveque and Helegorsky, International Solvent Extraction Conference 1977, pp: 439-442
【非特許文献５】Pesic and Zhou, J. Metals, 1988,40 pp: 24-26
【非特許文献６】Borgess and Mason
【非特許文献７】Swift, J Am. Chem. Soc, 1924,46, 2375-2381
【非特許文献８】Mihalov, I and Distin, P. A. Hydrometallurgy, 1992,28, 13-27
【特許文献１】US Patent 5,204, 074
【特許文献２】US Patent 5,008, 016
【特許文献３】US Patent 4,169, 130
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、以上に詳説した欠点を排除する、バイヤー法溶液からのガリウムの回収方法を提供することである。 
本発明の別の目的は、ガリウムの優れた収量及び純度を得る、バイヤー法溶液からのガリウムの回収方法を提供することである。 
本発明のさらに別の目的は、バイヤー法溶液からの、経済的であり且つ環境に配慮したガリウムの回収を得る方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
従って、本発明は、
(i)バイヤー法溶液と、10-15体積％の7- (4-エチル-1-メチルオクチル)-8-ヒドロキシキノリン、10-15体積％のイソデカノール、3-7 体積％のバーサチック10及び、63-77体積％の灯油を含む有機相とを、有機相に対する水性相の比1.0:1.0で、室温にて接触させる工程、
(ii) ロードした有機相と水性相とを分離し、前記有機相を5.0-6.5MのHClで、水性相に対する有機相の比1.0:1.5でスクラビングし、1.0-2.0MのHCl溶液で、水性相に対する有機相の比1.0:1.0でストリッピングし、濃HClを前記のストリップ溶液に添加して必要な酸濃度を4Mに上昇させる工程、
(iii)前記のストリップした溶液に1.0-5.0g/100mlの脂肪族カルボン酸を添加し、工程(ii)で得られた前記ストリップ溶液と、10-20体積％のトリカプリルメチル塩化アンモニウム、5-15%のイソデカノール、及び残量の灯油という組成を有する有機相とを、有機相に対する水性相の比1.0:0.25で室温にて約2分間接触させた後に有機相を分離する工程、 
(iv)前記有機相を5.0-6.5MのHClで水性相に対する有機相の比1.0:1.0でスクラビングし、 3.5-4.5MのNaOH溶液で水性相に対する有機相の比1.0:0.25でストリッピングする工程、
(v)前記溶液を濾過して水酸化鉄を除去し、銅を陰極として、且つステンレススチールを陽極として用い、1.80乃至2.2Vの電圧範囲で前記ストリップ溶液を電解抽出してガリウムを回収する工程、
を含む、バイヤー法溶液からのガリウムの回収方法を提供する。
【００１７】
本発明の実施態様においては、上記工程 (i)のストリップ溶液は、以下：
ガリウム＝365.00-371.00 ppm
アルミニウム＝250.0-300.00 ppm
バナジウム＝9.0-12.0ppm
鉄＝150.0-180.0ppm
マンガン＝1.8-2.5ppm
の元素組成を有する。
【００１８】
本発明の別の実施態様では、使用される有機化学物質、例えば(7- (4-エチル-1-メチルオクチル)-8-ヒドロキシキノリン、 アスコルビン酸、 イソデカノール、 バーサチック10、アリコート336、及び灯油は市販等級であり、無機化学物質、例えばHCl、NaOHは分析等級である。
【００１９】
本発明の別の実施態様では、脂肪族カルボン酸は酒石酸、クエン酸、及びアスコルビン酸からなる群から選択される。
【００２０】
バイヤー法においてアルミナ沈殿及びバナジウムスラッジ沈殿の後に再利用されるバイヤー法溶液は、通常は200ppm程度までのガリウム含量に濃化される。ボーキサイト溶脱に送られる前のこのバイヤー溶液を、有機溶媒混合物-1を使用して、有機相に対する水性相の日1.0:1.0で10分間に亘り段階-Iの溶媒抽出に処し、バイヤー法溶液からガリウムを抽出する。この工程の後、有機相と水性相とを分離し、バイヤー法溶液をボーキサイト溶脱に処する。前述の組成をもつガリウムをロードした有機相もまた、アルミナ及びソーダをそれぞれ1900及び1950ppmの程度で含む。これらの不純物は、5.0-6.5MのHClを使用し、水性相に対する有機相の比1.0:1.5にて、3分間に亘って混合することによりスクラビングに処する。この工程では、アルミナ及びソーダをスクラブ溶液中に除去する一方でロードされたガリウムはスクラブ溶液中への平均損失１％で有機相中に留まる。スクラブした有機相を、その後ストリッピング工程に処するが、ここではロードした有機相の99%が、1.0-2.0MのHCl溶液を用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5で3分間混合することによってストリッピングされる。ガリウムストリッピングした有機相は、段階Iの溶媒抽出に再利用される。ガリウムをロードしたストリップHCl溶液を、濃HCl溶液を加えることによって所望のHCl濃度とし、アスコルビン酸を1.0-5.0g/ストリップ溶液100 mlの割合で加える。
【００２１】
調製したストリップ溶液を段階IIの溶媒抽出工程に処する。段階IIの溶媒抽出は、有機相に対する水性相の比1.0:0.25にて2分間混合することによって行われる。この工程の後、有機相と水性相とを分離し、有機相を5.0-6.5MのHClを用いて水性相に対する有機相の比1.0:1.0で2分間混合することによってスクラビングする。この工程の後、有機相と水性相とを分離し、有機相を3.0-5.0MのNaOH溶液を用いて水性相に対する有機相の比1.0:1.0にて3分間混合することによってストリッピングする。有機相II中にロードした全ガリウムを苛性溶液中にストリッピングする。有機相と水性相とを分離した後、有機相を段階IIの更なる抽出に再利用する。ストリップ溶液中に存在する鉄が水酸化鉄として沈殿し、この沈殿物を濾過によってストリッピング水溶液から除去する。こうして得られた鉄を含まないガリウム強化ストリップ溶液を、銅陰極とスチール陽極とを使用し、-1.95乃至-2.05Vの電位での電気分解にかける。最後にガリウムが銅陰極表面に析出し、99%を上回る純度の金属として回収される。析出の後、苛性ストリップ溶液を、段階IIの溶媒抽出の有機相からの更なるガリウムのストリッピングに再利用する。
【００２２】
ケレックス100によるガリウムの吸収は、下記：
Ga(OH)4-  +  3HQ(o)  =  GaQ3(o)  +  OH-  +  3H2O-
（式中、HQは化学名：(7-(4-エチル-1-メチルオクチル)-8-ヒドロキシキノリン)を有するケレックス100 であり、(o)は有機相を示す）
に示されるように水酸化イオンが遊離するカチオン交換機構を経て進む。
【００２３】
HCl溶液からアリコート336(化学名：トリカプリルメチル-塩化アンモニウム)へのガリウムの抽出は、下記の反応：
GaCl4-  +  R3R'NCl(o)  =  R3R'NGaCl4  +  Cl-(aq)
による。
【００２４】
本発明の方法において、鉄はアリコート336を使用する第二工程の抽出において抽出されないように抑制される。鉄の抑制は、脂肪族カルボン酸、例えば酒石酸、クエン酸、及びアスコルビン酸の添加により研究されており、これらの中ではアスコルビン酸が鉄が抽出されることを抑制するために有効であることが判明した。
【００２５】
およそ85%の鉄を、所望の量のアスコルビン酸を50mlのストリップ溶液に添加することによって、アリコート336中に抽出されないように捕捉することができる。残りの15%の鉄は、ロードしたアリコート336をストリッピングの目的で4.0MのNaOH溶液と接触させる際に沈殿し、従って最終的なストリップ溶液からは鉄が100%除去され、前記溶液からは電解抽出によってガリウムが製造される。
【００２６】
本発明の新規な点は、抽出プロセスの反応速度を増大させる、工程-Iの抽出における、ケレックス100、イソデカノール、 バーサチック-10、及び灯油を含む有機溶媒の使用であり、また、工程-IIの抽出における脂肪族カルボン酸、例えばアスコルビン酸の使用により、ガリウム中の鉄不純物が減少することである。
【００２７】
下記の実施例は、本発明の詳説のために与えられるものであり、従って本発明の範囲を限定すると解するべきではない。
【００２８】
溶媒抽出実験(工程IとIIとの両方)を、必要とされる組成の有機相を調製し、これとバイヤー法溶液とを、メカニカルスターラーを1000+10rpmで用いてガラスビーカー中において十分に混合することによって行った。該ガラスビーカーは、水浴に浸して実験の間中一定の温度を維持した。この研究に使用した全ての他の無機化学物質は分析等級であり、全て実験目的のために標準的実験用ガラス製品を使用した。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
100mlのバイヤー法溶液を、10%のケレックス、10%のイソデカノール、及び5%のバーサチック-10、及び75%の灯油を含む100mlの有機溶媒-Iと共に10分間撹拌し、静置した。水性相と有機相とを、分液漏斗を使用して分離し、ガリウム分析のために水性溶液から試料を回収した。この段階の間に、有機相にはナトリウム、アルミニウム、及び別の不純物が、ガリウムと共に抽出された。そこで、有機相のスクラビングを、6.0MのHClを用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5で行った。この段階の間、ガリウムは有機相中に残るが、これはその後、1.5MのHClを用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5でストリッピングする。ストリップ溶液中のガリウム濃度を分析したところ、340ppmであって、ストリップ溶液中に85%回収されていることが判明した。1.5MのHC1を含むこのストリップ溶液を、14mlの濃HC1を加えることにより4.0MのHClとし、鉄抑制のための2.0g/100mlのアスコルビン酸と共に100mlのストリップ溶液とした。HCl溶液添加の後、ガリウムの濃度は298.0ppmに減少した。これをその後、更なる精製及び濃縮のために溶媒抽出段階IIに処した。段階IIで使用する有機相は、15体積％のアリコート336、10体積％のイソデカノール、及び75体積％の灯油で調製した。有機相に対するアリコートの比は、1.0:0.25に維持し、段階Iのストリップ溶液と2分間に亘り十分に混合した後、分液漏斗を使用して双方の相を分離した。ロードした有機相を、6.0MのHC1で、水性相に対する有機相の比1.0:1.0でスクラビングし、4.0MのNaOH溶液で水性相に対する有機相の比1.0:0.25でストリッピングした。最終的なストリップ溶液中のガリウムは、4.75g/Lであることが判明した。第二工程の抽出から得られたこの100mlのストリップ溶液を、EG&G定電位／定電圧モデルNo.273を使用し、-1.8vで、電気分解し、ガリウムを銅陰極表面に電解抽出した。ステンレススチール陽極及び参照電極としては飽和カロメル電極を、電解抽出プロセスに用いた。約95%の金属ガリウムが、第二段階の抽出から得られたストリップ溶液の電気分解によって得られた。
【００３０】
（実施例２）
100mlのバイヤー法溶液を、12%のケレックス、10%のイソデカノール、及び10%のバーサチック-10、及び68%の灯油を含む100mlの有機溶媒-Iと共に10分間撹拌し、静置した。水性相と有機相とを、分液漏斗を使用して分離し、ガリウム分析のために水性溶液から試料を回収した。この段階の間に、有機相にはナトリウム、アルミニウム、及び別の不純物が、ガリウムと共に抽出された。そこで、有機相のスクラビングを、6.0MのHClを用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5で行った。この段階の間、ガリウムは有機相中に残るが、これをその後、1.5MのHClを用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5でストリッピングする。ストリップ溶液中のガリウム濃度を分析したところ、345ppmであって、ストリップ溶液中に86%回収されていることが判明した。1.5MのHC1を含むこのストリップ溶液を、14mlの濃HC1を加えることにより4.0MのHClとし、鉄抑制のための2.0g/100mlのアスコルビン酸と共に100mlのストリップ溶液とした。HCl溶液添加の後、ガリウムの濃度は300.0ppmに減少した。これをその後、更なる精製及び濃縮のために溶媒抽出段階IIに処した。段階IIで使用する有機相は、12体積％のアリコート336、10体積％のイソデカノール、及び78体積％の灯油で調製した。有機相に対するアリコートの比は、1.0:0.25に維持し、段階Iのストリップ溶液と2分間に亘り十分に混合した後、分液漏斗を使用して双方の相を分離した。ロードした有機相を、6.0MのHC1で、水性相に対する有機相の比1.0:1.0でスクラビングし、4.0MのNaOH溶液で水性相に対する有機相の比1.0:0.25でストリッピングした。最終的なストリップ溶液中のガリウムは、4.5g/Lであることが判明した。第二工程の抽出から得られたこの100mlのストリップ溶液を、EG&G定電位／定電圧モデルNo.273を使用し、-2.2vで、電気分解し、ガリウムを銅陰極表面に電解抽出した。ステンレススチール陽極及び参照電極としては飽和カロメル電極を、電解抽出プロセスに用いた。約97%の金属ガリウムが、第二段階の抽出から得られたストリップ溶液の電気分解によって得られた。
【００３１】
（実施例３）
100mlのバイヤー法溶液を、12%のケレックス、10%のイソデカノール、及び5%のバーサチック-10、及び73%の灯油を含む100mlの有機溶媒-Iと共に10分間撹拌し、静置した。水性相と有機相とを、分液漏斗を使用して分離し、ガリウム分析のために水性溶液から試料を回収した。この段階の間に、有機相にはナトリウム、アルミニウム、及び別の不純物が、ガリウムと共に抽出された。そこで、有機相のスクラビングを、6.0MのHClを用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5で行った。この段階の間、ガリウムは有機相中に残るが、これをその後、1.5MのHClを用い、水性相に対する有機相の比1.0:1.5でストリッピングする。ストリップ溶液中のガリウム濃度を分析したところ、380ppmであって、ストリップ溶液中に95%回収されていることが判明した。1.5MのHC1を含むこのストリップ溶液を、14mlの濃HC1を加えることにより4.0MのHClとし、鉄抑制のための2.0g/100mlのアスコルビン酸と共に100mlのストリップ溶液とした。HCl溶液添加の後、ガリウムの濃度は333ppmに減少した。これをその後、更なる精製及び濃縮のために溶媒抽出段階IIに処した。段階IIで使用する有機相は、15体積％のアリコート336、10体積％のイソデカノール、及び75体積％の灯油で調製した。有機相に対するアリコートの比は、1.0:0.25に維持し、段階Iのストリップ溶液と2分間に亘り十分に混合した後、分液漏斗を使用して双方の相を分離した。ロードした有機相を、6.0MのHC1で、水性相に対する有機相の比1.0:1.0でスクラビングし、4.0MのNaOH溶液で水性相に対する有機相の比1.0:0.25でストリッピングした。最終的なストリップ溶液中のガリウムは、5.32g/Lであることが判明した。第二工程の抽出から得られたこの100mlのストリップ溶液を、EG&G定電位／定電圧モデルNo.273を使用し、-2.2vで、電気分解し、ガリウムを銅陰極表面に電解抽出した。ステンレススチール陽極及び参照電極としては飽和カロメル電極を、電解抽出プロセスに用いた。約99%の金属ガリウムが、第二段階の抽出から得られたストリップ溶液の電気分解によって得られる。連続電解抽出プラントにおいては、妥当な電流効率でプラントを稼働
させるため、40g/L のガリウムのバッファを維持するのが通常の操作であり、したがって、最終ストリップ溶液中に得られる、5.32g/Lの低濃度のガリウムは、電解抽出工程の間に、電流効率の如何なる問題も引き起こすことはない。
【００３２】
本発明の主な利点は、この方法において使用される有機相が再利用可能なこと、得られる金属ガリウムが高純度であること、及び該方法が環境に配慮したものであることである。
【国際調査報告】
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