JPS5842737A - ガリウムの回収方法 - Google Patents

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】 本発明は、ガリウムの回収方法に関するものである。

ガリウムは近来、電子技術の発展などにより。

１要が増加しつつあるが、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いまだ発見さ、れておらず、
他の金属の鉱石などに微量随伴している。例えば、アル
ミニウムの磁石であるボーキサイトにもガリウムは微量
含有されている。また。

石炭の煙灰、亜鉛製練時の＠渣、ゲルマン鉱石中などに
も微量含有されている。これら微量に含有されるガリウ
ふを分離９回収しようとする試みがなされて来ており、
溶媒抽出法、水銀アマルガム法、炭酸がス吹込法などが
提唱され、あるいは用いられている。しかる＃！：、こ
れらの諸方法にはそれぞれ欠点がある。すなわち、溶媒
抽出法では。

用いる溶媒の取扱いの難かしさと溶媒の単価及び抽出対
象がアルミニウム塩溶液である場合には。

ガリウム抽出後のアルミニウム塩の有機物汚染などが欠
点となり、水銀アマルガム法では、水銀による種々の汚
染、また炭酸ガス吹込法では、操作が繁雑であるという
欠点があり、これら既存の方法は共通してガリウムの回
収効率が悪いという欠点を有している。

一方、キＬ／−）性イオン交換［１ｉ１を用いてガリウ
ームを分離９回収することも考えられるが、ガリラムと
アルミニウムとの分離効率が悪Ｘ、実用に６供せられる
ものではなかった。

そこで１本願発明者らは、これらの欠点を解消して力゛
リウムを含有する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、キレー
ト性イオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂塔に特定
の空間速度で通液すると、ガリウムとアルミニウムとが
効率良く分離することを見い出し９本発明に到達した。

すなわち９本発明は、ガリウムを含有するアルミニウム
塩溶液を、キレート−性イオン交換樹脂を充填したイオ
ン交換樹脂塔に空間速度（以下Ｓｖという。）約５．０
１／Ｈｒ以下で通液してキレート性イオン交換樹脂にガ
リウムを吸着させ９次いで吸着させたガリウムを溶離さ
せることを特徴とするガリウムの回収方法である。

本発明におけるガリウムを含有するアルミニウム塩浴液
としては９例えば、バイヤー法によって製造された水１
俊化アルミニウム又はアルミナを出発原料とするアルミ
ニウム化合物の溶液、含ガリウムアルミナ資源の酸性な
いし弱アルカリ性抽出液があげられる。

本発明に用いられるキレート性イオン交換樹脂としては
９例えば、樹脂母体としてフェノール系スチレン系、エ
ポキシ系、アクリμエステ／Ｉ／糸に官能基としてジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトフミン、テトフエ
チレンペンタミン、ペンタエチレンへキサミン等のアミ
ン類、イミノジ酢酸等のアミノカルボン酸類、ジブロバ
ノールアミ。

ン等のアルコールアミン類あるいは尿素、チオ尿素、リ
ン酸を導入したキレート性イオン交換樹脂があげられ、
特にガリウムに対する選択性の高いアミツカｐボン酸を
導入したキレート性イオン交換樹脂が望ましい。

本発明でガリウムを含有するアルミニウム塩溶液からガ
リウムを回収するには、まず、キレート性イオン交換樹
脂を充填したイオン交換樹脂塔にＳｖで約５．０１／Ｈ
ｒ以下で通液させるが、一般にキレート性イオン交換樹
脂やイオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂塔に通常
の溶液を通液する時のＳＶは、概ね１０．０１／Ｈｒ前
後である。この１０．０１／Ｈｒ前後のＳＶで、ガリウ
ムを含有するアルミニウム塩溶液を通液させると、ガリ
ウムとアｔＶ　ミニラムとの分離効率が非常に悪く、実
用に供せられるものではないが、これを約５．０１／）
（ｒ以下にすれば９分離効率が良くなり、特に約２．０
１／Ｈｒ前後、さらに約１．０１／Ｈｒ前後で通液させ
ると分離効率は非常に良くなる。そのときの通液方向と
しては、上向流でもよいし、下向流でもよい。また、ア
ルミニウム塩溶液の温度としては、高ければ高いほどガ
リウムとアルミニウムとの分離が良いが、有機物である
キレート性イオン交換樹脂の保護を考えると１０〜６０
　Ｃが望ましく、アルミニウム塩溶液のｐＨとしては、
ガリウムが充分溶解しており、かつキレート樹脂が陽イ
オン交換樹脂の一種であることを考えあわせると６．５
以下に調整することが好ましく、特に１〜５に調整する
ことが望ましい。

このよう１こすれば、キレート性イオン交換樹脂にほと
んどガリウムのみを吸着させることができる。

次に本発明では、吸着させたガリウムを溶離させること
が必要である。そのためには９例えば。

酸溶液で溶離させるが、その溶離させる方法としてカフ
ム法でもパッチ法でも可能であるが、吸着時にカフ五法
を採用している関係上、カフ五法が望ましい。この時の
酸溶液とキレート性イオン交換樹脂との接触速度として
は、空間速度（！’３Ｖ　）で２１／Ｈｒ以下、特に０
．５〜１１／Ｈｒが賽用的で効率よく溶離できるので好
ましい。

本発明でガリウムの溶離に用いる酸溶液としては例えば
、塩酸、硝酸などの強解離性の鉱酸水溶液酢酸、クエン
酸などの有機酸の水溶液あるいは士Ｖン酸、フッ化水素
などの水溶液のいずれも用いることが可能であるが、６
規定以上の濃度の塩酸で溶離するときが、酸の作用に加
えて、塩酸の錯体形成力もはだらぎ、高濃度のガリウム
塩溶液を比較的短時間で得られるので最も望ましい。

本発明によれば、効率良くガリウムとアルミニウムを分
離することができ、特に回収液中のガリウム濃度３００
０　Ｎ７ｇ以上の濃度となるので、これを電解して金属
ガリウムを得ることができる。また回収液中のガリウム
濃度が３０００　Ｗ／ｇ以下であっても、ガリウムとア
ルミニウムとの濃度比（重量）で１＝１４前後であれば
、これを蒸発などの物理的な濃縮でアルミニウムを晶析
させることができるため、これを上記と同様にして金属
ガリウムを得ることができる。

次ｔこ実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ ガリウム含有のアルミニウム塩溶液を硫酸水溶液でｐＨ
２，５に調整した後、定性濾紙にて濾過した次いで濾液
をキレート性イオン交換樹脂ユニセレック■ＬＩＲ−５
０（官能基がイミノジ酢酸、ユニチカ株式会社ａｉｌ）
Ｋ−下向流で５Ｖ１１／Ｈｒで樹脂の１８０倍量通液し
た後、　　Ｓ　Ｖ　２１／Ｈｒで樹脂を１．５時間水洗
し、６規定の塩酸水溶液を５Ｖ１１／Ｈｒで６時間通液
してガリウムを回収した。

その結果を表１に示す。

表１ 表１よりあきらかなどとく９回収液中のガリウム濃度が
非常に高く、これを電解して金属ガリウムを得ることが
できた。

実施例２ ガリウムを１０　ｑ／ＩＩ含有するアルミニウム塩溶液
をキレート性イオン交換樹騙、ユニセレツク■ＵＲ−５
０（官能基としてイミノジ酢酸を有する。

ユニチカ株式会社製）を６０−充填した内径９鎮長さ１
ｇｌ　５　Ｑ　ｅｌｌのガラス製のカラムに下向流で５
ｖ５１／Ｈｒで樹脂の１２０倍量まで通液し、ガリウム
とアルミニウムを吸着させた。次いでＳ　Ｖ　５１／ｉ
（ｒで樹脂を′５０分間水洗し、６規定塩酸を５Ｖ１１
／Ｈｒで下向流で４時間通液し、ガリウムを回収した。

その結果を表２に示す。

表２ 表２よりあきらかなどとく、アルミニウム塩溶液中のガ
リウムの除去率が７２９６となり、原液のガリウムとア
ルミニウムとの比が１　／４６０であったものが９回収
液では１／１０．５となっている。この回収液を濃縮し
て金属ガリウムを得ることができへ比較例１ ｇ　リウＡ　ヲ１０　ｑ／ｌ　含有するアルミニウム塩
溶液をＳＶ　１０１　／Ｈｒで通液した以外は、実施例
２と全く同様にして回収液を得た。

その結果を表３に示す。

表３ 表３よりアルミニウム塩溶液中のカリウムの除去率は３
２％であり、キレート性イオン交換樹脂への吸着率は半
分以下で、吸着操作のメリットは少なく、また原液のガ
リウムとアルミニウムとの比が１／４６０であったもの
が１回収液では１／２４．５になったにすぎず、これを
濃縮しても金属がリウムは得られなかった。

特許出願人　　ユニチカ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）°ガリウムを含有するアルミニウム塩溶液を、キ
   レーＦ性イオン交換１１８Ｍを充填したイオン交換樹脂
   塔に空間速度（８７）約５．０１／Ｈｒ以下で通液して
   キレート性イオン交換樹脂にガリウムを吸着させ９次い
   で吸着させたガリウムを溶離させることを特徴とするガ
   リウムの回収方法。
2. （２）ガリウムを含ゼするアルミニウム塩溶液のｐＲを
   ３．５以下會こ調整する特許請求の範囲第１ＸｊＩ記載
   の回収方法。