DE1483344A1

DE1483344A1 - Verfahren zum Feinreinigen von Gallium,Indium und Thallium durch elektrolytische Raffination

Info

Publication number: DE1483344A1
Application number: DE19651483344
Authority: DE
Inventors: Todt Dr Dipl-Chem Enno; Hans Hauschildt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-12-15
Filing date: 1965-12-15
Publication date: 1969-02-13
Also published as: DE1483344C3; GB1127159A; DE1483344B2; CH449273A; NL6615622A; AT267891B; BE691073A; SE328124B

Description

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Verwahrer, zvir, Feinreinigen von Gallium, lndiurr. und Thaliiur. durch «iektrolyllsehe

(Zusatz zu:. Patent J 170

Gegenstand der deutschen Patentschrift 1 170 o^b ist ein Verfahren zum Feinreinifren von Gallium, Indium und Thallium durch elektrolytisch« Raffination. Als.Elextrolyt wirä hierbei ein hornplexsalz der allgemeinen Formell Al.R^XjMe verwendet, in der R ein KohlenwascerstofΓ-raaikal, X ein Halcpenatom und Me einen Alkalimetall- oder einen Ammoniumrest Dedeutet. Anstelle der bisher zur Abscheidung von GaIlIu^ Indium und Thallium als Elektrolyt verwendeten Komplexsal/.e des

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■ ■' ■-:·-:· ί - ■ ■ it ic xt jeweils als Anode eingesetzten Metalls werden also bei diesem Verfahren ausschließlich die leicht zugänglichen und thermisch stabile! aluminiumorganischen Kompiexsalze verwendet, was einen wesentlichen. Vorteil für die elektrolytische Raffination darstellt.

Eb hat sieh nun pezeigt, daß das Verfahren des Patentes 1 170 658 dadurch wesentlich verbessert werden kann, daß man zur Durchführung des Verfahrens die alurniniurnorganischen Komplexsalze in organischen Lösung laittel löst. Als Lösungsmittel geeignet sind alle organischen Verbindungen, die hinsichtlich der als Elektrolyt verwendeten Komplexsalz ein ausreichendes Lösevemögen aufweisen und kein aktives Wasserstoffatom enthalten, beispielsweise alipnatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sowie aliphatische und cyclische Äther. In besonderer Wei sind für das erfindungsgemäße Verfahren die aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol geeignet. Aus der Verwendung der Komplexsalze in gelöster Form ergeben sich für das elektrolytische Reinigungs verfahren bemerkenswerte Vorteile.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß der Schmelzpunkt des Elektrolyten wesentlich herabgesetzt wird, in den meisten Fällen liegt der Schmelzpunkt der Lösung unterhalb der Raumtemperatur. So beträgt zum Beispiel der Schmelzpunkt der Verbindung

Γ* ι ο *^s^

J(CH,)^N j Cl . 2 Al(C₂H₁-), 66 bis 70 C, eine Lösung dieses Salzes

in Toluol hingegen bleibt flüssig bis mindestens -6O⁰C.

Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ergibt sich aus der Erhöhung d«r elektrischen Leitfähigkeit. Fig. 1 zeigt die spezifische elektrisc

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,eitfahigkeit von in Toluol ^loetem yCH^^H Jci . 2 Al (C₃Ht)₅ in bhgnjriffkcit von der Menge des Lösungsmittela bei 8O⁰C, Fler. 2 die .bhängipiceit aer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit einer

Γ T

fonucü, )^N [F . 2 Al (C^H^), in Toluol von der LÖsuntfsmlttelrtenge, •benfalls bei 50⁰C. Die spezifische Leitfähigkeit (3er in Diethylether, η Tetrahydrofuran uzv.. in Dioxan pelösten Verbindung I (CTU)^N J Ci . 1 {'C.Jl ) .. ist in AbriariripKeit von der Lösungsmittelkonzentration je-0II3 in den Figuren ^, 4 und 5 graphisch

η diesem Zus^r.iaenhang verdient, weiterhin hervorgehoben zu werden» laß die BrunnbarkeIt des erfinduncis^eraäu gelösten Elektrolyten «resent«. .ich unterhalt der Brennbarkeit des seeehffolzene/» Elektrolyten liegt. ienerKer.swert ist auch die treRenUöer dem Verfahren des Hau pt patente» in grob kristalliner Vorm erfolgende Aoecheidung der irerelnigteti Metall·« .as eine bessere Aotrenning vom Elektrolyten ersiöglicht_r '/

Die Durchführung derelektrolytischen Raffination erfolgt geatS den Angaben des Hauptpatentes« ebenso die Reinigung von Elektrolyten. Macn Entfernung des jrelöaten Koaple^salzes aus der Zelle wird das ab#te- -

schiedene Metall unter einer inerten hochsiedenden Substanz, 2. B.

Dekalin, Paraffin oder Glyzerin zusammengeschmolzen. Die restlose £nt-

fernuntr vom Elektrolyten geschieht durch Schmelzen unter Glyzerin, das mit einigen Tropfen 4o£iger KOH versetzt worden' ist.

mittels des neuen Verfahrens erhielte Reinigungseffekt kann den Tabellen 1 und 2 entnommen werden, in denen der Fremdstoffgehalt des AttSgangsmateriais dem Fretndstofgehalt des gereinigten Metalle gegenüber-

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Zur Erläuterung des erfindungegemäßen Verfahrens werden die nachfolgende] Beispiele angeführt.

Seispiel 1

In eine Elektrolyse bringt man als Anode Indium mit einem Reinheitsgrad von 99#8 %. Die Anode wird mit einem engporigen Leinensäckchen umgeben, das zur Aufnahme des Anodenschlammee dient. Als Elektrolyt wird die Verbindung

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welche mit zwei Mol Toluol verdünnt ist, eingesetzt. Als Kathode wird 99*999 Jfigee Indium auf dem Boden der Zelle eingefüllt. Die Stromzuführung zur Kathode erfolgt mit Hilfe eines Platindrahtes, und zwar derart, daß der durch den Elektrolyt führende Teil dee Platlndrahtee von einem Olasrohr umgeben ist. Die Elektrolysezelle wird in eine auf BO⁰C aufgeheiztes ölbad eingetaucht. Zwischen Anodensäckchen und Kathode ist eine Rührvorrichtung angebracht, durch die die Annäherung des kathodisch abgeschiedenen Indiums an die Anode verhindert wird. Die Elektrolyse wird bei einer Spannung von 2 V und einer Stromstärke von 100 mA ohne Unterbrechung innerhalb von 450 Std. durchgeführt. Dabei scheidet sich das hocnreine Indium in grob kristalliner Form an der Kathode ab. Zur Entfernung des anhaftenden Elektrolyten wird das abgeschiedene Indium zunächst unter Paraffin, dann unter Olyzerln, welohwi ■ ♦inig· Tropfen 40 *ig«r KOH zugefügt worden sind, zu η\τ\η Τ\9φ\ηη »Wji Λ)

»agttehaolzen· Der R«lnlgungs«ffekt kennt au* d«r

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Beispiel 2

Die Anordnung der Elektrolysezelle entspricht der Anodnung des Beispiels 1. Als Anode wird 99,9 £iges Thallium eingesetzt, als Elektrolyt die Verbindung !(CH^N J Cl . 2 Al (C₃H.), , die in 2 Mol Toluol gelöst ist. Als Kathode dient ein Silberolech, auf dem sich das gereinigte Thallium in kristalliner Form abscheidet. Die Elektrolyse wird Dei einer Spannung von l,i V und einer Stromstärke von IB bis j>0 niA ohne Unterbrechung innerhalb von 2iO Std. durchgeführt. Die Kathodenstromdichte war uu Beginn der Abscheidung 5 mA/cm , die Temperatur öO~C. Zur Entfernung des noch anhaftenden Elektrolyten wird das aDgeschiedene Metall zunächst mehrere Male mit Benzol gewaschen und anschließend unter Paraffin bei etwa 550 C zu einem Regulus zusammengeschmolzen. Der Reinigungseffekt ergibt sich aus Tabelle 2.

5 Patentansprüche 5 Figuren

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Peinreiniirunf; von Gallium, Indium und Thallium durch elektrolytische Raffination und unter Verwendung von Komplexsalzen der allgemeinen Formel IAl, R^XjMe, in der R einen Kohlenwasserstoffrest, X ein Halogenatom und Me eine Alkalimetall oder einen Ammoniumrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens die obengenannten Komplexsalze in organischen Lösungsmitteln gelöst werden.

2· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,·da.2 als Lösungsmittel Kohlenwasserstoffe oder Äther verwendet werden.

3· Verfahren gemäß den Anaprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da8 die Elektrolyse bei oder nur wenig unterhalb der Siedetemperatur des jeweiligen Lösungsmittels durchgefUnrt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis J5„ dadurch gekennzeichnet, daß die restlose Entfernung des Elektrolyten vom abgeschiedenen Metall durch Zusammenschmelzen unter einer hochsiedenden Substanz, die * einen alkalischen oder saueren Beatandteil enthalten kann, erfolgt·

5« Verfahren gemttß Anspruch 1 bis >, dadurch gekennzeichnet, da£ die restlose Entfernung des Elektrolyten vom abgeschiedenen Metall Zuwuoaenectwelsen unter ParaffintU oder Glyzerin, dl· einige Tropfen" *O jHfcer Kalilauge enthalten* erfolgt.

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