DE1483344B2 - Verfahren zum feinreinigen von gallium, indium und thallium durch elektrolytische raffination - Google Patents
Verfahren zum feinreinigen von gallium, indium und thallium durch elektrolytische raffinationInfo
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Description
erfolgt mit Hilfe eines Platindrahtes, und zwar derart, daß der durch den Elektrolyt führende Teil des
Platindrahtes von einem Glasrohr umgeben ist. Die Elektrolysezelle wird in ein auf 8O0C 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 Stunden durchgeführt. Dabei scheidet
sich das hochreine Indium in grob kristalliner Form an der Kathode ab. Zur Entfernung des anhaftenden
Elektrolyten wird das abgeschiedene Indium zunächst unter Paraffin, dann unter Glyzerin, welchem einige
Tropfen 40%iger KOH zugefügt worden sind, zu
einem Regulus zusammengeschmolzen. Der Reinigungseffekt kann aus der Tabelle 1 entnommen werden.
B e i s ρ i e 1 2
Die Anordnung der Elektrolysezelle entspricht der Anordnung des Beispiels 1. Als Anode wird 99,9%iges
Thallium eingesetzt, als Elektrolyt die Verbindung [(CHg)4N]Cl-2Al(C2Hs)3, die in 2MoI Toluol gelöst
ist. Als Kathode dient ein Silberblech, auf dem sich das gereinigte Thallium in kristalliner Form abscheidet.
Die Elektrolyse wird bei einer Spannung
ίο von 1,1 V und einer Stromstärke von 18 bis 30 mA
ohne Unterbrechung innerhalb von 210 Stunden durchgeführt. Die Kathodenstromdichte war zu Beginn
der Abscheidung 5 mA/cm2, die Temperatur 8O0C. Zur Entfernung des noch anhaftenden Elektrolyten
wird das abgeschiedene Metall zunächst mehrere Male mit Benzol gewaschen und anschließend unter
Paraffin bei etwa 3500C zu einem Regulus zusammengeschmolzen.
Der Reinigungseffekt ergibt sich aus .Tabelle 2.
Ag
Reinigung von Indium (Spektralanalytisch
ermittelte Elemente in Gewichtsprozent · 10~4)
Al j Cu I Fe | Mg | Ni | Zn | Mn
ermittelte Elemente in Gewichtsprozent · 10~4)
Al j Cu I Fe | Mg | Ni | Zn | Mn
| Flamme Element« Tl |
nphotometrisch ermittelte ; in Gewichtsprozent · 10-4 Cd j Zn j C |
|>40 <0,5 |
2,3 |
| ~8 0,14 |
2,0 | 0,43 | |
| 0,05 | 0,41 | >40 | 2,3 |
| Q | >40 | 0,06 | <1 |
| 0,08 | ~7 | <0,5 0,04 0,06 |
|
| 0,14 | 2,0 |
Ausgangsmaterial,
.99,8°/oig
Gereinigtes In ...
Ausgangs-In
Gereinigtes In ...
Ausgangs-In
Gereinigtes In
Versuch 1
Gereinigtes In
Versuch 2
Ausgangs-In
Gereinigtes In ...
1,7
<0,5
<^0,26
<^0,26
1,7
«10,26
2,3 20
<2,3 11
16 <0,5
10
16
«0,5
<0,5
1,0
<0,5
26 <0,10
<20 10 26
0,2 <0,054
0,2
0,6
< Vor der Nachweisgrenze; Element gerade noch nachweisbar.
<^ Vor der Nachweisgrenze; Element nicht nachweisbar.
210
210
Reinigung von Thallium (Spektralanalytisch ermittelte Elemente in Gewichtsprozent · ΙΟ"4)
Ag j Al . I Cu j Fe | In | Mg | Mn
Ausgangs-Tl,
99,9°/oig
Gereinigtes Tl .
Gereinigtes Tl .
<0,3
<0,9
0,6 300
<4,0
<4,0
1,3
<0,046
<0,046
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Feinreinigung von Gallium, gungsverfahren bemerkenswerte Vorteile.
Indium und Thallium durch elektrolytische Raffi- 5 Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin,
nation und unter Verwendung von Komplexsalzen daß der Schmelzpunkt des Elektrolyten wesentlich
der allgemeinen Formel [Al2R6X] Me, in der herabgesetzt wird, in den meisten Fällen liegt der
R einen Kohlenwasserstoffrest, X ein Halogen- Schmelzpunkt der Lösung unterhalb der Raumatom
und Me einen Alkalimetall-oder einen Ammo- temperatur. So beträgt z.B. der Schmelzpunkt der
niumrest bedeutet, nach Hauptpatent 1170 658 io Verbindung
dadurch gekennzeichnet, daß zur ■ ιυγήλ ι\π ΓΊ ? auc Hr'i
Durchführung des Verfahrens die obengenannten L^ti3;4iNj ei · zai^2ms;3
Komplexsalze in organischen Lösungsmitteln ge- 66 bis 7O0C, eine Lösung dieses Salzes in Toluol hinlöst
werden. - gegen bleibt flüssig bis mindestens —60°C.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- 15 Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ergibt
kennzeichnet, daß als Lösungsmittel Kohlen-' sich aus der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit.
Wasserstoffe oder Äther verwendet werden. F i g. 1 zeigt die spezifische elektrische Leitfähigkeit
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, von in Toluol gelöstem [(CH3J4N]Cl · 2Al(C2H5J3 in
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse bei Abhängigkeit von der Menge des Lösungsmittels bei
oder nur wenig unterhalb der Siedetemperatur des 20 80° C,
jeweiligen Lösungsmittels durchgeführt wird. Fig. 2 "die Abhängigkeit der spezifischen-elektri-
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch sehen Leitfähigkeit=eiiiei Lösung von
gekennzeichnet, daß die restlose-Entfernung des l
Elektrolyten vom abgeschiedenen Metall durch
gekennzeichnet, daß die restlose-Entfernung des l
Elektrolyten vom abgeschiedenen Metall durch
Zusammenschmelzen unter einer hochsiedenden 25 in Toluol von der Lösungsmittelmenge, ebenfalls bei
Substanz, die einen alkalischen oder sauren Be- 80° C. ■■ . '
standteil enthalten kann, erfolgt. Die spezifische Leitfähigkeit der in Diäthyläther,
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch in Tetrahydrofuran bzw. in Dioxan gelösten Verbingekennzeichnet,
daß die restlose Entfernung des dung [(CH3)4N]C1 · 2A1(C2H5)3 ist in Abhängigkeit
Elektrolyten vom abgeschiedenen Metall durch 30 von der Lösungsmittelkonzentration jeweils in den
Zusammenschmelzen unter Paraffinöl oder GIy- F i g. 3, 4 und 5 graphisch dargestellt.
zerin, die einige Tropfen 40°/0iger Kalilauge ent- In diesem Zusammenhang verdient weiterhin her-
- halten, erfolgt. vorgehoben zu werden, daß die Brennbarkeit des er-
. findungsgemäß gelösten Elektrolyten wesentlich unter-
35 halb der Brennbarkeit des geschmolzenen Elektrolyten
liegt. Bemerkenswert ist auch die gegenüber dem Ver-
fahren des Hauptpatentes in grob kristalliner Form
erfolgende Abscheidung der gereinigten Metalle, was
eine bessere Abtrennung vom Elektrolyten ermöglicht.
40 Die Durchführung der elektrolytischen Raffination
erfolgt. gemäß den Angaben des Hauptpatentes,
Gegenstand des Hauptpatents i 170 658 ist ein ebenso die Reinigung vom Elektrolyten. Nach Entfer-Verfahren
zum Feinreinigen von Gallium, Indium nung des gelösten Komplexsalzes aus der Zelle wird
und Thallium durch elektrolytische Raffination. Als das abgeschiedene Metall unter einer inerten hoch-Elektrolyt
wird hierbei ein Komplexsalze der allge- 45 siedenden Substanz, z. B. Dekalin, Paraffin oder
meinen Formel [Al2R6X] Me verwendet, in der R ein Glyzerin zusammengeschmolzen. Die restlose Entfer-Kohlenwasserstoffradikal,
X ein Halogenatom und nung vom Elektrolyten geschieht durch Schmelzen
Me einen Alkalimetall- oder einen Ammoniumrest unter Glycerin, das mit einigen Tropfen 400/0iger
bedeutet. An Stelle der bisher zur Abscheidung von KOH versetzt worden ist.
Gallium, Indium und Thallium als Elektrolyt ver- 50 Der mittels des neuen Verfahrens erzielte Reiniwendeten
Komplexsalze des jeweils als Anode einge- gungseffekt kann den Tabellen 1 und 2 entnommen
setzten Metalls werden also bei diesem Verfahren werden, in denen der Fremdstoffgehalt des Ausgangsausschließlich
die leicht zugänglichen und thermisch materials dem Fremdstoffgehalt des gereinigten Mestabiien
aluminiumorganischen Komplexsalze ver- tails gegenübergestellt wird.
wendet, was einen wesentlichen Vorteil für die elektro- 55 Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Iy tische Raffination darstellt. werden die nachfolgenden Beispiele - angeführt.
Es hat sich nun gezeigt, daß das Verfahren des . . .
Hauptpatentes 1170 658 dadurch wesentlich ver- Beispiel! .
bessert werden kann, daß man zur Durchführung des In eine Elektrolysezelle bringt man als Anode
Verfahrens die aluminiumorganischen Komplexsalze 60 Indium mit einem Reinheitsgrad von 99,8%. Die
in organischen Lösungsmitteln löst. Als Lösungsmittel Anode wird mit einem engporigen Leinensäckchen
geeignet sind alle organischen Verbindungen, die hin- umgeben, das zur Aufnahme des Anodenschlammes
sichtlich der als Elektrolyt verwendeten Komplexsalze dient. Als Elektrolyt wird die Verbindung
ein ausreichendes Lösevermögen aufweisen und kein r/T1« ·\ χπ γί τ δ un tr -\
ein ausreichendes Lösevermögen aufweisen und kein r/T1« ·\ χπ γί τ δ un tr -\
aktives Wasserstoffatom enthalten, beispielsweise ali- 65 [(CH3J4N]Cl · 2 A1(C2HS)3
phatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sowie welche mit 2MoI Toluol verdünnt ist, eingesetzt. Als
aliphatische und cyclische Äther. In besonderer Weise Kathode wird 99,999%iges Indium auf dem Boden
sind für das erfindungsgemäße Verfahren die aroma- der Zelle eingefüllt. Die Stromzuführung zur Kathode
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