JPS589820B2 - アルミニウム含有鉱石の処理から得られるアルミン酸アルカリ溶液からガリウムを回収する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は希金属の湿式冶金法に関し、詳しくはネフエリ
ンのような低品位アルミニウム含有鉱石の処理から得ら
れるアルミン酸アルカリ溶液からのガリウム回収方法に
関する。

本発明はネフエリンのようなアルミニウム含有鉱石の包
括的な処理から得られるアルミン酸アルカリ溶液からの
ガリウムの回収に有用である。

本発明方法は、アルカリ金属のアルミン酸塩、炭酸塩、
バナジン酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、リン酸塩
、塩酸塩、ケイン酸塩、鉄酸塩、亜鉛酸塩を含むアルカ
リ溶液からガリウムを回収するにも有用である。

ネフエリンの処理により種種な量のガリウムを含む前記
組成の液が得られる。

ガリウムは、Ａ■Ｂ■タイプの半導体化合物の成分、歯
充填物用合金、電気機械の液体電流集電極、放射線回路
の媒質及び高温温度計に通常用いられる。

前記溶液からの金続製ガリウムの製造は、ガリウムの濃
縮及び得られた濃縮物の処理から成る二段で行う。

ネフエリン中のガリウム含量はボーキサイト（ガリウム
製造の主な粗原料）の１／２であるが、ガリウムは液中
で濃縮可能でありそしてネフエリンを処理することによ
りそこから経済的に有効に回収可能である。

ガリウムは、バイヤー法によるボーキサイトの処理から
得られる溶液から主に製造される。

その際ガリウムの濃縮は種々な方法により実施される。

バイヤー法により得られるアルミン酸アルカリ溶液から
ガリウムを製造する方法は公知である。

この方法は濃縮を、オートクレープ中で石灰によりアル
ミニウムをアルミン酸三カルシウムの形状で沈殿させ、
次いでこれらの溶液を炭化してすべてのカセイアルカリ
を重炭酸塩に転化させそしてガリウム０．３ないし１重
量％含有濃縮物を得る方法である。

この方法にはバイヤー法に特徴的でない工程が含まれる
。

即ちこの方法ではアルミニウムはロスしそして最終ガリ
ウム製品の生産コストが高い。

別の先行技術方法では、ボーキサイトの処理から得られ
るアルミン酸アルカリ溶液を炭酸と反応させて約９０％
のアルミニウムを水酸化物の形状で回収し、次いで溶液
を攪拌しそして炭化を繰り返してすべてのカセイアリカ
リを重炭酸塩の形状に転化する。

かくして得られた濃縮物には重量％で表わして、酸化ガ
リウム０、４５、二酸化炭素２３．６、酸化アルミニウ
ム４７．４、酸化ナトリウ４１８．４、水９．５が含ま
れる。

得られた濃縮物からガリウムをアルカリ性溶液中へ移し
、そこからガリウムを電解により回収する。

ネフタリンの処理から得られるアルミン酸アルカリ溶液
よりも多量のガリウムを含むボーキサイトの処理から得
られるアルミン酸アルカリ溶液を用いていてさえも、こ
の方法では必要な濃さのガリウムが得られない。

ネフエリンからのアルミナの製造から得られたアルミン
酸アルカリ溶液中のガリウム含量が、バイヤー法による
ボーキサイトの処理から得られた液中のガリウム含量の
１／１０ないし１／２０であるので、ガリウムの濃縮及
び回収の前記方法を、ネフエリン処理の中間生成物から
ガリウムを回収するに首尾よく適用することは不可能で
ある。

金属ガリウムの濃縮及び回収工程を含む、アルミニウム
含有鉱石の処理から得られる溶液からガリウムを製造す
る方法は公知である。

前記方法において水銀とナトリウムとの合金（ナトリウ
ムアマルガム）を用いてガリウム含有溶液を処理し、ガ
リウム０．３ないし３重量％含有水銀中のナトリウム濃
縮物を得ることによりガリウムの濃縮を行い、ガリウム
をアルカリ性溶液中へ移し次いでたとえは固体陰極上で
ガリウムを電気化学的に還元することにより前記濃縮物
からガリウムを回収する。

水銀の毒性、水銀に対するガリウムの低啓解性、処理す
べき液での水銀のかなりの損質によりこの先行技術方法
を商業的に応用するにはかなりの制限がある。

ガリウムを回収する為の前記先行技術方法の一般的な欠
陥は、ガリウム濃縮度が低くそれによりこの金属製造の
コストが高いことである。

本発明の目的は、ネフエリンのような低品位アルミニウ
ム含有鉱石の処理から得られるアルミン酸アルカリ溶液
から比較的低いコストでガリウムを回収することを可能
にするような方法を提供することである。

この目的は、低品位アルミニウム含有鉱石を処理するこ
とから得られるアルミン酸アルカリ溶液からガリウムを
回収する方法により達成される。

前記方法はガリウムの濃縮と得られた濃縮吻からの電気
化学的還元Ｃこよるガリウムの回収との工程を含む。

即ち、本発明に従ったこれらの工程は、低品位アルミニ
ウム含有鉱石の処理から得られるガリウム含有アルミン
酸アルカリ溶液を中和してそのカセイアルカリ濃度を０
．１ないし１０ｇ／ｌとし、その中和した溶液を蒸発さ
せてアルカリ金属塩を沈澱分離せしめると共に尋液中の
カセイアルカリ濃度を３０ないし１５０ｇ／ｌとし、蒸
発によって可溶性アルカリ成分が濃縮された溶液を補正
して苛性アルカリ含量がモル比でアルミナ含量の２倍を
越えるようにし、ガリウムの酸化電位を越える酸化電位
を有する元素を含む液状ガリウム合金で前記の補正した
溶液を処理して９０重量％を越えるガリウムを含む濃縮
物を得、次いで電気化学的方法によりその濃縮物から高
純度のガリウムを回収することを特徴とする、低品位ア
ルミニウム含有鉱石の処理から得られるガリウム含有ア
ルミン酸アルカリ溶液からガリウムを回収することから
成る。

本明細書において「カセイアルカリ濃度」なる語は一般
式Ｍ２Ｏ（Ｍはアルカリ元素を示す）なる化合物として
の濃度を意味する。

本発明に従った方法により比較的低コストで、ネフエリ
ンの処理から得られたアルミン酸アルカリ溶液からガリ
ウムを回収し、ガリウム９０重量％を含む濃縮物を得、
そこから高純度のガリウムを製造することが可能になる
。

濃縮物を処理してガリウムを製造することには更に費用
を必要とせずそして別の装置も必要でない。

本発明方法のもう一つの利点は低品位のアルミニウム含
有鉱石を巾広く利用できることである。

本発明方法では溶液の中和を二酸化炭素含有ガスで溶液
を処理することにより行うのが好ましい。

処理の際アルミナ製造の異物である成分は溶液に入り込
まず、一方中和工程は容易に制御及び自動化可能である
。

中和後溶液を蒸発させてカセイアルカリ濃度を３０ない
し１５０ｇ／ｌとすべきである。

この方法によりガリウム濃度は確実に最良状態になりそ
してソーダ及びカリのような有価物質の製造が可能とな
る。

アルカリ金属塩を分離した後、溶液のアルカリ金属酸化
物とアルミナの含量を補正し、溶液中の前記成分の比を
好ましくは２．０を越える値とすべきである。

アルカリ金属及びカルシウムの酸化物及び／又は水酸化
物を含む製品で溶液を処理することにより好ましくはこ
の補正を行うべきである。

これらのものはアルミナ製造における代表的な中間生成
物及び補助生成物である。

それらは交換可能でありそしてある場合には互いに補い
合うことができる。

製造工程で生じるあるこれら生成物に依存してこれらを
溶液補正に使用すべきである。

主な成分及びガリウムの含量を補正した溶液を、０．０
５ないし２重量％のアルミニウムを含むガリウムの液状
合金で処理するのが好ましい。

このことにより９０重量％を越えるガリウムを含む濃縮
物を製造することが可能になる。

この場合に最も好ましい方法である電気化学的方法によ
り得られた濃縮物を処理すべきである。

この為に９０重量％を越えるガリウムを含む濃縮物をア
ルカリ溶液に溶解し、そこから高純度のガリウムをセメ
ンテーション又は電解により回収するこきが出来る。

前記方法により銅、鉄、シリコン、亜鉛、カドミウム、
アルミニウム、鉛のような不純物をｎ・１０−３ないし
ｎ・１０−５重量％のオーダーで含む高純度の金属ガリ
ウムの製造が可能となる。

本発明方法のその他の目的及び利点は、アルミニウム含
有鉱石の処理から得られたアルカリ溶液からガリウムを
回収することに関する以下の詳細な説明及びその態様を
示す例から明きらかとなろう。

ネフエリンの処理から得られるアルミン酸アルカリ浴液
には平均して（ｇ／ｌで表す）酸化ナトリウム９０ない
し１２０、アルミナ５０ないし１００、シリカ０．１な
いし０，０５、鉄０．０１ないし０．１及び有機化合物
０．２ないし１が含まれる。

溶液中のガリウム含量は０．０１ないし０．０２ｇ／ｌ
である。

ボーキサイトの処理から得られる溶液中のガリウム含量
と比較して前記のごとくガリウム含量が低いにもかかわ
らず、本発明方法によりガリウムの濃度を高くすること
が可能になり次いで実質的に高くなった純度の金属の生
産が確実になる。

本発明によるガリウム濃度に関する最初のステップは、
出発アルミン酸アルカリ溶液中のカセイアルカリ含量を
０．１ないし１０ｇ／ｌまで下げることである。

このことはヒドロキシルイオン結合試薬により溶液を中
和することにより行う。

この為に塩酸、硫酸又は硝酸のような無機酸を使用する
ことができる。

中和に前記酸を用いることによりアルミン酸アルカリ液
中に塩素及び硫黄（硫酸根型）が入り込み、これらは、
前記溶液を引き続いて処理しそこから水酸化アルミニウ
ム、ソーダ及びカリのような所望の生成物を回収する際
これらの生成物を汚染しそれらの品質を損う。

二酸化炭素で溶液を処理する場合に、溶液中和における
最良の結果が得られることが見い出された。

この場合に二酸化炭素若しくは純粋な二酸化炭素の水性
溶液又は二酸化炭素含有ガスのいずれかを用いる。

本発明方法に従って溶液を５０ないし１２０’Ｃの範囲
内の温度まで加熱し次いで前記二酸化炭素含有物質で処
理する。

アルミン酸アルカリ溶液を処理する間に、カセイアルカ
リを炭酸塩の形状に転化し、かくして溶液中に存在する
アルミン酸ナトリウムの加水分解の為の好ましい状態並
びに水酸化アルミニウムの沈殿の生成及び溶液からのそ
れの回収の為の好ましい状態が提供される。

中和の最終状態、即ち０．１ないし１０ｇ／ｌのカセイ
アルカリ濃度を、アルミン酸アルカリ溶液からの最高量
のアルミニウムの除去及び液中のガリウムの保持の見地
から選択する。

更に中和すると、ガリウムはアルミニウムと共沈しそし
て多量に失われる。

このように、本発明の第一工程でカセイアルカリ濃度が
０．１〜１０ｇ／ｌになるようアルミン酸アルカリ溶液
を中和することにより、所望通り、溶液中のアルミニウ
ムが水酸化アルミニウムとして沈澱し、ガリウムは液中
に残存する。

たとえばろ過又は沈降により、溶液からアルミニウムを
分離した後、溶液を蒸発させてカセイアルカリ濃度を３
０ないし１５０ｇ／ｌとする。

液を４０ないし２００℃の範囲内の温度まで加熱しそし
てカリウム及びナトリウムのようなアルカリ金属の塩の
遊離を確実にする期間この温度に保持することにより、
アルミン酸アルカリ溶液中のカセイアルカリ濃度を３０
−１５０ｇ／ｌまで増大させる際、ガリウムの有効濃度
を確実にする最良状件が得られることが見い出された。

この方法はたとえば蒸発装置のような化学工業で広く用
いられる慣用装置を用いて実施する。

蒸発から得られる溶液には主にｇ／ｌで表わして総アル
カリ３００ないし６００（酸化ナトリウムに対して計算
）、アルミナ３０ないし８０，シリカ０．３ないし１．
５、ガリウム０．３ないし１．５が含まれる。

このように、本発明の第二工程では、第一工程で中和し
た液を蒸発せしめて液中のカセイアルカリ濃度を３０〜
１５０ｇ／ｌに濃縮すると共に、酸化アルミニウムと結
合していないアルカリ金属塩（第一工程の中和剤の種類
によって炭酸塩、硫酸塩、塩化物など）を沈澱せしめる
。

かかる沈澱は溶液から分離され、溶液中にガリウムが濃
縮される。

本発明Ｃこ従ってこの溶液を前述のごとくまた中和しそ
して蒸発させ、更にアルカリ金属塩を回収しそして溶液
中のガリウム含量を一層増大させることが可能である。

第二工程で沈澱したアルカリ金属化合物を分離した後、
得られた液をアルカリ金属もしくはカルシウムの酸化物
もしくは水酸化物又はこれらの混合物を用いて液中のア
ルカリ金属酸化物とアルミニウム酸化物（アルミナ）と
の比が２を超えるように補正する（液組成の調整をする
）。

アルカリ金属もしくはカルシウムの酸化物もしくは水酸
化物の添加量は当業者であれば適宜定めることができる
ところである。

かかる補正操作は、アルミン酸−アルカリ溶液の安定性
を増大して分解を防止し、以後の工程においてガリウム
濃縮物を効果的に回収するために必要である。

前記比とする為に溶液をたとえばアルカリ金属又はカル
シウムの酸化物を用いて５０ないし１００℃の温度で処
理する。

処理の際アルカリ炭酸塩の一部はカセイアルカリへ転化
する。

一方ある量のアルミニウム（せいぜい５−１０重量％）
はトリカルシウムヒドロアルミネートの形状で沈殿し、
それにより比が必要な値に達するまでアルカリ金属酸化
物とアルミナとの比は変化する。

アルカリ金属酸化物とアルミナとの前記比を得る為に溶
液を補正する別法は、アルカリ金属若しくはカルシウム
の水酸化物又はそれに基づく生成物により溶液を処理す
ることによる。

処理すべき粗物質の品質、不純物の存在、必要な補正を
するに適する生成物の人取し易さに依存して各特定の場
合に試薬を使用する。

本発明により、アルカリ金属及びカルシウムの酸化物及
び水酸化物を含む生成物によりアルミン酸アルカリ溶液
を補正する機会が提供される。

補正後、溶液には主に９／ｌで表わしてアルカリ金属酸
化物２００ないし３００、アルミナ３０ないし４０、シ
リカ０．５ないし０．１、ガリウム０．３ないし３．０
が含まれる。

補正溶液から濃縮物としてガリウムを回収する為に、た
とえばクペロン法、フエロシアナイド法、氷晶石法、酢
酸法、ヒドロキシキノリン法のようなガリウムを沈殿さ
せる為の種々な方法を用いることができる。

しかしながらこれらの方法はそのような処理の後アルミ
ニウムを含むアルカリｍ液が破壊されそして更にアルミ
ニウム製造に使用不可能で廃物としてすてねばならない
という本質的な欠陥がある。

９０重量％を越える量のガリウムを含む濃縮物の生成を
確実にする溶液からガリウムを沈殿させる非常に有効な
方法は、ガリウムの酸化電位を越える酸化電位を有する
元素（即ちナトリウム、カリウム又はアルミニウム）を
含むガリウム合金で心液を処理することから成る。

得られた溶液を４０ないし９０℃の範囲内の温度まづ加
熱しそしてアルミニウム０．０５ないし２．０重量％含
有ガリウム合金で処理する。

処理の際金属の相互置換が起こりそれにより俗液中の合
金のアルミニウムが溶解し、一方ガリウムを９０重量％
越える量含む濃縮物としてガリウムを溶液から回収する
。

ガリウムの濃縮＄） １ ｋｇに対しアルミニウム１０
−２０ｋｇが消費される。

得られた濃縮物を溶液及びガリウムーアルミニウム合金
から分離し、カセイアルカリ含有溶液に溶解する。

ガリウム濃縮物の得られたアルカリ溶液から電気化学的
方法によりガリウムを回収する。

即ちそのような回収はセメンテーション又は電解により
行う。

双方とも得られるガリウムの純度は高い。

本発明方法により以下の含量の不純物を含むガリウムを
得ることが可能になる。

即ち重量％で表して、ニッケル１×１０４、亜鉛１．４
×１０−４、銅１×１０−３、アルミニウム１×１０−
４、鉛５×１０−４、マグネシウム１×１０−４、鉄１
×１０−４、シリコン３×１０−４及びスズ１×１０−
４。

本発明の技術的−経済的有効性は以下の記載から明きら
かである。

即ちガリウム濃度及び回収率が高いこと、製造技術が簡
単であること、補助試薬としてアルミナ及びソーダ生産
からの中間生成物を用いること並びにアルミナ、ソーダ
、カリのようなアルミナ及びソーダ製造の最終生成物の
品質が、最終生成物中の不純物及びガリウムの含量が少
量であるのですぐれていること等である。

本発明方法は比較的単純で、暇焼法により粗物質である
ネフエリンを処理するプラントで容易で実施可能である
。

ガリウムの年間使用量が５−１０トンであるプラントで
は投資に対して収益を上げる期間は約１−１．５年であ
る。

本発明の一層の理解の為以下にガリウムを回収する方法
の特定例を示す。

例 １ ｇ／ｌで表わしてカセイアルカリ８１．５を含む総アル
カリ８８．７，アルミナ７１．９，ガリウム０．０２，
シリカ０．０３４，塩素０．２７７，硫黄（硫酸根の形
状）３．１２及び有機化合物０．１を実質的に含むネフ
エリンの処理により得られた出発アルカリ溶液２００ｍ
３を７０℃の温度において二酸化炭素１４％含有ガスで
処理し１．５ｇ／ｌの濃度のカセイアルカリ溶液を得た
。

処理後液にはｇ／ｌで表わしてアルミナ０．９，ガリウ
ム０．０１６及び総アルカリ８９．５が含まれた。

得られた水酸化アルミニウムをろ過により分離した。

残りの溶液を一連の蒸発装置を通過させることにより蒸
発させた。

それと共に溶液を１３０℃の温度まで加熱した。

カリウム及びナトリウム塩を溶液から回収した。

得られた溶液の組成はｇ／ｌで表わしてカセイアルカリ
８１を含む総アルカＩＪ ３ ５ ０ ，ガリウム１．
２及びシリカ０．７であった。

この溶液を９０℃の温度で２時間酸化カルシウムで処理
した（溶液１ｌに対しＣａＯ９０ｇ／ｌ）。

カルシウム沈澱物分臨の後、溶液には実質的にｇ／ｌで
表わしてカセイアルカリ１１３を含む総アルカリ３７０
、アルミナ６２、ガリウム１．２及びシリカ０．０１が
含まれていた。

得られた溶液を装置に通した。

そこでそれを、６３℃の温度でアルミニウム１．０重量
％含有液状ガリウム合金で処理した。

工程持続期間は２時間であった。液中のガリウムの残存
量は、消費率アルミニウム１２重量部／還元ガリウム１
重量部において０．２ｇ／ｌであった。

ガリウム含量が９１重量％である濃縮物の形状でガリウ
ムを回収した。

濃縮物を、カセイアルカリ１２０ｇ／ｌを含むアルカリ
溶液に溶解した。

それによりガリウム１００ｇ／ｌを含む溶液が得られた
。

この溶液からアルミニウムとガリウムとの合金（アルミ
ニウム６重量％含有）上にセメンテーションさせること
によりガリウムを回収した。

６０℃の温度で１０時間この工程を継続した。

かくして製造した金属にはガリウム９９．９重量％含ま
れていた。

例 ２ ネフエリン（組成は例１に記載のものと同様である）の
処理により得られた出発アルカＩＪ ｇ液２００ｍ３を
９０℃の温度まで加熱しそして二酸化炭素１６容量％含
有ガスで処理して１０ｇ／ｌの濃度のカセイアルカリ溶
液を得た。

処理後ｍ液にはｇ／ｌで表わしてアルミナ７、ガリウム
０．０２及び総アルカリ９０が含まれていた。

列１に記載の操作に従って溶液を蒸発させた。

蒸発後溶液の組成はｇ／１で表わして、カセイアルカリ
３０含有総アルカリ３６０、アルミナ４２．７、シリカ
０．３及びガリウム０．１０であった。

カセイアルカリの残存量が１０ｇ／ｌになるまでこの液
を再び二酸化炭素１６％含有ガスで処理しそしてそれを
再び蒸発させた。

溶液中のガリウム含量はかくして０．９ｇ／ｌまで増大
した。

得られた溶液を９０℃の温度で２時間酸化カルシウムの
水性懸濁液で処理した（溶液１ｌに対しＣａＯ２５０ｇ
／ｌを含む懸濁液０．２５ｌ）。

カルシウム沈澱物分離の後、溶液にはｇ／ｌで表わして
カセイアルカリ８７．８を含む総アルカリ２９０、アル
ミナ３６、ガリウム０．８７及びシリカ０．０１２が含
まれていた。

得られた溶液を装置に通しその際それを、６０℃の温度
でアルミニウム０．０５重量％含有液状ガリウム合金で
処理した。

工程持続期間は１時間５０分であった。

得られた、液中のガリウムの残存量は０．１６ｇ／ｌで
あった。

消費率はアルミニウム１３ｇ／還元ガリウム１ｇ／ｌで
あった。

ガリウム含量が９３重量％である濃縮物の形状でガリウ
ムを回収した。

濃縮物をアルカリ溶液に溶解しガリウム９０ｇ／ｌを含
む溶液を得た。

この溶液からアルミニウムとガリウムとの合金（アルミ
ニウム１３重量％含有）上にセメンテーションさせるこ
とによりガリウムを回収した。

かくして製造した金属にはガリウム９９．９重量％含ま
れていた。

例 ３ 出発アルカリ磐液（組成は例１に記載のものと同様であ
る）２００ｍ３を８５℃の温度まで加熱しそして二酸化
炭素で処理してカセイアルカリの含量を０．１ｇ／ｌま
で減少させた。

処理後溶液にはｇ／ｌで表わしてアルミナ０．０５ガリ
ウム０．００５及び総アルカリ９２が含まれていた。

得られた溶液を一連の蒸発装置に通すことにより蒸発さ
せた。

蒸発後溶液の組成はｇ／ｌで表わして、カセイアルカリ
１５０含有総アルカリ３９０、アルミナ１２０、シリカ
０．８及びガリウム３．０であった。

ナトリウムアルカリを蒸発させたｍＷへ添卯し溶液とし
た（蒸発液１ｌに対しＮａ０８０ｇ／ｌを含む水酸化ナ
トリウム液１ｌを添加）。

その際の酸化ナトリウムとアルミナとの比は３．１であ
った。

この液を装置に通しその際それを、６０℃の温度でアル
ミニウム０．５重量％含有液状ガリウム合金で処理した
。

工程持続期間は１時間３５分であった。

溶液中のガリウムの残存量は０．２５ｇ／ｌであった。

消費率はアルミニウム８，９／還元ガリウム１ｇ／１で
あった。

ガリウム含量が９０．５％である濃縮物の形状でガリウ
ムを回収した、濃縮物を、アルカリ磐液に磐解しガリウ
ム１００ｇ／ｌを含む溶液を得た。

この溶液からアルミニウムとガリウムとの合金（アルミ
ニウム２０重量％含有）上にセメンテーションさせるこ
とによりガリウムを回収した。

この最終金属にはガリウムが９ ９． ９ ５重量％含
まれていた。

例 ４ ネフエリン（組成は前記例１に記載のものと同様である
）の処理により得られた出発アルカリ溶液２００ｍを９
０℃の温度まで加熱しモしてカセイアルカリの含量が１
．５ｇ／ｌとなるまで二酸化炭素１４容量％含有ガスで
処理した。

処理後溶液にはｇ／ｌで表わしてアルミナ０．９、ガリ
ウム０．０１５及び総アルカｌＪ８’９．５が含まれて
いた。

得られた溶液を蒸発させてナトリウム及びカリウムの炭
酸塩を単離した。

蒸発後溶液の組成はｇ／ｌで表わして、カセイアルカリ
３０．９含有総アルカリ３５０、アルミナ２３、９、シ
リカ０．３及びガリウム０．４であった。

かくして調製した溶液を９５℃の温度で２時間酸化カル
シウム（２５ｇ／ｌｍ液）で処理した。

カルシウム沈澱物分離の後、溶液にはｇ／ｌで表わして
カセイアルカリ３８．４を含む総アルカリ３７０、アル
ミナ２１、ガリウム０．４及びシリカ０．０１が含まれ
た。

この溶液を装置に通した。そこでそれを、６０℃の温度
でアルミニウム０．６重量％含有液状ガリウム合金で処
理した。

工程持続期間は３．５時間であった。

液中のガリウムの残存量は０．０８ｇ／ｌであった。

消費率はアルミニウム１７ｇ／還元ガリウム１ｇ／ｌで
あった。

ガリウム含量が９１重量％である濃縮物の形状でガリウ
ムを回収した。

濃縮物を、アルカリ＠液に心解しガリウム１００ｇ／ｌ
を含む溶液を得た。

この溶液０．７６ｋｇからアルミニウムとガリウムとの
合金（アルミニウム３重量％含有）上にセメンテーショ
ンさせることによりガリウムを回収した。

６７℃の温度でこの工程を行った。

最終金属にはガリウムが９９．９重量％含まれていた。

例 ５ ネフエリン（組成は前記例１に記載のものと同様である
）の処理により得られた６０℃の温度の出発アルカリ溶
液１５０ｍ３を塩酸で中和してカセイアルカリ含量を５
ｇ／ｌとした。

水酸化アルミニウムの沈澱を沈降により分離した。

この中和により得られた溶液にはｇ／ｌで表わしてアル
ミナ３．１、ガリウム０．０１８及び総アルカリ７６が
含まれていた。

この溶液を蒸発させて、アルカリ金属の塩化物を遊離さ
せカセイアルカリ含量を１５０ｇ／ｌで増大させた。

それによりガリウム濃度は０．５５ｇ／ｌまで増大した
。

９５℃の温度で固状酸化カルシウムで処理することによ
りこの溶液を補正した（出発溶液１ｌに対しＣａＯ１０
ｇ／ｌ）。

補正後溶液にはｇ／ｌで表イつしてカセイアルカリ１５
６を含む総アルカリ１９８、アルミナ５３、塩素３０．
６及びガリウム０．６１が含まれていた。

この啓液をナトリウム０．１重量％含有ガリウム合金で
処理しガリウムを９７重量％含む濃縮物を得た。

この濃縮物を、酸化カリウム１１０ｇ／ｌを含むアルカ
リ溶液に溶解しガリウム６６ｇ／ｌを含む爵液を得た。

温度４０℃及び陰極電流密度５００Ａ／ｍ２において液
状ガリウム陰極上で電解させることによりガリウム含量
９９．９重量％の金属が得られた。

例 ６ ネフエリン（前記例１に記載の組成を有する）の処理か
ら得られた出発アルカリ溶液１５０ｍ３を６０℃の温度
で硫酸を用いて中和しカセイアルカリ含量を５ｇ／ｌと
した。

沈澱の際生成した水酸化アルミニウムの沈澱を沈降より
分離した。

澄んだ心液にはｇ／ｌで表わして実質的に総アルカリ７
８、アルミナ３，４、ガリウム０．０１７及び硫黄（硫
酸根の形状）６０が含まれていた。

溶液を減圧下において１１０ないし１３０℃の範囲内の
温度まで加熱しそこからアルカリ金属塩を分離した。

塩の加熱及び分離の後、溶液にはｇ／ｌで表わして実質
的にカセイアルカリ１２５含有総アルカリ３５０、硫酸
ナトリウム及び硫酸カリウム１５、ガリウム０．５並び
にアルミナ８１が含まれていた。

水酸化カリウムの添加により溶液を補正しアルカリ金属
の酸化物とアルミナとの比を４．１とした。

次いでこの溶液をアルミニウム２重量％含有ガリウム合
金で処理することによりガリウム濃縮物を回収した。

溶液から回収した濃縮物には９０．４重量％の量のガリ
ウムが含まれていた。

酸化カリウムを１９０ｇ／ｌ含む溶液に濃縮物を溶解し
溶液中のガリウム含量を５４ｇ／ｌとした。

温度６５°Ｃ及び陰極電流密度１０００Ａ／ｍ２におい
て液状ガリウム陰極上での電気化学的還元によりこの溶
液から金属ガリウムが得られた。

ガリウム濃度がせいぜいｏ．１ｇ／ｌとなるまで電解を
行った。

かくしてガリウムを９９．９５重量％含む金属が得られ
た。

例 ７ ネフエリン（組成は前記例１に記載したものと同様であ
る）の処理から得られた出発アルカリ溶液を二酸化炭素
溶液の添加により中和しカセイアルカリ濃度を２ｇ／ｌ
まで減少させた。

中和の際生成した水酸化アルミニウムの沈澱を、予じめ
濃くして混合物をろ過することにより分離した。

ｇ／ｌで表わした総アルカリ８０、アルミナ１及びガリ
ウム０．０１２の組成を有する澄んだ溶液を真空加熱装
置内で蒸発させカセイアルカリ濃度を１４０ｇ／ｌとし
た。

蒸発と同時に生成したアルカリ金属の塩の分離により、
溶液中のガリウム濃度は０．８ｇ／ｌまで増大した。

酸化カルシウムの水性懸濁液で処理することにより溶液
を補正し（出発溶液４ｌに対しＣａＯ１８０ｇ／Ｖを含
む懸濁液１ｌを添加）、アルカリ金属酸化物とアルミナ
との比を３．７まで増大させた。

補正後溶液にはｇ／ｅで表わして実質的にカセイアルカ
リ１２０含有総アルカリ２１０、アルミナ３３及びガリ
ウム０．５５が含まれていた。

かくして補正した溶液からガリウムを、アルミニウム０
．７重量％含有ガリウム合金で鼎液を処理することによ
り９６％濃縮物の形状で沈澱させた。

消費率アルミニウム１５ｋｇ／回収ガリウム１ｋｇにお
ける溶液中の残留濃度は０．０５ｇ／ｇであった。

かくして製造した濃縮物を水酸化ナトリウム１３０ｇ含
有アルカリ溶液に溶解し７２ｇ／ｌの濃度のガリウム溶
液を得た。

この溶液からガリウムを、アルミニウム１重量％含有ガ
リウム合金上で電気化学的還元を行うことにより回収し
た。

得られた金属にはガリウムが９９．９１重量％含まれて
いた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低品位アルミニウム含有鉱石の処理から得られるア
   ルミン酸アルカリ溶液を中和してそのカセイアルカリ濃
   度を０．１ないし１０ｇ／ｌとし、その中和した溶液を
   蒸発させて溶液中のカセイアルカリ濃度を３０ないし１
   ５０ｇ／ｌとし、その蒸発によって可溶性アルカリ成分
   が濃縮された溶液を補正してアルカリ金属酸化物とアル
   ミナとの比が２を超えるようにし、ガリウムの酸化電位
   を超える酸化電位を有する元素を含む液状ガリウム合金
   で前記の補正した溶液を処理して９０重量％を超えるガ
   リウムを含む濃縮物を得、次いで電気化学的方法により
   その濃縮物から高純度のガリウムを回収することを特徴
   とする低品位アルミニウム含有鉱石の処理から得られる
   アルミン酸アルカリ溶液からガリウムを回収する方法。 ２ 二酸化炭素含有ガスで前記アルミン酸アルカリ溶液
   を処理することにより前記溶液の中和を行う特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３ アルカリ金属及びカルシウムの酸化物若しくは水酸
   化物又はその混合物から成る群から選んだ化合物含有製
   品により前記溶液の補正を行う特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ４ 前記補正溶液をアルミニウム０．０５ないし２．０
   重量％含有ガリウム合金で処理し９０重量％を超える量
   のガリウムを含む濃縮物を得る特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ５ 得られた前記濃縮物からガリウムをアルカリ溶液へ
   移しアルカリ溶液からガリウムを電解又はセメンテーシ
   ョンにより回収することにより高純度のガリウムを得る
   特許請求の範囲第１項記載の方法。