142890. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kálitrachitnak és egyéb káliföldpát-tartalmú kőzetnek vízben oldható kálisóra való feldolgozására
2 142.890 nagy mennyiségben fordul elő és 8—15%, középértékben 10,5% KaO-t és 0,4% Na2 0-t tartalmaz. Célunk az volt, hogy a kálitrachit CaO (CaCOä)-)+CaCl2-dal történő feltárásának tanulmányozásával a korábbi szerzők eredményei közt fennálló ellentmondásokat kiküszöböljük és olyan eljárást dolgozzunk ki a kálitrachit feltárására, amely nagyipari fehasználására • alkalmas. Ennek érdekében több mint 80 laboratóriumi méretű kísérleti feltárást végeztünk, melyeknek eredményeit a később felállított kísérleti üzem teljesen igazolta. Abból indultunk ki, hogy a CaO (CaCOs) + +CaCl2 keverékével végzendő feltárási folyamatnál szilárd fázis reagál szilárd fázissal, amikoris a reakció sebessége az egymással érintkező reakció pomponensek fajlagos felületétől nagymértékben függ, ezért a kálitrachit kőzetet olyan finomra őröltettük, hogy az őrlemény 10.000/cm2 nyílást tartalmazó szitán maradék nélkül átment, Iszapolás szerint a szemcsék zöme 0,05—0,005 mm átmérőjű, azaz löszfinomságú volt. A CaCk-t kísérleteinknél szilárd alakban alkalmaztuk és a reakcióelegyet csak annyi vízzel nedvesítettük meg, hogy az anyag szilárd maradt és nem pépszerű, de azért jól összekeverhető tömeget alkotott. Ez azért történt így, mert célunk, hogy az eljárás ipari méretekben való alkalmazásánál esetleg egy Solvay Szódagyár besűrített CaCk-os véglúgjait használjuk fel. Egyébként az alább megadott, optimálisnak talált keverési arányban elkészített reakcióelegyet göbösíteni (pelletálni) is kitűnően lehet, ami az eljárásnak nagyüzemi méretre való átültetésénél a feltáró kemencében keletkező por mennyiségének csökkentése miatt lehet fontos. A kísérleti feltárásoknál két főiehetőséget tartottunk szem előtt: 1. Igyekeztünk a feltárást úgy vezetni, hogy a képződött KCl mind a feltárt reakcióelegyben maradjon és semmi belőle el ne szálljon, a feltárt anyagból pedig a KCl tökéletes kilúgzása után alkáliklorid-mentes maradékot kapjunk, amely a hidraulikus modulus és mésztelítettség belállítása és újabb égetés után portland-cementklinkert szolgáltasson-K,0 . A12 0 3 • 6SiO; + llCaO -\- CaCl, = szanidin Ezen egyenletből az következik, hogy 1 sr káliföldpát elbontásához elméletileg 1.112 sr. CaO (ill. 1,985 sr. CaC03) és 0,199 sr. CaCL, szükséges. Kálitrachit-kőzet feltárásánál az üveges alapanyagban jelenlevő kovasav is fogyaszt CaO-ot, illetve CaC03 -ot a következő egyenlet szerint: Si02 + 2CaO = 2CaO . SiO„ .2. amely reakció egyenlet szerint 1 sr. SÍO2 a feltáródáshoz 1,867 sr. CaO-t (ill. 3,333 sr. CaC03-t) igényel. A kísérleti anyagul használt trachit K2 0 tartalma 10,52%, Na2Ü tartalma pedig 0,43% volt, amely alapon számítva a trachit 73% szanidin földpátot tartalmazott; emellett 15% színes elegyrész (10% amfibol + 5% amfibolból képződött kalcit) és az alapanyagban 12% kovasav volt jelen . 2. Igyekeztünk éppen ellenkezőleg a feltárást úgy vezetni, hogy az egész képződött KCl elszálljon és ha a CaCOs mennyiséget úgy választjuk meg, hogy az a cement hidraulikus modulusának stb. megfelel, egyetlen égetéssel alk'áliklorid-mentes. cementklinkert állítsunk elő. Tervszerű kísérleti munkával sikerült a CaO (CaCOs) és CaCk-dal való földpát-, illetve trachit-feltárás legkedvezőbb kísérleti körülményeit megállapítani, ami azonban csak úgy volt lehetséges, hogy egyúttal a feltárási folyamat lényegét tudományos szempontból is tisztáztuk (M. Tud. Akadémia Műszaki Tud. Oszt. Közleményei, VIII. 1953. 3—4. sz. 609—628. p.) 1. A káliumklorid minél tökéletesebb feltárására és minél teljesebb kihigzására irányuló vizsgálataink folyamán oly módon jártunk el, hogy először trachittal megismételtük a Neuma nn és Draisbach, valamint Tomula által végzett * ,lÄ.i.i:rleteket az általuk használt keverési arány mellett (1 sr. trachit: 1 sr. CaO: 1. sr. CaCk) az általuk alkalmazott hőfokon, majd a reakciófeltételek tervszerű változtatásával rendszeres kísérleteket végeztünk a keverési arány, az alkalmazott maximális hőfok, valamint a maximális hőfokon való hevítés időtartamának a hevítéssel kilugozhatóvá tett K20 mennyiségre való befolyásának tanulmányozására. Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy Neumann és Draisbach, valamint Tomula és a többi szerzők eljárásánál kapott, részben elég rossz, K2O kitermelési hányad oka a helytelen keverési arányban és főleg az alkalmazott túl alacsony hőfokon keresendő. Azt találtuk ugyanis, hogy a Neumann és Draisbach, valamint Tomula által optimálisnak tekintett 650—680 C° helyett 800—950 C°-on végezve a feltárást sokkal nagyobb kitermelési hányad érhető el és a legjobb feltárási eredményt — 96—98%, — a 820—900 C» közti feltárás adta. A feltárási kísérletek, valamint a feltárási maradékok mikroszkópos és röntgen vizsgálata alapján azt találtuk, hogy a káliföldpátnak CaO -j-CaCk-dal való feltárása, amely lényegileg azonos a CaCŰ3 + CaCk-dal való feltárással, a következe egyenlet szerint megy végbe: 1. Ha feltesszük, hogy a színes elegyrészek feltárásához is közelítőleg ugyanannyi CaO + CaCl2 szükséges, mint a káliföldpátnak az 1. egyenlet szerinti elbontásához/ akkor a kísérletekhez használt kálitrachit közölt összetételéből az 1. és 2. egyenlet alapján az következik, hogy 1 sr*. kálitrachit feltárásához elméletileg 1,147 sr. CaO (ill. 2,047 sr. CaCO;l) és 0,176 sr. CaCl 2 szükséges. Ezzel szemben feltárási kísérleteink során azt találtuk, hogy az empirikusan megállapítható optimális keverési arány, amely mellett a feltárás még gyakorlatilag kvantitatív módon, de a legkisebb vegyianyag felhasználásával hajtható végre, 1 sr. kálitrachitra számítva 1,167 sr. CaO (ill. 2,083 sr..CaCOs) és 0,58 sr. CaCL. Az 1 sr. kálitrachitra az 1. és 2. egyenletből számított és a kísérleileg talált CaO mennyiség számadatainak majdnem -pontos megegyezéséből az kö-2CaO . Al,Ocl • SiO, -4- 5[2CaO . Si02 ] -4- 2KC1 gehlenit dikalciumszilikát
