152894. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kristályos mangánszulfát gyártására karbonátos mangánércekből
3 152894 4 mangán szulfátot bepárlással ismert módon nyerjük ki. A feltárt zagy szűrésénél nyert oldhatatlan szüredéket a feltárásba vitt érc mennyiségére számítva kétszeres mennyiségű vízzel hidegen 5 feliszapoljuk, majd szűrjük, és az így kapott híg mangánszulfát-oldatot a karbonátos mangánérc feltárásához vezetjük vissza, A mangánérc vizes szuszpenziójához katalizátorként használt alkálijodidot 1 :0,01 mennyi- 10 bégi arányban, célszerűen káliumjodid formájában, a híg kénsavat pedig 1:2,1 mangánkénsav arányban adagoljuk a kívánt pH-érték eléréséig. Végeredményben az 1 súlyrész feltárandó érchez adagolt víz és híg kénsav ösz- . 15 szes mennyisége 3—3,5 súlyrészt tesz ki. A találmány szerinti eljárás szerint a karbonátos mangánérc kénsavas feltárása katalizátor jelenlétében rövidebb feltárási idővel, . kisebb mennyiségű kénsavvá! és a nyersércre 20 számítva jobb mangánhozammal végezhető. A felsorolt előnyökön kívül a kapott termék minősége is jobb, mint a katalizátor nélkül végzett feltárásnál nyert terméké. Vizsgálataink szerint a karbonátos mangán- 25 ércekben, így az úrkúti ércben is, a mangántartalom kb. 18%-a háromvegyértékű formában van jelen, a vastarbalomnak pedig kb. 18—20%na kétvegyértékű. Ez a körülmény arra enged következtetni, hogy kénsavban tör- 30 ténő feltárás során a háromvegyértékű mangán rosszul, a kétvegyértékű vas pedig jól oldódik, így a képződő vasszulfát jelentős mértékben szennyezi a kristályosodó mangánszulfátot. 35 A vasszulfát zavaró hatása kénsawal tör-, ténő feltárás közben jelentős mértékben csökkenthető, ha az oldat pH-értékét 2 és 3 érték között, a feltárási zagy hőmérsékletét pedig 80—90 C°-on tartjuk. A feltárási zagyhoz a 40 háromvegyértékű mangán redukciójának és a kétvegyértékű vas oxidációjának meggyorsítására, az érc mangántartalmára számítva kb. •1%-hyi mennyiségben, vízben oldódó jodidsókat adagolunk és ezzel azt a hatást érjük el, 45 hogy a képződő vasszulfát kevésbé, ill. egyáltalában nem szennyezi a mangáns?ufátot. A katalizátorként. bevitt jodid-ion redox hatását levegő bevezetésével megnöveljük. A feltárás során 2—3 pH-értéken a jodid- 50 ion hatására a következő reakciók mennek végbe: 2 Mn3+ + 2 J"' = 2 Mn++ + J 2 (1) 2 Fe++ + 2 J 2 = 2 Fe 3+ + 2 J" (2) A feltárási zagyban az alkalmazott hőmérséklet és pH-érték hatására a kétvegyértékű mangán-ion mangánszulfátként, oldatban marad, míg a háromvegyértékű vis-ion bázisos vas(ni)-szulfát formájában kicsapódik. A fentiekben vázolt 2) reakció folytán a feltárási zagy csaknem vasmentes lesz. A 2) reakció teljes mértékben csak akkor megy végbe, ha a feltárási zagy elegendő mennyiségű jódot tartalmaz. A jód képződéséről az 1)' reakcióban leírt folyamat gondoskodik. Minthogy azonban a hármovegyértékű mangán-ion 2 és 3 pH-érték között jodid-ion felhasználása nélkül is elég nagy sebességgel kétvegyértékű mangán-ionná alakul át, így az 1) reakció nem szolgáltat annyi jódot, mint amennyi a 2) reakcióhoz szükséges lenne. Ezért a jódszükséglet biztosítására a feltárási zagyba levegőt vezetünk be, így a levegő oxigéntartalma folytán az 1) reakció mellett az alábbi 3) reakció is részt. vesz a jodid-ion oxidálásában, és ezáltal a 2) reakciófolyamat lezajlását elősegíti. , 4 HJ + 02 = 2 J 2 + 2 H 2 0 (3) A fenti reakciófolyamaton kívül a levegő oxigénje az alkalmazott pH-értékben igen kis sebességgel a kétvegyértékű vas-iont is oxidálja az alábbi reakció értelmében: 2 FeS04 + „O" + H 2 S0 4 = = Fe2 (S0 4 ) 3 + H 2 0 (4) A fenti 4) reakciót, vagyis a kétvegyértékű vas-ion oxidációját találmányunk értelmében a jodid-ionók is a 3) és 2) reakciók sorrendjében katalizálják, így a 4) reakció sebességét kb. tízszeresen megnövelik. A levegő oxigénje a feltárási zagy előírt pH-értékén a kétvegyértékű mangánionra nem fejt ki hatást, így az változatlanul mangán (II)-szulfát formájában oldatban marad. A katalizátorként alkalmazott jód a késztermék minőségét nem befolyásolja, mivel a feltárás folyamán a kétvegyértékű vas-ionok oxidációjának előrehaladtával az alkalmazott jodid főtömegében jódként marad vissza, és mint ilyen, az alkalmazott levegőárammal a forró oldatból elillan. A találmány szerinti feltárási folyamat kivitelezése során a porított karbonátos mangánércet vízzel feliszapoljuk és az előírt mennyiségbén alkálijodid katalizátort adunk hozzá. A képződött zagyhoz keverés és levegő bevezetése közben kb. 20%-os kénsavat adagolunk olyan részletekben, hogy az oldat pH-értéke 2 alá ne csökkenjen. A feltárási zagy hőmérsékletét 80—#0 C°-on tartjuk. Ha az utolsó kénsavrészlet hozzáadása után a pH-érték néhány perc múlva sem emelkedik 2 fölé, akkor ez azt jelenti, hogy a kénsavat túladagoltuk. Ilyen esetben a karbonátos érc hozzáadásával állítjuk helyre az elérni kívánt pH-értéket. A feltáráshoz használt kénsav mennyiségét nem célszerű az: érc mangántartalmával sztöchiometrikus mennyiségben alkalmazni. Tapasztalataink szerint a feltárást elősegíti, ha a 18—20% mangántartalmú úrkúti karbonátos mangánérc feltárásánál 1 súlyrész mangánra számítva 1,8 súlyrész számított mennyiségű 98%-os kénsav helyett 2,1 súlyrész 98%-os kénsavat alkalmazunk, vagyis kb. 15%-os felesleget. A kénsav-felesleg bázisos vasszulfátként a meddőbe kerül. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
