173698. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diaszport és/vagy goethitet és/vagy finom diszperz hematitot tartalmazó bauxitok Bayer technológia szerinti feltárásának meggyorsítására
3 173698 4 szerinti eljárás szulfát ion katalizátort, a 169 643 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás szerinti eljárás Mg++, és/vagy Mn++, és/vagy Fe” katalizátort használ. Az égetett mésszel egyidejűleg adagolt fenti adalékanyagok a goethit-hematit átalakulásához szükséges minimális feltárási hőmérsékletet, illetve időtartamot lényegesen csökkentik. A jelen találmány szerinti eljárás a fentiekhez képest lényeges haladást jelent, mert csupán égetett mész felhasználásával új, hidrogránát típusú katalizátort állít elő, mellyel mind a goethit-hematit átalakulást, mind a diaszpor tökéletesebb és gyorsabb oldódását elősegíti. Az új katalizátor hatása eléri, sőt meghaladja az eddig legkedvezőbbnek bizonyult katalizátorokét is, ugyanakkor a technológia a hivatkozott eljárásokhoz képest a gyakorlatban egyszerűbben és olcsóbban valósítható meg. Elmaradhat ugyanis az egyéb katalizátor anyagok beszerzése, szállítása, adagolása és ezek költségei, a hidrogránát típusú katalizátor előállítása pedig, az égetett mész megfelelő mészoltási műveletben, vagyis külön munkafázis beiktatása nélkül valósítható meg. Találmányunk elméleti alapját az a felismerés képezi, hogy a goethit-hematit átalakulás és a diaszpor oldódása lényegében azonos mechanizmus szerint, hidrogránát típusú intermedier vegyület képződésével megy végbe, mely A3B2 (Sí04)3.x[(0H)4]x képlettel jellemezhető, ahol A jelentése: Ca2+ és/vagy Mg2+ és/vagy Mn2+ és/vagy Fe2+, B jelentése: Al3+ és/vagy Fe3* és/vagy Cr3+, x értéke rendszerint 1—2,95 között változik. Amennyiben ezt a közbenső fázist előzetesen előállítva visszük be a rendszerbe, úgy ez a feltárás folyamatában katalizáló hatást fejt ki. A hidrogránát típusú vegyület képződése egyébként a rendszerben kevésbé előnyös körülmények között, akadályozottan megy végbe, de az előzőekben felhozott szabadalmi leírások szerint megvalósított eljárásoknál is szerepel közvetítő fázisként. A kedvező összetételű hidrogránátok kialakulását a szokásos Bayer-technológia esetén 100 °C alatt, a feltárólúg nagy Al203 és kis Si02-tartalma gátolja, míg 100 °C felett, a feltárás hőmérsékletén is, a különböző Ca-tartalmú vegyületek képződése akadályozza [3 CaO • A1203 • 6H20, CaTi03, Ca3(P04)2 stb.], melyek a geothit átalakulásához, valamint a diaszpor oldódásához szükséges hidrogránát intermedier fázis mennyiségét csökkentik, illetve a folyamat lejátszódását csak nagy mészfelesleggel, magasabb hőmérsékleten és hosszabb idő alatt teszik lehetővé. Az intermedier fázis szerepe a' folyamatban abban áll, hogy à goethittel, illetve a diaszporral kölcsönhatásba lépve lehetővé teszi ezen ásványok megbontását, majd mobilis szerkezete folytán a hidrogránátba átmenetileg beépült alumínium, illetve vastartalom három vegyértékű ionok alakjában való oldódását. Az oldott Fe3+ hematitként kristályosodik, míg az Al3+ oldott állapotban marad. A hidrogránát tulajdonságait összetételének és morfológiájának tudatos változtatásával befolyásolhatjuk. A találmány eljárás diaszport és/vagy goethitet és/vagy finomdiszperz hematitot tartalmazó barnátok Bayer-technológia szerinti feldolgozásánál a 180-300 °C hőmérsékleten 80—300 g/liter Na20 koncentrációjú aluminátlúggal végzett feltárási folyamat meggyorsítására, az Al203 kihozatal növelésére, adott esetben a goethit hematittá való átalakítására és a finomdiszperz hematit átkristályosítására, melynél a feltárást 100 °C alatti hőmérsékleten előállított, a száraz bauxit súlyára számított 3-20% A3B2 (Si04)3.x [(OH)4)x összetételű hidrogránát katalizátor adagolásával valósítjuk meg. A hidrogránát típusú vegyület adagolását a bauxit összetételének, a bauxitban jelenlevő goethit, illetve finomdiszperz hematit kötéserősségének megfelelően választjuk meg. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kivitelezésekor általában úgy járunk el, hogy a hidrogránát tartalmú katalizátort önmagában adagoljuk. A hidrogránát tartalmú adalékanyag azonban CaO vagy CaO-tartalmú vegyületek jelenlétében is kifejti előnyös, katalizáló hatását. A hidrogránát katalizátort eljárásunk egyik foganatosítási módja szerint 3—4 mól CaO/mól Si02 mennyiségű égetett mésszel állítjuk elő az adott timföldgyárban képződött vörösiszapból. A vörösiszap ilyen kezelésével nyert anyag bevezetése a feltárásba meglepő intézkedés, mert az egyébként ballaszt anyagnak minősülő hidrogránát tartalmú vörösiszap visszavezetését csak annak katalizáló hatása indokolja. A találmányunk szerinti eljárás másik célszerű kivitelezési módja az, amikor a vashidrogránát katalizátort az égetett mész oltásakor állítjuk elő. Ebben az esetben az égetett mész oltását aluminát-oldatban (például feltárólúgban) valósítjuk meg oly módon, hogy egyidejűleg az égetett mész mennyiségére vonatkoztatott 20-100% vörösiszapot is adagolunk. Ilyenkor az oldat magasabb mólviszonya miatt különösen kedvező katalizáló hatású vastartalmú hidrogránát képződik. Az A3B2 (Si04 )3_x[(OH)4)x képlettel jellemezhető hidrogránát ban az A komponens ilyenkor Ca2+, a B komponens pedig Al3+ és részben Fe3+. Az Al3+ részleges helyettesítését Fe3+ ionokkal az égetett mész és a vörösiszap (illetve a bauxit) 1 :1 - 5 :1 aránya biztosítja. Az ilyen Fe3+ tartalmú hidrogránát tulajdonságai különösen kedveznek a folyamat katalizálásának. Az Fe3+ ionok ilyenkor az Al3+ ionok 10—50%-át helyettesítik. Az így előállított katalizátort célszerűen az őrlésre kerülő bauxitzagyhoz adagoljuk. Eljárásunk további kivitelezési módja az, amikor a hidrogránát katalizátort a kovasavtalanítási művelet során állítjuk elő. Ekkor a kaolinit oldódása, illetve a nátrium-alumínium-hidroszilikát leválasztása érdekében mintegy 100 °C hőmérsékleten tartott bauxitzagyhoz előzetesen lúgban oltott meszet vezetünk abban az időpontban, amikor a Si02-tartalom az oldatban maximális. így jó hatásfokkal a rendszeren belül állítjuk elő a vashidrogránát katalizátort. Az eljárás gyakorlati kivitele szempontjából előnyös, ha az idézett 5 10 15 20 25 30 35 40 45 S0 55 60 65 2
