173698. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diaszport és/vagy goethitet és/vagy finom diszperz hematitot tartalmazó bauxitok Bayer technológia szerinti feltárásának meggyorsítására
5 173698 6 szabadalmi leírásokban is említett eljárásokkal ellentétben az égetett meszet nem szilárd állapotban, hanem előzetesen lúgos oldatban oltva, esetleg mechanikus kezeléssel aktiválva használjuk fel a hidrogránát előállítására. A hidrogránátok összetételének módosítására egyidejűleg égetett dolomitot és Fe++, illetve Mn++ vegyületeket vagy érceket is adagolhatunk, már a hidrogránát képződéskor. A hidrogránát katalizátor előállítása megvalósítható oly módon is, hogy az égetett mész feltárolólúgban történő oltásakor az égetett mész súlyára számított 20—200% bauxitot adagolunk a feldolgozásra kerülő őrölt ércből vagy a kovasavtalanítóból ilyen mennyiségű bauxitot tartalmazó zagyot vezetünk a mészoltáshoz. Ebben az esetben a kovasavtalanítás során 90—100 °C hőmérsékleten a bauxit kaolinit tartalma beoldódik és a kalcium-hidroxiddal megfelelő összetételű, jó katalitikus hatású hidrogránát képződését teszi lehetővé. Az alábbi példákkal a találmány szerinti eljárást részletesebben ismertetjük: 1. példa Az 1. táblázatban megadott összetételű magyar (halimbai) bauxitot tártunk fel 240 °C hőmérsékleten, 1 órás időtartammal. A feltárólúg 225 g/liter k • Na20-tartalmú, és 3,4 mólviszonyú lúg volt. Feltárás után a mólviszony 1,32-re csökkent. A kísérlet eredményeit az 1. ábrán mutatjuk be. Az ordinátán a goethit átalakulás hatásfokát tüntettük fel, míg az abszcisszán a képződött vörösiszap CaO-tartalmát adtuk meg. Az 1. görbe a vörösiszapból előzetesen előállított hidrogránát katalizátorral, a 2. görbe — összehasonlításul — CaO + 5 g/liter Na2 S04 jelenlétében megvalósított feltárás eredményét szemlélteti. A katalizátorként felhasznált hidrogránát tartalmú vörösiszap összetétele a következő volt: Fe203 28,8% Al2 o3 13,7% Si02 10,6% Tí02 4,0% Izz. V. 15,7% CaO 22,1% Na20 2,9% A két kísérlet összehasonlításából kitűnik, hogy hidrogránát katalizátor alkalmazásával a CaO-ban kifejezett hatóanyag mintegy 50—60%-a elegendő (8-9% helyett 4-5%). A hidrogránát katalizátort tartalmazó, fenti oxidos összetételű adalékanyagban a vashidrogránát katalizátor az alábbi összetétellel jellemezhető: Ca3 (Al0 7sFe0 2S)2 [Si04 ]g 9 [(0H)4 ]2 j Ez a hidrogránát vegyület az adalékanyag 58%-át alkotja. A fennmaradó oxidok hematit, nátrium-alumínium-hidroszilikát, nátrium- és kalcium-titanát alakjában vannak jelen. Az adalékanyagból 5-25%-ot adagoltunk a bauxit száraz súlyára számítva, ami 3-15% hidrogránátnak felelt meg. Az 1. ábra szerint a goethit-hematit átalakulás már 6—7% hidrogránát katalizátor adagolásakor jó hatásfokkal végbement. A hidrogránát katalizátor alkalmazása a 169 643 lajstromszámú szabadalmi leírás szerinti eljáráshoz képest is lényegesen előnyösebb, ugyanis az adott példa esetén 3% CaO + 0,8% Fe2+, illetve 3% CaO+ 0,8% Mn2+ katalizátor adagolásakor is az l.ábra 2. görbéje szerint folyik le a goethit-hematit átalakulás. A hidrogránát katalizátor alkalmazásakor tehát a felhasznált CaO mennyisége 40%-kal kisebb és elmarad az Fe2+ vagy Mn2+ beszerzésének költsége és adagolásának művelete is. 2. példa Ugyanazt a magyar (halimbai) bauxitot tártuk fel, de 235 °C hőmérsékleten és CaO, illetve hidrogránát adagolás mellett. A goethit-hematit átalakulás hatásfokát a feltárás időtartamának függvényében vizsgáltuk. A hidrogránát katalizátort az égetett mész oltásakor állítottuk elő oly módon, hogy az égetett mész és a száraz állapotra vonatkoztatott vörösiszap súlyaránya 1 :1 volt. A képződött katalizátor kémiai összetétele a következő volt. Fe203 12,6% A1203 18,2% Si02 4,3% Ti02 1,8% CaO 35,6% Na2 O 2,1% Izz.v. 22,5%. Az adalékanyag hidrogránát tartalma 70% volt, az alábbi összetétellel: Ca3(Al0;90FeQ 10)2 [Si04 ]0 2 [(OH)4 ]2 8 A fennmaradó oxidok: hematit, goethit, nátrium-alumínium-hidroszilikát, nátrium- és kalcium-titanát és kevés reagálatlan Ca(OH)2 alakjában voltak jelen. Az adalékanyagból a bauxit száraz súlyára számítva 5,8%-ot adagoltunk, ami 4% hidrogránát katalizátornak felelt meg. (A vörösiszap a bauxitból származó és az adalékanyaggal bevitt CaO mennyiségét együttesen tartalmazza.) A kísérleti eredményeket a 2. ábra szemlélteti, ahol a 3. jelű görbe az összehasonlító CaO + 5 g/liter Na2S04 jelenlétében végzett feltárás eredményét mutatja (a képződött vörösiszapban a CaO-tartalom 6,3% volt), a 4. jelű görbe a hidrogránát katalizátor hatását mutatja. Jóllehet ebben, az esetben a CaO-tartalom a képződött vörösiszapban csak 5,2% volt, 40 perc alatt a goethit-hematit átalakulás kedvező hatásfokkal végbement, mig az összehasonlító kísérletnél az átalakulás jelentéktelen volt. A feltárási kihozatal az átalakulás következtében 1,2%-kal nőtt, és az iszap ülepíthetősége 28%-kal javult, azaz az ülepítő berendezés kapacitása ennyivel növelhető. Ezt a jelentős mértékű ülepedés javulást azáltal értük el, hogy eljárásunk szerint nemcsak a goethit-hematit átalakulás, hanem a bauxit hematit-tartalmának átkristályosodása is végbement. A két jellemző 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
