174053. lajstromszámú szabadalom • Eljárás híg kénsavtartalmú oldatok tisztítására
3 174053 4 amennyi a Fe2(S04). 3(NH4)2S04 és Ti0(S04). (NH4)2S04 típusú komplex sók képzéséhez szükséges, amely sók a kezdetben jelenlevő vasat és titán-oxidot tartalmazzák. Az oldat súlyának 0,5-3%-ában jelenlevő, az előző műveletből származó oltókristályok biztosítják a kívánt komplex csapadék gyors kiválását. Azt találtuk, hogy a 3 órán túli állás-idő nem növeli jelentősen a képződött csapadék-mennyiséget. A keverés olyan mértékű legyen, hogy megakadályozza a szilárd részecskék leülepedését. A betöményítést célszerűen egy vákuummal működő megnövelt hatásfokú bepárlóban végezzük, az energia felhasználás csökkentése és az alacsony hőmérsékleten való működtetés érdekében, hogy így a berendezés korrózió okozta károsodását csökkentsük. Egy lehetséges, de a találmány lényegét nem érintő megoldás, ha az oldat 44--47%-nál kevesebb szabad kénsavat tartalmaz, hogy az első bepárlást körülbelül 80 °C-nál nem magasabb hőmérsékleten végezzük és az első kicsapódást ezen a hőmérsékleten hagyjuk végbemenni 2-3 óra leforgása alatt, keverés közben, majd a következő lépés, mint azt már leírtuk, 100 és 160 °C közötti, de célszerűen 100 és 120 °C közötti hőmérsékleten történő bepárlás 50-55% szabad kénsav koncentrációig. A találmány értelmében tehát a hulladék-oldatok, melyeket a műveletek különböző fázisaiban extrahálunk vas-(UI)-szulfát és/vagy titánil-szulfát tartalmú kénsav oldatok, és ezek az oldatok vagy közvetlenül a művelet során, vagy a vas(II)-szulfát és/vagy titán(ll)-szulfát tartalmú kénsavoldatok oxidációja során keletkeznek. A hulladék-oldatok változó összetételűek lehetnek, és a találmány szerinti műveletnek alávetett oldatot két vagy több ilyen hulladék-oldatból keverhetjük össze. Úgy is eljárhatunk, hogy valamely hulladék-oldatot 80 °C-on bepároljuk és oltókristály jelenlétében lecsapatunk, és csak ezután az első kristályosítás után keverjük hozzá a másik hulladék-oldatot, vagy oldatokat. A következő példák a találmány szerinti eljárás jobb megértését teszik lehetővé. A megadott menynyiségek 1000 g kiindulási anyagra vonatkoznak. 1. példa Szilícium-alumínium ásványoknak 62 súly% összes és 54 súly% szabad kénsavat tartalmazó kénsavoldattal történő kezelésekor keletkező hulladék-oldat elegyet használunk kiindulási anyagként. A hulladék-oldatokból álló elegy összetétele: — 0,94% A1203, alumínium-szulfát formájában — 0,30% Fe203, vas(III)-szulfát formájában- 0,37%c Ti02, titanil-szulfát formájában- 2,47% NH3, ammónium-szulfát formájában — 41,44% összes S03, 32,6% szabad kénsav formájában- 45,2% víz (a különbségből számítva). 1000 g oldathoz 11,6 g oltókristályt adunk, amely az előző műveletből származik, a szuszpenziót 110°C-ra melegítve bepároljuk, úgy, hogy 1000 g kiindulási anyagra számítva 267 g víz távozzon el. Ezután a bepárlás után a szuszpenzió 54,3% szabad kénsavat tartalmaz. A szuszpenziót 3 óráig ezen hőfokon tartjuk (110°C) miközben keverjük, például mechanikailag vagy levegő befuvásával. A szuszpenzió leszűrése után 1000 g kiindulási anyagra számolva 656 g olyan oldatot kapunk, amely legfeljebb 0,31% azaz 2,06 g Ti02- -ot, 0,11% azaz 0,73 g Fe203-ot, 1,10% azaz 7,2 g Al203-ot és 57% összes S03-ot tartalmaz. így az eredetileg bentlevő titán 44,9%-a, és a vas 74,8%-a csapódik ki. 2. példa Két hulladék-oldatot használunk fel, melyeket valamely szilícium-alumínium ásványnak 54% szabad kénsavat és 50,6% összes S03-ot tartalmazó kénsavoldattal való kezelésénél az eljárás különböző fázisából vettünk. Az első hulladék-oldat összetétele: — 1,11% A1203, alumínium-szulfát formájában — 0,41% Fe203, vas(III)-szulfát formájában — 0,56% Ti02, titanil-szulfát formájában — 3,07% NH3, ammónium-szulfát formájában és — 49,7% összes S03 (szabad S03 + kötött S03). A második hulladék-oldat összetétele 1000 g oldatra vonatkozóan: — 0,75% A1203, alumínium-szulfát formájában — 0,35% Fe203, vas(III)-szulfát formájában — 0,34% Ti03, titanil-szulfát formájában — 1,82% NH3, ammónium-szulfát formájában — 32,8% összes S03. Egy előző műveletből nyert oltókristályokat adunk az oldathoz, 979 g-ra 21 g kristályt számítva, és az elegyet 3 óráig 80°C-on tartjuk. Nincs lényeges párolgási veszteség. A kapott szuszpenzió lOOOg-jára számolva a második hulladék-oldatból 869 g-ot adunk, és az egészet 110°C-ra melegítjük, miközben 478 g vizet elpárologtatunk, 1869 g elegyre számolva. Ezt a betöményített szuszpenziót keverés közben 3 óráig 110°C-on tartjuk, és utána leszűrjük. így a 979 g súlyú első hulladék-oldatból és a 869 súlyú második hulladék-oldatból álló elegyből 1194 g oldatot kapunk, amely 0,19% Ti02-ot, 0,035% Fe203-ot, 1,2% Al203-ot és 56,6% összes S03-ot tartalmaz. A kinyerés hatásfoka Ti02-ra 73%, Fe203-ra 94,1% és Al203-ra csak 18,7%. 3. példa A különböző hulladék-oldatok elegyéből álló úgynevezett kiindulási oldatunk összetétele a következő: — 1,04% A1203, alumínium-szulfát formájában — 0,42% Fe203, vas(III)-szulfát formájában — 0,49% Ti03, titanil-szulfát formájában — 37,2% összes S03 ami megfelel 41,2% szabad H2S04 tartalomnak. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
