175850. lajstromszámú szabadalom • Hidrometallurgiai eljárás gyenge minőségű, főleg karbonátos mangánércek mangántartalmának kinyerésére
3 175850 4 elbomlik. A salétromsav gőzöket felfogják és újabb ércmennyiség feltárásához használják fel, a végtermék pedig mangándioxidból áll. A nemzetközi irodalom tömör összefoglalója, értékelése található a NEV1K1 (Nehézvegyipari Kutató In- 5 tézet) által közzétett „Tanulmány a mangánvegyületek hazai nyersanyagalapon történő előállításáról” Veszprém 1965. című munkájában — továbbá Horváth Aurél: „Kísérletek karbonátos mangánércek hidrometallurgiai feldolgozására” című tanulmányában. Kohá- 10 szati Lapok 1961. 315—319. Még a legújabb eljárások gazdaságossága sem kielégítő. A mangánércek feldolgozására vonatkozó ditionátos módszer is komoly anyagveszteséggel jár. Az eljárás lényege, hogy a mangánérccel érintkező kalciumditionát 15 oldatba kéndioxidgázt vezetnek, aminek hatására a kalcium egy része leválik és helyébe a mangán oldódik. A mangánt ezután mésszel ejtik ki mangánhidroxid alakban. A közlemény megállapítása szerint a mangánnal egyenértékű kénsav kalciumszulfát alakban kiesik, és 20 ezen túlmenően az oldat jelentős részét ki kell önteni, s így 1 tonna mangánra 1,1 tonna kén használódik fel. A fentiek alapján megállapíthatjuk, hogy az ércek hidrometallurgiai úton történő kinyerésére szolgáló valamennyi eljárás hátránya, hogy vagy bepárlást igényel- J25 nek, vagy a feltáró szer, ill. a feltáró szer és a kiejtő szer teljes elvesztésével járnak. Találmányunk célja az eddigi eljárások hátrányainak kiküszöbölése és a gyenge minőségű mangánércek fémtartalmának gazdaságos módon történő kinyerése. 30 A gyenge minőségű mangánércek mangántartalmának kinyerését azáltal tudjuk gazdaságosan biztosítani, hogy a mangán kinyerését összekapcsoljuk a mezőgazdaságban használatos többkomponensű műtrágyák gyártásával. 35 Találmányunk értelmében az érc feltárására salétromsavat, kénsavat vagy ezek savelegyét használjuk fel, továbbá a mangán kiejtésére olyan lúgvegyületeket alkalmazunk, amely ammóniumhidroxid és/vagy alkáli- és alkáliföldfém hidroxidjainak változtatható koncentrá- 40 ciójú oldatából áll, és olyan mértékben adagoljuk a leszűrt mangántartalmú oldathoz, hogy a mangántartalom 90% feletti mértékben csapadék formájában leváljon, és a szűrlet szárazanyag tartalma 250—300 g/liter értéket elérje — amely műtrágyaként hasznosítható. 45 Ha az ércet kénsavban oldjuk, akkor mangánszulfátot, ha az oldás salétromsavban történik, akkor mangánnitrátot kapunk. A szulfátok, ill. nitrátok leválasztására ammónia vagy alkáli-fémek, ill. alkáliföldfémeknek olyan vegyületeit használjuk fel, amelyek a mangánion- 50 nal csapadékot képeznek. A többkomponensű műtrágya kémiai összetételének változtatására a lecsapószerként használható lúgok megfelelő arányú keverékeit alkalmazzuk. A találmány szerint, ha a gyenge minőségű karboná- 55 tos mangánércet például salétromsavban tárjuk fel, a mangánt mangánnitrát formában kapjuk. A keletkezett mangánnitrát oldatából a mangánt fele arányban kalciumhidroxid és káliumhidroxid keverékével választhatjuk le, így a mangánt kevés kalcium, magnézium és 60 mangán vegyületekkel szennyezett mangánhidroxid formában kapjuk. A leválasztott mangánhidroxid csapadék-szűrő présen igen könnyen szűrhető — kiizzítása után különböző oxidfokozatú mangánoxid keveréke keletkezik. A mangántartalma 58—64% között van. 65 A mangánhidroxid elválasztása után kapott szűrlet tartalmazza a kálciumnitrátot és káliumnitrátot. Ezek koncentrációja a felhasznált mangánnitrát-oldat töménységétől függ. Például 100 g mangán/liter koncentrációjú kiindulási oldat és 30%-os 1: 1 súlyarányú kalciumhidroxid és káliumhidroxid esetén kb. 300 g kalciumnitrát -fkáliumnitrát/liter koncentrációjú véglúgoldat nyerhető. Az eljárás felhasználásával mód nyílik az alacsony mangántartalmú, főleg karbonátos mangánércek mangántartalmának jó hatásfokú oxidokban való kinyerésére és egyidejűleg jelentős mennyiségű kalcium és káliumnitrát tartalmú műtrágya előállítására. Az eljárás üzemszerű alkalmazása nem kíván különleges berendezéseket. Az általunk védeni kívánt technológia karbonátos mangánércek feltárására szolgál salétromsavban vagy kénsavban vagy ezek savelegyében. Az eljárás általános ismertetésére a salétromsavas feltárást adjuk meg: Az érc feltárására felhasználandó salétromsav menynyiségét 100—200 grammos próbában empirikusan határozzuk meg. A feltárásnál az érc-salétromsav arányt úgy állítjuk be, hogy végül a táradék pH értéke 4—5 legyen. A feltárásnál az elegy mintegy 75 °C hőmérsékletre melegszik, ami vizsgálataink szerint a foszfornak vasfoszfát alakban való leválasztására elegendő. A továbbiakban a feltárt érc vízben oldható mangántartalmát víz hozzáadásával kb. 100 gramm/liter értékre állítjuk be. A mangántartalmú zagyból a mangánt tartalmazó oldatot centrifugálással választjuk el a szilárd részektől, majd a mangánnitrát oldatból a mangánt különféle bázisokkal és ezek keverékeivel leválasztjuk. A leválasztást pH-érték beállításával végezzük. Igen fontos a pH= =5,5—6 beállítása a jó mangánkihozatal szempontjából. Végül a leválasztott mangánvegyület szűrése, szárítása és izzítása után kapjuk a mangánt különböző oxidok formájában. A leválasztásnál kapott szüredék tartalmazza a műtrágyakomponenseket. Példák a karbonátos mangánérc feltárására salétromsavban : 1. példa A feltárt mangánérc A feltárt mangánérc mangántartalma A feltárásra felhasznált salétromsav A tárás után az anyag súlya 20 kg 19,5% 13,0 liter (1,4 fs. 65% HN03) 33 kg (némi veszteség) 1,7 fs 20' 10,38% A táradék faj súlya Tárás időtartama A táradék mangántartalma Vízben nem oldható rész — Mn tartalma 2,65% Mangán kihozatal: vízben nem oldható rész 35% — 20 kg érc • 35=7 kg meddő 7 kg meddő mangán tartalma 2,65%-7 kg meddő • 2,65 1Ó0 =0,186 kg Mn 20 kg érc- 19,5% Mn tart.=3,9 kg Mn 3,9-0,19=Hl=95% 2
