177045. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés bázikus klinkeranyagok extrahálására és szűrésére
3 177045 4 továbbá kovasavmentesítésének módszereit és az egyes tényezők befolyását a kihozatalra. Hosszú idő óta foglalkozunk már a gyenge minőségű alumíniumhordozó anyagok, így az erősen szilikátos bauxitok, ásványi eredetű hulladékanyagok pl. meddőhányók, szénsalak, pernye hasznosításának problémájával. E téren végzett kutató és kísérleti munka eredménye pl. a 162162 és a 162 682 számú magyar szabadalmi leírásokban ismertetett eljárások kidolgozása. Azonban a fent említett „Timföldgyártás” c. könyvben, valamint a szabadalmi leírásokban ismertetett eljárások hátránya az, hogy vagy nem kellő tisztaságú, kovasawal szenynyezett timföld előállítására alkalmasak, vagy a kevésbé szennyezett timföld előállításához a kovasavmentesítés művelete igen idő- és berendezésigényes és oly mértékű alumíniumoxidveszteség lép fel, hogy az eljárások gazdaságossága nem, vagy csak részben kielégítő. A technika jelenlegi állása szerint a gyenge minőségű alumíniumhordozók pirogén feltárásának több változata ismeretes, amelyeket közösen az jellemez, hogy a főként alumíniumoxid, szilíciumdioxid és vasoxid tartalmú nyersanyagokat, így az agyagokat, palákat, erőművi pernyét, különféle salakokat, rossz minőségű bauxitokat, továbbá a kianitot, nefelint, stb. bázikus adalékkal, így szódával, mészkővel, mésszel keverten tűzi úton feltárják és a képződött bázikus klinker- vagy salaktermékeket vízzel vagy lúgos vizes oldattal extrahálják és az extraktumból a timföldet kinyerik. Az ilyen jellegű feldolgozásra az ipari megvalósítás szempontjából a legjellemzőbb a Szovjetunióban kidolgozott nefelin-feldolgozási eljárás. Ez az eljárás ott a legfejletebb a világon, mert ezzel a technológiával immár több évtizede nagy kapacitású gyárak üzemelnek. Ennek megfelelően a főtömegében kalcium-szilikát, kalcium-aluminát és alkáli-aluminát tartalmú klinker- vagy salaktermékeknek a kilúgzására, illetve a lúgos extraktum kezelésére vonatkozó szakirodalom is elsősorban a nefelinre ismeretes. Ezzel a kérdéssel a legbehatóbban N.I. Eremin cikkei foglalkoznak. így megemlítjük a Zsurnal Prikl. Himii 1968. No. 5. 933-940. oldalon, illetve a No. 6. 1173—1178. oldalon, valamint az Izv.Ak. Nauki SzSzSzR, 1972. No. 8. 1481—1486. oldalon és a Doktori tézisek, Moszkva 1969. megjelent közleményeket. Ezekből megállapítható, hogy a jelenleg ismeretes pirogén technológiáknál akár vizes, akár szódás, vagy marónátronos kilúgzást alkalmaznak, az oldatba kerülő szilíciumdioxid mennyisége lényegesen nagyobb mértékű annál, mint amit a jó minőségű timföld előállítása megkövetel, ennek megfelelően igen nagy szerepe van a kovasavtalanítási műveletnek, illetve az azt megvalósító berendezéseknek, ahol természetszerűleg nagymértékű alumíniumveszteség lép fel. Az említett szakirodalmi közlemények szerint az extrakdós lépést végzik szakaszosan is, folyamatosan is és folyamatos ellenáramban is, azonban az extrakciós idő igen tetemes minden esetben, mert mindegyik módszer esetén egyaránt fellépnek a szűrési nehézségek, és így igen nlegnő a klinkeranyagnak az extrahált oldattal való érintkezési ideje és ennek eredményeként az oldatba kerülő szilíciumdioxid menynyisége. Célul tűztük ki, hogy a gyenge minőségű alumíniumhordozók bázikus hőfeltárásának eredményeként kapott klinkeranyagokból úgy végezzük el az extrakciót, hogy a lúgos extraktumban már eleve olyan kevés kovasav legyen jelen, hogy a szokványos kovasavmentesítési lépésben már csak kismértékű alumíniumoxid veszteség mellett kapjunk igen áacsony kovasavtartalmú aluminátoldatot és az extrakciós maradék olyan összetételű legyen, hogy abból ismert eljárással minden további anyag hozzáadása nélkül közvetlenül legyen cement előállítható. A fenti célkitűzés eléréséhez vizsgálatsorozatot végeztünk a különféle ásványi eredetű nyersanyagok bázikus hőfeltárásával előállított klinkeranyagok extrakciós feldolgozására. A vizsgálataink során igazoltunk számos olyan ismert megállapítást is, amelyek a lúgos extraktum kovasavtartalmára vonatkoztak, így elsősorban a dikalciumszilikát és nátriumaluminát, valamint a kalciumaluminát viselkedését illetően a szemcseméret és az idő függvényében. Az ismert megállapításokon túl azonban a vizsgálataink során olyan új felismerésekre is jutottunk, amelyek a korábbi, szakmailag elfogadott megállapításokat részben módosították, illelye részben azokkal kombinálva egy új feldolgozási, közelebbről egy új kilúgzási és szűrési technológiához vezettek. Ezen kísérleti munkánk során a kovasavmentesítés lépésétől kezdve visszafelé haladva a technológiai folyamatban megállapítottuk, hogy a kellő tisztaságú timföld előállíthatósága érdekében a kovasavmentesítés technológiai lépésétől semmiképpen sem lehet eltekinteni, tehát azt kell elérni, hogy a kovasavmentesítésíe kerülő extraktumnak minél kisebb legyen az oldott nátriumszilikát és a mikrokolloidális kovasav-tartalma. Vizsgáltuk, hogy milyen tényezők befolyásolják a nátriumszilikát képződését, illetve nátriumalumíniumszilikátként vagy kalciumalumíniumszilikátként való kiválását. Ugyanis a nátriumszilikát a dikalciumszilikát lúgos oldatban való bomlásakor, illetve a nátriumaluminát és a dikalciumszilikát kölcsönhatásakor képződik, majd a nátriumszilikát reagál a nátriumalumináttal, illetve az oltottmeszes kovasavmentesítés esetén kalciumalumíniumszilikátot képez. így a dikalciumszilikát oldódása és bomlása mindenképpen káros folyamat, tehát ennek a visszaszorítására kell törekedni az extrakció során. Tekintve, hogy a bázikus klinkeranyagokban a kalciumszilikátok mellett jelen levő aluminíumtartalom főként nátriumaluminát és kalciumaluminát alakjában van, amelyeknek a vízben, illetve szódaoldatban való kilúgzási sebessége nagy, szemben a kaldumszilikátokéval, meghatároztuk, hogy milyen extrahálási körülmények segítik elő a fenti oldhatósági viszonyok melletti optimális extrakciót. Kétségtelenné vált, hogy az extrakciót a lehető leggyorsabban kell végrehajtani, amikor is az alumináttartalom minél teljesebben oldódik, viszont a kaldumszilikátok még nem, vagy csak kismértékben oldódnak és bomlanak. Ennek érdekében célszerű tehát az extrakciót ellenáramban és több fokozatban vezetni és az egyes fokozatok közötti szűrést 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
