180650. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a Bayer technológia szerinti timföldgyári körfolyamat szervesanyag tartalmának csökkentésére
3 180650 4 csökkentésire. Fémipari Kutatóintézet Közleményei IV. [I960] 83—92. o.) A szervesany. g adszorpciós úton történő eltávolítása szintén' több éljárás alapötletét adta. Adszorbensként aktív szenet, meszet, ioncserélő gyantákat alkalmazlak. (Összegező irodalom: „Szervesanyag csökkentése a timföldgyári körfolyamatban” című kutatási zárójelentés, Fémipari Kutató Intézet, 1960). A szervesanyag oxidativ roncsolása — hipóval, klórgázzal, permanganáttal, oxigénnel magas hőmérsékleten és nagy nyomáson — szintén segít a szervesanyag okozta problémák csökkentésében (pl. Bogárdi: Timföldgyári aluminátlúgok szennyezései és azok eltávolítása, Mérnöki Továbbképző Intézet [1955] kiadványai). A legújabb eljárások szerint a szervesanyag-tartalom csökkentésére az oxalátsó kiválasztást használják, kihasználva a nátriumoxalát csekély oldhatóságát (3 899 571 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás). A timföld hidrát kikeverése után a lúgot nagykrístályos Na-oxaláttal beoltják és a lúg oxaláttartalmát „kikeverik", a kiválasztott oxalát egy részét pedig egy újabb kiválasztási ciklus oltóanyagaként használják. Az előzőekben felvázolt eljárások a maguk idejében alkalmazhatók és gazdaságosak voltak ugyan, de a technológiában bekövetkezett módosítások, valamint anyag- és eszközt.lka rékossági intézkedések megkérdőjelezik alkalmazhatóságukat, és nyitva hagyják a szervesanyag eltávolításának kérdését, és felvetik a további vizsgálódások szükségességét. Újabb eljárásra elsősorban azért van szükség, mert az ismert eljárások többnyire nagy nátronveszteséggel járnak, és többségük esek bonyolult módon, különleges berendezésekben vihető végbe. Azt találtuk, hogy a Bayer-körfolyamat lúgjában levő szerves anyagot lényegesen egyszerűbb módon, kisebb nátronveszteséggel eltávolíthatjuk, ha a szerves nátriumsók rosszabb oldhatóságát kihasználva az adott esetben kausztifikált lúgot a szerves sók kicsapódásáig bepároljuk. Tekintettel arra, hogy a szerves vegyületek kikeveréskor a timföldhidráthoz abstorbeálódnak és onnan forró vízzel lemoshatok, a hidrátmosóviz különösen sok szerves anyagot tartalmaz, tehát a hidrátmosóvízből eredményesen távolítható el a szervesanyag. A szódasó nátriumkarbonát mellett szintén tartalmaz szerves vegyületeket. Hidrátmosóvizen a timföldhidrát mosásakor keletkező mosófolyadékot, szódasón a bepárolt lúgnak a feltárásba való visszavezetése előtt kicsapással elválasztott, főleg nátriumkarbonátból álló szilárd anyagot értjük. A szódasó vizes oldata a szódasóié. A találmány tárgya tehát eljárás a Bayer-technológia szerinti timföldgyártási körfolyamat szervesanyag-tartalmának csökkentésére. A találmány szerinti eljárásra jellemző, hogy a) a hidrátmosóviz és/vagy a szódasóié szódatartalmát fölöslegben adagolt mésszel kausztifikáljuk és az így kapott oldatot 200 —400 g/1, előnyösen 300 g/1 ossz. Na20 végkoncentrációra bepároljuk, vagy b) ha a szerves anyag túlnyomó része oxalátból áll, akkor a hidrátmosóvizet 170—240 g/1 kNa2ö koncentrációra bepároljuk, m-jd az a), illetve b) eljárásváltozat során keletkezett csapadékot a lúgfázistól elválasztjuk, a lúgfázist visszavezetjük a körfolyamatba, a szilárd fázist pedig eltávolítjuk a rendszerből. A találmány tárgya továbbá eljárás a Bayer-technológia szerinti timföldgyártási körfolyamat szervesanyagtartalmának csökkentésére. Erre az eljárásra jellemző, hogy a szervesanyagot a hidrátmosóvízből és/vagy a szódasóléből vesszük el oly módon, hogy a hidrátmosóvíz és/vagy a szódasóié szódatartalmát fölöslegben adagolt mésszel kausztifikáljuk, majd az így kapott oldatot 200—-400 g/1, célszerűen 300 g/1 ossz. NazO végkoncentrációra bepároljuk, a keletkezett csapadékot a lúgfázistól ismert módon, célszerűen centrifugálással, útépítéssé! vagy szűréssel elválasztjuk, a lúgfázist visszavezetjük a körfolyamatba, a szilárd fázist pedig eltávolítjuk a rendszerből. A két eljárás abban különbözik egymástól, hogy a második eljárásban a hidrátmosóviz kausztifikálása nem fakultatív, hanem kötelező. A kausztifikálásra akkor van szükség, ha a feldolgozandó oldat szódatartalma nagy. Ez esetben kausztifikálás nélkül a bepárláskor a bepárló csövei eltömődnének, másrészt elsődlegesen nem a szerves sók, hanem a szódasó válik ki, amely szerves vegyületeket és szódát tartalmaz. Ha a szódasót feloldjuk és az oldatot visszavezetjük a körfolyamatba, a lúgban a szerves anyagok feldúsulnak. Amennyiben az egész szódasót eldobjuk, a nátriumkarbonát alakjában benne levő nátrium veszendőbe megy. Ezért kell a feldolgozandó oldat szódatartalmát kausztifikálni. Kausztifikálás után az oldat minden további nélkül 200— 400 g/1 ossz. Na20 koncentrációra bepárolható, mert a szóda átalakult nátriumhidroxiddá, tehát kicsapódni nem tud, míg a nevezett koncentráció esetén a szerves vegyületek kiválnak. A kausztifikáláshoz meszet használunk az elméleti mennyiséget mintegy 15—20 g/l-rel meghaladó mennyiségben. Ez a számolt mennyiségnek 2—3-szorosa. A felesleg mértékét egyrészt az indokolja, hogy az ipari gyakorlatban használt mész aktivitása (aktív CaO-tartalma) gyakran csak 60—70%, másrészt előnyös, ha a kausztufikálás után keletkezett fehériszap még aktív kalciumhidroxidot tartalmaz. Ez esetben a fehériszapot a vörösiszap-mosósorra vezetjük, ahol a dorr-sorban a CaO-tartalom kausztifikáláshoz hasznosul. Nagyobb oxaíát-koncentráció esetén a Na-oxalát már 180 g/l kNa20 koncentráció esetén kiválik a lúgból. Ez a kNa20 koncentráció viszont még nem elegendő ahhoz, hogy a szóda is kiváljon. Ilyen esetben a kausztifikálás nem szükséges, hiszen nem kell tartani a szóda kiválásától. Azt tapasztaltuk, hogy a találmány szerinti eljárással nemcsak az oxalátokat, hanem a máskülönben igen nehezen eltávolítható humátokat is kicsaphatjuk. A találmány szerinti eljárás hatékonyságát az alábbi táblázatokkal bizonyítjuk. Az 1. táblázat a „szerves szűrőlepény” összetételét mutatja a lúg bepárlásr végkoncentrációjának függvényében. 1. táblázat Szerves alkotók % 290 300 330 végkoncentráció esetében, g/1 Na20 Összes C 10,5 10,0 6,14 Oxalát 90,6 90,4 76,7 Formiát 7,9 8,3 7,4 Acetát 3,4 9,2 8,5 Humát 0,3 0,4 0,5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
