184178. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta timföld előállítására alumíniumércék sósavas feltárásával és szennyezésekkénsavas eltávolításával
1 184 178 2 A találmány tárgya egy újszerű kombinációt tartalmazó új eljárás tiszta alumíniumoxid előállítására. Az eljárás szerint az alumíninmíartalmú ásványt, mely szennyezéseket is tartalmaz, sósavval tárjuk fel, a feltárás után kapott folyadékot betöményítjük, az alumíniumklorid-hexahidrát legnagyobb részét kicsapjuk, elválasztjuk az első anyalúgtól és pirohidrolízissel tiszta alumíniumoxiddá alakítjuk, a sósavat visszavezetjük a feltárásához, az első anyalúgban visszamaradó alumíniumklorid frakciót sósavgáz befúvatásával kicsapjuk és elválasztjuk a második sósavas anyalúgtól, végül az utóbbi folyadékban lévő szennyezéseket kénsavas kicsapással eltávolítjuk. Már régen javasolták, hogy az alumíniumoxidot sósavas feltárással válasszák ki az alumíniumtartalmú ércekből. Noha valamennyi így kialakult eljárás közös jellemzője, hogy az ásványt sósavval tárják fel, ezek az eljárások mégis igen különbözőek aszerint, hogy az ércből származó szennyezéseket milyen módon távolítják el. így például a 982 098. számú brit szabadalmi leírás szerinti eljárás során a kalcinált agyagásványt 20%-os sósavval tárják fel, azután elkülönítik a szilikátos meddő frakciót, majd a kapott folyadékban lévő szennyezéseket, amelyek nagy részét a vas teszi ki, ioncserés módszerre! távolítják el egy szilárd gyantán vagy egy szerves oldó szer segítségévei. Az így tisztított folyadékot bepárolják, amikor is kiválik az alumíniutnklorid-hexahidrát. Ennek az egyébként hasznos megoldásnak az a hátránya, hogy a gyanta vagy az oldószer regenerálását igényli, ami azt jelenti, hogy igen nagy folyadékmennyiséget kell regenerálni, illetve eltávolítása előtt kezelni, ami nagy energiafogyasztással jár. Az 1 104 088. számú brit szabadalmi leírás szerint szintén sósavval tárják fél az alumíniumot tartalmazó ásványt, és az alumíniumklorid-hexahidrátot több lépésben kristályosítják. Az első lépésben tiszta alumíniumklorid-hexahidrátot kapnak, míg a további lépésekben szennyezett alumíniumklorid-hidrátot kapnak. Az ércből a feltárási folyadékba jutó szennyezéseket bepárlással és kristályosítással távolítják el az alumímumklorid-hexahidrát kristályosításának utolsó lépése után kapott anyalúg egy frakciójából. Ennek a szakemberek számára vonzó megoldásnak a gyakorlati megvalósítása során azonban bizonyos hátrányokkal kell számolni. Ezek közül az alábbi kettőt említjük meg: a) az utolsó kristályosítási lépésből származó anyalúg feldolgozandó frakciója is igen nagy térfogatú, ezért jelentős energiára van szükség ahhoz, hogy ebből a szennyezéseket a víz lepárlása révén kristályosítással eltávolítsák. b) Az utolsó kristályosítási szakaszból származó folyadék még mindig igen sok alumíniumot tartalmaz, a benne lévő alumínium 13%-ná! nagyobb hozamnak felel meg, ezért ez az eljárás jelentékeny anyagveszteséggel jár. Egészen újszerű eljárást javasolnak az 1 541 467. számú francia szabadalmi leírásban. Eszerint az alumíniumtartalmú ásványt sósavval tárják fel, azután az alumíniumklorid-hexahidrátot víz bepárlása révén legalább két lépésben kristályosítják. Az első kristályosítási lépés után kapott anyalúgból az oldott kalciumot kalciumszulfát alakjában választják ki kénsavas kicsapással, éspedig sztöchiometrikus mennyiségű kénsav hozzáadásával, míg a vasat egy szelektív szerves oldószerrel vagy egv kelátképző szerrel vonják ki. Ennek az eljárásnak viszont az a hátránya, hogy a vizes oldatokkal nagy mennyiségű oldószer vész el, azon felül az alumíniumklorid-hidrát egy része is elvész, amikor az oldószerrel el nem távolított szennyezéseket eltávolítják. Noha ezek a körfolyamatban vezetett eljárások számos előnnyel rendelkeznek, a gyakorlatban mégsem alkalmazzák őket széles körben, mert nagy energiafogyasztással járnak, azonkívül olyan szennyezésekkel terhelik a természetes csatornákat, amelyek elvezetését egyre inkább tiltják. Kutatásaink során új módszert fejlesztettünk ki alumíniumtartalmú ásványok sósavas feltárására. Áz eljárást az ahimíniumklorid-hexahidrát túlnyomó részének kicsapásos elkülönítése után kapott anyalúg hatásos tisztításával kombináltuk. Ily módon elértük azt, hogy valamennyi, az eljárásban előforduló folyadék kellően tisztítható lett. A találmány szerinti eljárással igen tiszta alumíniumoxidot állítunk elő kalcinált vagy nem-kalcinált szennyezett alumíniumtartalmú ásványokból az ásványok emelt hőmérsékleten való sósavas feltárásával, a feltárási folyadéknak a feltárási maradéktól való elválasztásával, a feltárási maradék mosásával, a feltárási folyadék betöményítésével, ily módon az alumíniumklorid-hexahidrát kicsapásávaí, a kapott klorid kalcinálásáva! és az elválasztási műveletekben visszakapott anyagok körfolyamatban való visszavezetésével oly módon, hogy egy első lépésben a feltárásból származó folyadékot az alumíniumoxid legfeljebb 75%-ának ahimíniumklorid-hexahidrát alakjában való kicsapódásáig betöményítjük, azután egy második lépésben az alumíniumklorid-hexahidrát kristályok elválasztása után kapott szennyezéseket tartalmazó anyalúgban oldott alumíniumoxid-frakciót sósavgáz bevezetésével kicsapjuk, elkülönitjíik a szennyezéseket tartalmazó, de alumíniumoxidban már szegény sósavas folyadéktól, és visszavezetjük a feltárási folyadékba, a feldúsult szennyezéseket tartalmazó, alumíniumoxidban szegény sósavas folyadékot pedig összekeverjük egy visszavezetett kénsavas folyadékkal a kapott keverékből melegítéssel kiűzzük a gázokat, az így visszanyert sósavgázt a második lépésbe vezetjük, a szennyezések kénsavas oldatába előnyösen körfolyamatban visszavezetett káliumot juttatunk, hogy a betöményítés során a folyadékból vas-kálium-szulfát és más szulfátok alakjában kicsapódjon az ércből származó szennyezések lényegében teljes mennyisége. Ezután a szennyezésektől mentes kénsavas anyalúgot visszavezetjük a második lépésből származó sósavas anyalúgba. A találmány szerinti megoldásnál a szennyezéseket tartalmazó alumíniurn-oxid oldatból az első lépésben kicsapjuk az alumínium-klorid hexahidrát-sótés a szennyezéseket csak a következő lépések után, az eljárás végén távolítjuk cl. Az ismert megoldásoknál (1 804 977. sz. NSZK-beli közrebocsátási irat) először a szennyezéseket csapják le és csak ezt követően nyerik ki az alumíniumsót. A találmány szerinti megoldásnál a visszavezetett anyagok és sósav révén az eljárás egy egyszerű körfolyamatot képvisel, ami igen gazdaságos. Az ismert megoldások több lépésből állnak, és költségesek. A sósavgáz alkalmazása lehetővé teszi, hogy a feldolgozandó oldat térfogatát ne növeljük, és így az oldat melegítésénél energiát takarítsunk meg. Bár az ismert megoldásnál közel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
