184690. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta aluminiumoxid előállítására
1 184 690 2 fluidizáló közeg előnyösen 3—5% oxigéntartalma elegendő ahhoz, hogy a feltáró oldat vas(II)-tartalmát a teljes vastartalom 20%-a alá csökkentsük. Az aprított és szárított nyersanyag mechanikai aktiválását intenzív mechanikai igénybevétellel, előnyösen lengőmalomban végezzük. Ehhez elsősorban két egymás felett elrendezett őrlőcsővel ellátott csöves lengőmalmot használunk. Hatásos mechanikai aktiválás érhető el például az alábbi feltételek mellett: fajlagos energiaigény: 850—900 kWh/t az őrlő testek töltési foka: 80—85% amplitúdó: 8—10 mm fordulatszám: 1200—1300 /perc A mechanikusan vagy termikusán aktíváit anyag ezután sósavas kilúgozásra (5, 9) kerül, amelynek során a kilúgozható bauxitrészeket úgy próbáljuk a lehető legnagyobb mértékben kioldani, hogy a szennyezésekből minél kevesebb oldódjon ki. A találmány szerint a kilúgozást sósavval, a bauxit szemcseméretétől függően vagy csepegtető kilúgozással, például úgynevezett átmosással (5) hajtjuk végre, ha a bauxit durvaszemcsés (2—20 mm), vagy szuszpenziós kilúgozással (9), ha a bauxit finomszemcsés (legfeljebb 2 mm). Az átmosó kilúgozás feltételei és a termék jellemzői a következők: a bauxit szemcsemérete 2—20 mm, a sósavkoncentráció 15—25 százalék, a sztöchimetrikus sósavfelvétel (Al203-ra vonatkoztatva) 80—120 százalék, a feltárási hőmérséklet 105—110 °C, a feltárás időtartama 6—12 óra, az A1203 kihozatal 80—90 százalék, a vas oldhatósága 50—60 százalék. A szuszpenziós kilúgozás a fentihez hasonló körülmények között hajtható végre, de a feltárás idejét a bauxit szemcseméretétől függően 30—120 percre csökkentjük. A feltáráshoz tartozó szilárd-folyadék elválasztás (10) önmagában ismert módon, például ülepítő, forgócellás szűrő vagy más megfelelő berendezés alkalmazásával hajtható végre; a szedimentációs és szűrési tuljdonságok jelentős mértékben javíthatók flokkulálószerek, például poliakril-amid-bázisú anyagok alkalmazásával. Ha sztöchimetrikus illetve annál kisebb mennyiségű savat alkalmazunk, az oldott titán hidrolizál, kiválik és a lúgozási maradékba kerül. Ezáltal a titán igen jól eltávolítható, így nincs szükség kalcium-szulfátos lecsapásra a kristályosításnál (12). Az alumínium-klorid titántartalma ezzel a módszerrel 5 mg/1 alá csökkenthető. A szilícium-dioxidban gazdag oldási maradékot többlépcsős mosásnak (10) vetjük alá; a kapott anyag hidraulikus tulajdonságai, jó szilárdsága és kis öntési sűrűsége, továbbá nagy amorf kovasavtartalma miatt értékes kiindulási vagy adalékanyag az üveg- és az építőiparban. Számos más iparágban is alkalmazható töltőanyagként. A feltárás utáni oldat összetétel: AI203: 80-100 g/1; Fe203: 4-8 g/1; szabad sósav: 5—50 g/1; Na20: 0,1-0,3 g/1; K20: 2-3 g/1; Ti02: 5 mg/l-nél kevesebb; VíQsJ: 30—60 mg/1; Si02: 50-100 mg/1. Ezután az előzőleg megadott vas(III)-klorid és szabad sósav és körülbelül 190—280 g/1 klorid tartalmú alumínium-klorid oldatból eltávolítjuk a vasat folyadékfolyadék extrakcióval (11). A vízben gyakorlatilag oldhatatlan szerves extraháló egy nagy szénatomszámú 145—200 °C forráspontú paraffinszénhidrogén. Ez 5—15 százalékban 6—12 szénatomos szekunder alifás amint és a harmadik fázis képződésének meggátolására 20—40 százalékban 6—12 szénatomos alifás alkohol adalékot tartalmaz. A fázisok elválasztása után a szerves fázisban lévő vasat egy második extrakcióval vízzel vagy híg sósavval (szabad sav tartalma 10—40 g/1) visszaextraháljuk (11). Az így kapott vasmentes szerves fázist ismét felhasználhatjuk az első extrakciós lépésben. Az extrakció során a szerves és a vizes fázis térfogataránya 1:1—1:5, a visszaextrahálásnál pedig 3:1—7:1. A megosztás kedvező hőmérséklete 25—40 °C. Szekunder alifás amin bázisú extrahálószerek helyett tributil-foszfát oldatot is alkalmazhatunk, amelynek aránya a vízhez képest előnyösen 1:2. A vas visszaextrahálásakor ezzel az oldószerrel 4:1—6:1 fázisarány kedvező. Az extrakciós lépcsőaben kapott vas-klorid oldatot ismert porlasztásos bontás (15) után a sósav visszanyerésével nagy értékű vas-oxiddá dolgozhatjuk fel. További értékes komponensek, például gallium is kinyerhető a vasban dús vizes extraktumból ismételt folyadék-folyadék extrakcióval nagy molekulasúlyú, vízben oldhatatlan alifás aminok vagy n-tributil-foszfát keverékével. A mintegy 20 súlyszázalékos kiextrahált alumínium-klorid oldatot körülbelül 30 százalékosra bepároljuk egy vagy több lépcsőben (12); a körülbelül 30 százalékos alumínium-klorid oldatot azután 65—100 °C hőmérsékleten és 0,1—1,0 at nyomáson üzemelő egy vagy többlépcsős kristályosító berendezésbe (12) vezetjük. Azt találtuk, hogy az oldat és a kristályok fizikai-kémiai tulajdonságai alapján a szuszpenzió átáramoltatásos eljárás különösen alkalmas, amelynek során a szuszpenzió cirkuláltatásával nagy mennyiségű kristályt vihetünk a forró tartományba, és ezáltal a túltelítettséget hatásosan csökkenthetjük. Ezért a kristályosítást úgy végezzük, hogy a kristályszuszpenziót a forrási zónába visszavezetjük, és így az oldat túltelítettségét annak keletkezési helyén kristályképzéssel csökkentjük. Ennek hatására az átlagos szemcseméret legalább 0,25 mm és a kristályok maradék nedvessége a centrifugán a bepárolt friss oldattal végzett mosás után nem lépi túl a 10%-ot. Ezzel a kristkályosítási móddal morzsalékos szabadon folyó krsitályokat kapunk, amelynek kicsi a maradék nedvességtartalma. Ezt a terméket friss oldattal centrifugában mosva a benne maradó szennyeződések a következő értékekre csökkenthetők: 0,2% K; 0,03% Ca; 0,0004% Ti; 0,002% V kjés 0,00006% Si02. Közepes kristályszemcseméretnél, amely esetben a kristályok legalább 0,25 mm-esek, és ha a maradék nedvesség 1—7 százalékos, anyalúgnak 1—7 százaléknyi mennyiségét kell kidobni a friss oldatra számítva. Termikus bontással (14) azonban még ebből az anyalúgból is lehet nyers timföldet előállítani, és más célokra továbbfeldolgozni. A kapott kristályokat, amelyek 52—54 százalék alumínium-kloridot tartalmaznak, kétlépcsős termikus bontásnak (13) vetjük alá. Az alacsonyabb hőmérsékleti fokozatban — 150—200 °C-on — részleges bomlás megy végbe a magasabb hőmérsékleti fokozatban keletkező forró hasítási gázok segítségével. A közbenső termék összetételét úgy állítjuk be, hogy a magasabb hőmérsék5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
