195861. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémoxidok kioldására sziallitos és allitos kőzetekből és ásványokból, továbbá szilikáttartalmú ipari melléktermékekből és hulladékanyagokból
1 195 861 2 Kísérleti úton megállapítottam az eddigi szakirodalmi felfogással és tapasztalattal ellentétben, hogy a /A1(0H)0/, a tiszta böhmitásvány önmagában tisztán már kisebb koncentrációjú lúgban és alacsonyabb hőmérsékleten (130°C alatt) is jól oldódik. Azonban a bauxitokban az egyes böhmites szemcsék összetétele genetikai okokból nem tiszta, hanem részben polikovasavas, részben hematitos, kaolinites fázissal összecementált szerkezetben van, ahol a nevezett fázisok lúgban vagy ásványi savakban nem oldhatók, és sokszor hagymaszerű héjszerkezetekkel vonják be, illetve cementálják össze az eredeti böhmit kristálykák szemcséit, és így úgynevezett másodrendű halmazokat képeznek. Ezért tehát a találmány szerinti eljárás szerint ezek az említett cementáló fázisok megfelelő kémiai anyagokkal — sokszor csupán vizes rendszerekben, de sok esetben az oldószerrel egyidejűleg alkalmazva — szétroncsolásra, illetve fellazításra kerülnek,és ezáltal az említett fémoxidos alkatrészek az alkalmazott ásványi savakkal vagy lúgokkal hozzáférhetők és különösen a forrás hőmérsékletén nagyobb sebességgel oldhatókká válnak. A fent említett cementáló fázisok a kémiai összetételt tekintve poliszilikátok vagy kalcium-poliszilikátok: [Sitiin. Ca0[Si02]n. Na20[Si02]n- Ezek a találmány szerinti eljárással is jól megbonthatok, meglazíthatok vizes közegben is nagy reakciósebességgel, különösen a fonalás hőmérsékletén, de sokszor már 50—70°C-on is oxálsawal, illetve vízoldható oxalátokkal, továbbá alkáli-szilikofluoridokkal (pl. Na2SiFg) és vízoldható fluoridokkal (NaF, NH4F, stb.). A CaO • SÍO2 típusú fázisok esetében a fázisbontó kémiai folyamat a következőképpen jellemezhető: 1. CaO [Si02]n + 2NaF = CaF2 + 2NaOH + + H2[Si02]n XH2O és/vagy 2. CaO - [Si02]n + (COOH)2 = Ca(COO)2 + + H2ÍSÍO2L1 x H2O és/vagy 3. 2CaO • [Si02]n + Na2[SiF6] = 2CaF2 + 2NaF ♦ + polikovasav Fluoridok alkalmazása, különösen NaF használata esetén szabad NaOH képződés és így nagyobb mérvű pH emelkedés is bekövetkezik. Az említett kémiai reakciók ásványi savak és lúgok mellett, tehát ezek egyidejű alkalmazásakor is bekövetkezhetnek. Savas oldáskor ugyanis H+és F' ionok vannak a rendszerben és ezek együttes SÍO2 szerkezetlazító hatása közismert. Az említett, kémiailag is ható szerkezetlazító aktivátorok szükséges mennyisége általában 0,5-6 t% közötti, a kiindulási anyagra vonatkoztatva. Ez a menynyiség kombináltan is alkalmazható, azaz például nátrium-fluorid és oxálsav 1:1 tömegarányú keverékéből is állhat. Felhasználásuk történhet a legalább 70 mikron alá aprított kiindulási anyag sűrű vizes szuszpenziójába adagolva és 10—30 percig forralva. Ezután a kioldáshoz stöchiometrikusan szükséges, vagy a Fayer-eljárás szerinti lúgmennyiséggel tovább forraljuk a rendszert általában 1/2-2 órán át. Az alkalmazott ásványi sav célszerűen 5-50 t%-os koncentrációjú. Vizes oldatban az említett módon végzett szerkezetlazítás után az erősen böhmites bauxitok 140 g/1 koncentrációjú lúgos oldása során már 110-125°C közötti forralással a Bayer-eljárás szerint az alumínium-oxidos alkatrészek a bauxitból az előnytelen kaolinitbomlás nélkül 90-95 t%-ban kioldhatok. így az úgynevezett vörösiszap maradék csupán a vas- és titán-oxidot, továbbá a kaolinitet tartalmazza. Ilyen összetétellel a vörösiszap a továbbiakban vasércként használható fel. Az aktivátoros szerkezetlazítás sok esetben egyúttal jól észlelhető peptizációt és így nagyfokú felület-, illetve üledéktérfogat-növekedést is eredményez a kiindulási anyagban. A találmány szerinti eljárásnál savas úton történő kioldásoknál sok esetben az alumínium és vas kioldása szelektíven is elvégezhető, ez különösen üveges szerkezetű szilikátokra vonatkozik. Ilyenkor először csak az Al203-ra, illetve az alkáliákra és magnéziumra kell a szükséges savmennyiséget számítani. Leszűrve az oldatot a vashoz szükséges újabb savmennyiség hozzáadásával a rendszert tovább forraljuk a teljes vaskioldásig, amennyiben a vassók is elkülönítésre kerülnek. A kioldott fém-oxidokat — amelyeket az oldat só formában tartalmaz — az oldatból részben szelektiv kristályosítással vagy — ismert módon — kémiai elválasztással is kombinálva nyerhetjük ki. így például ammónium-hidroxiddal az alumínium, illetve vas együttesen is leválasztható, miközben ezekkel egyenértékű műtrágya-só (NH4NO3 vagy NH4SO4) marad az oldatban, esetleg káliumsóval együtt. A rendszerint kisebb mennyiségű színesfém sók (Ni, Cu, Pb, Zn, stb. sói) rendszerint oldott állapotban maradnak a vas és alumínium leválasztása után és ezek koncentrációja az oldat újból való felhasználásánál visszaforgatással dúsítható. Ezután ezek a sók ismert módon kinyerhetők. Bauxitból — amennyiben savas oldást használunk — előbb csak az alumínium oldódik ki, hasonlóképpen a porszénhamuból is. Lúgos oldás esetén mindenben a Bayer-eljárás szerint kell a továbbiakban eljárni. A találmány szerinti eljárás végrehajtása után viszszamaradó kovasav rendszerint igen nagy fajlagos felületű, és így számos technikai és ipari célra jól alkalmazható. Ezenkívül nátrium-hidroxiddal 80—105°C-on melegítve, illetve forralva vízüveggé alakítható át. Ez a körülmény is az eljárást nagyon gazdaságossá teszi az olcsó vízüveg és kolloid kovasav elő állíthatósága miatt. A találmányt közelebbről a következő kiviteli példákkal kívánom megvilágítani. _ 1. példa Kálium- és kalciumsók, valamint alumínium-hidroxid kinyerése leucitból. A kiindulási anyag jugoszláv (koszovo) őrlemény, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
