202789. lajstromszámú szabadalom • Eljárás Bayer-eljárás nyers lúgjának a kezelésére
HU 202789B A találmány Bayer-eljárás nyers lúgjának a kezelésére alkalmas eljárásra vonatkozik, amelyből alumíniumot nyerünk ki. A Bayer-eljárásban a bauxitérc dúsítása, az old hatóvá tett (szolubilizált) alumínium-oxid-trihidrátnak a kikristályosítása és kicsapása maró hatású folyadékból, amelyet itt a Bayer-eljárás nyers lúgjának nevezünk, egy kritikus lépés az alumínium gazdaságos kinyerése szempontjából. A Bayer-eljárás megvalósítói a legjobb kicsapási módszerek alkalmazására törekednek annak érdekében, hogy a lehetséges legjobb hozammal állítsák elő az alumínium-oxid-trihidrátot a Bayer-eljárás nyers lúgjából és közben azon fáradoznak, hogy egy adott kristályméret-eloszlást érjenek el. A legtöbb esetben viszonylag nagy kristályméretre van szükség, mivel ez előnyös az ezt követő lépésekben, amelyek a fémalumíniummá történő feldolgozásra irányulnak. A termelést gyakran olyan előállítási körülmények gátolják, amelyek kristályosodáshoz és kicsapódáshoz vezetnek. Ezek az előállítási körülmények üzemről üzemre változnak. Ilyen körülmények például, de nem kizárólagosan, a hőmérsékletértékek, az oltókristálybevitel, az oltókristály felületének a nagysága, a bevitt lúg mennyisége, a lúg tisztasága és hasonlók. Nagyon jól ismert tény az, hogy a Bayer-eljárásnál keletkező nyers lúgban lévő szerves szennyezőknek, amelyek a bauxitéreben található szerves anya gokból származnak, károsító hatásuk van a Bayereljárás kristályosítási folyamatában. A nem tiszta bauxitércből származó humátokon kívül egy másik elsődleges szerves szennyező anyag a nátrium-oxalát, amely — véleményünk szerint — a bauxitérc-nyersanyag magas hőmérsékleten történő feltárása folyamán keletkezik a nagyon tömény lúgos oldatban. A nátrium-oxalát forrásától függetlenül ennek az anyagnak a jelenléte a Bayereljárás nyers lúgjában számos szempontból nem kívánatos, amelyeket a 4 608 237. számú USA-beli szabadalmi leírás ismertet. A nátrium-oxalát gyakran lényegében ugyanabban a hőmérséklettartományban kristályosodik ki, mint az előállítani kívánt alumínium-oxid-trihidrát és a kristályok velük együtt válnak ki. A finom oxalát-részecskék másodlagos kristálygócokként hatnak az alumínium-oxid-trihidrátra és így növelik az alumínium-oxid-trihidrát kristályok számát az alumínium-oxid-trihidrát kicsapása során. Ennek eredményeként eltolódik az alumínium-oxid-trihidrát kristályeloszlás a kisebb méretek és a nagyon finomeloszlású anyagok képződése felé, amely több okból sem kívánatos. Bizonyos mennyiségű kisebb méretű alumínium-oxid-trihidrátra szükség van, amelyet később megmagyarázunk. Az általános követelmény az, hogy ne legyen több finom kristályrészecske, mint amennyire szükség van az újraoltáshoz. Azok az oxalát-kristályok, amelyek rendkívül finom eloszlásúak és rendkívül nagy felülettel rendelkeznek, megtapadnak a növekvő alumínium-oxidtrihidrát agglomerátumok felületén. Az oxalátkristályoknak Uyen megtapadása megakadályozza, mind az alumínium-oxid trihidrát egyedi kristályok növekedését, mind az alumínium-oxid-trihidrát 1 kristályok agglomerálódását. A nátrium-oxalát kristályok felhalmozódása az alumínium-oxid-trihidrát multikristály növekedésénél azt is eredményezi, hogy gyangül a végső kristályszerkezet. Ahogy fent említettük, ez nagyon nem kívánatos jelenség, mivel felesleges mennyiségű, rendkívül finom eloszlású alumínium-oxid-trihidrát képződéséhez vezet mind a kicsapási folyamatnál, mind pedig az ezt követő alumínium-oxid-trihidrát kalcinálási folyamatában. A 4 608 237. számú USA-beli szabadalmi leírás szerint a durva vagy nagy szemcsés alumíniumoxid-trihidrát kristályok kicsapását a Bayer-eljárásnál keletkező nyers lúgból bizonyos latex-polimerek használatával segítik elő. Mivel ezek latexformában vannak jelen, a polimerek rendkívül költségesek. A találmány szerinti eljárás kidolgozásával az volt a célunk, hogy durva szemcséjű alumíniumoxid-trihidrát kristályokat állítsunk elő legalább a 4 609 237. számú USA-beli szabadalmi leírásban megadott mennyiséggel azonos hozammal. A találmány kidolgozásával továbbá azt akartuk elérni, hogy gazdaságos alternatív megoldást biztosítsunk a 4 609 237. számú USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett polimer-kezelésre, amelynél a fent említett finom kristályméret elérése volt a követelmény. Meglepő módon azt találtuk, hogy a kívánt finom — 44 pc-nál kisebb — kristályméretet elérhetjük úgy, hogy a pregnáns folyadékhoza vörösiszap elkülönítése után és közvetlenül az alumínium-oxid-trihidrát kikristályosítása előtt olaj és felületaktív anyag keverékét adjuk. Az olaj és a felületaktív anyag együttes alkalmazása a találmányunk szerinti célkitűzés elérésére meglepő és váratlan a fenti ismert megoldások alapján; ez a meglepő és a technika állása alapján semmiképpen sem kézenfekvő megoldás igen jó eredménnyel és az eddigi eljárásoknál olcsóbban teszi lehetővé a kívánt cél elérését. Találmányunk tárgya tehát eljárás 44 p,-nál kisebb méretű alumínium-oxid-trihidrát kristályok százalékos mennyiségének a csökkentésére alumínium-oxid-trihidrátnak Bayer-eljárásnál keletkező nyers vagy pregnáns lúgjából történő kikristályosítása folyamán, 44 jx-nál nagyobb szemcsés kristályok hozamának a növelése érdekében. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy a pregnáns folyadékhoz a vörösiszap elkülönítése után és közvetlenül az alumínium-oxid-trihidrát kikristályosítása előtt olaj és felületaktív anyag keverékét adjuk, ahol az olaj a kristályosítás hőmérséklete fölötti forráspontú olajfrakció, és a felületaktív anyag az olajban oldódó, és a felületaktív anyag mennyisége legalább annyi, amennyi az olaj diszpergálását biztosítja. Az eljárást úgy hajtjuk végre, hogy valamely felületaktív anyagot és olajat, amelyek egymásba oldhatók, összekeverünk; a kezelést úgy végezhetjük, hogy a kapott folyadékot közvetlenül bevisszük a kicsapó tartályba, miközben a nyers lúgot is beadagoljuk. A Bayer-eljárás pregnáns vagy nyers folyadékát különböző üzemeknél (A üzem, B üzem és így tovább) használtuk annak megállapítása végett, hogy 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
