129334. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vasdús alumíniumércek, elsősorban bauxit messzemenő vastalanítására
129334. A reakciós elegyben ilykép felszabaduló S02 további Fe 2 0 3 -mennyiségeket hoz oldatba. Az (1) és (2) jelzésű egyenletek egybeve-5 téséből kitűnik, hogy a Fe2 0 3 kéndioxidos feltárására szükséges S02 felének visszanyerésére a reakciós elegybe annyi H2 S0 4 -3 FeS03 + A1 2 (S0 4 ) 3 = Al s A kénsarvnak az a része tehát, amely 10 nem a (2) egyenlet szerint reagál, hanem az érc Al2 0 3 -tartalmát támadja és oldja alumíniumszulfáttá, végeredményben az érc vaslartalmával ugyancsak ferroszulfállá alakul. Viszont a (3) reakció szerint az ol-15 A12 (S0 3 ) 3 -fíiqua->2 Al(OH)SO s + S'02 -^A1 Az előadol lakból látható, hogy a feldolgozásba vett érchez csak annyi kénsavat szükséges adni, hogy 1 mol Fe2 0 3 -ra 1 mol H2 SO á jusson. Ennél több kénsav már kén-20 savfölösleget jelent, a fölös kénsavvá! kioldott AlgO., viszont alumíniumveszleséget okoz. Az oldatba jutó aluniíniumszulfát, ill. a (3) reakció számára ugyanis, csak korlátolt, az (1) reakció-egyenletből adódó 25 mennyiségben áll rendelkezésre FeS03 , a többlet tehát oldatban marad és így alumíniumveszteséget okoz. Ha viszont a kénsav a szükségesnél kevesebb, az (1) jelzésű reakció-egyenletből adódó ferroszulfit teljes 30 egészében nem alakulhat át ferroszulfáttá, vagyis az előálló oldat l'erroszulfitot is fog tartalmazni, ami S02 -vcszteséget jelent. Kénsavhiány esetén tehát a S02 -fogya.sztás a szükségesnél nagyobb. 35 Az ismertetett reakciók, a gyakorlati kivitel során, természetesen nem folynak le mennyiségileg. Az ércben jelenlevő Fe2 0 3 teljes mennyiségében nem oldható ki, ehhez képest pl. a kénsav mennyisége is 40 változik. A legcélszerűbb hőmérsékleti és nyomásviszonyok is változnak a nyersanyag minősége szerint. A munkafeltételeket tehát esetenként módosítjuk, ill. előkíisérletek alapján úgy állítjuk be, hogy, 45 egyéb gazdaságossági követelmények szemmel tartása mellett, minél mcsjszebbmejnő legyen a feldolgozásba vett érc vastalanítása és ugyanekkor minél kevesebb menjen az érc Al2 0 3 -tartalmából oldatba. 50 A kísérletek szerint a S02 -os vastalanítás 90° alatti hőmérsékleten viszonylag hosszú időt igényel, 60° körül pedig már oly lassú lefolyású, hogy a gyakorlati kíat kell adni, hogy 1 mol, vagyis 160 g Fe2 0 3 -ra 1 mol, vagyis 98 gH 2 S0 4 jusson. 55 A. reakciós elegybe adott kénsav azonban az érc Al2 0 3 -tartalmát is megtámadja; az) ilykép keletkező alumíníuinszulfát azonban csak közbenső termék, minthogy az (1) jelzésű reakció szerint előálló ferroszulfitlal 60 cserebomlásba lép: ;S03 ) 3 ± 3 FeS04 ... (3) dalba menő ferroszulfát mellett keletkező alumíniumszulfit, az eljárás folyamán, amint ez a későbbiekből kitűnik, oldhatat- 65 lan bázisos szulfiltá alakul. A bázisos szulfit, magasabb hőmérsékleten, fokozatosan bázisosabbá válik, miközben S02 szabadul fel. (OH)4 S0 3 H;S0 2 ->2 Al(OH) 3 + S0 2 ...(4) 70 vánalmaknak, egyes nyersanyagok, pl. némely kaolinféleségek feldolgozásától eltekintve, alig felel meg. A vaskioldás sebessége a hőmérséklet emelésével, pl. 90° felett gyorsan nő; 120°-on túlmenni azon- 75 ban nagy általánosságban nem ajánlatos, mert a nyomás alatt álló S02 120° körül már bomlásra hajlamos, így tehát az elhasználódó S02 mennyisége növekszik, ami az eljárás gazdaságosságának rovására 80 megy. A gyakorlatilag alkalmazható legmagasabb hőmérséklet 15(i°, vagyis a S02 kritikus hőmérséklete. A legtöbb nyersanyag esetén a 90°-tól 120°-ig terjedő hőmérséklet-tartomány mu- 85 tatkozott a legcélszerűbben alkalmazhatór nak. Némely esetben azonban, a vastalanítani kívánt érc fajtájától, vastartalmától, a vas kioldására fordítható időtől, az alkalmazott berendezéstől stb. függően,. 90 szükséges lehet a megadott hőmérséklettartomány alatti ill. feletti hőmérsékleteket alkalmazni. A túlnyomás mértéke tekintetében hasonló a helyzet. Rendes nyomáson a S02 95 vízoldhatósága 90°-on igen csekély, 100°"on pedig már a nullával egyenlő. A S02 dal való vastalanítás gyakorlati kivihetésére tehát túlnyomásra van szükség. A túlnyomás legmagasabb értékét bármely adott 100 hőfokon a S02 -nak e hőfokra vonatkozó telített gőznyomása adja meg, a legtöbb esetben azonban 3—10 légköri nyomás alkalmazása mutatkozott célszerűnek. A fentiekben említés történ arról, hogy 105 az eljárás folyamán a kénsav az Al2 O s -ot szintén megtámadja és az így előálló alumíniumszulfát a (3) reakció szerint alumí-
