149208. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bauxitok minőségének megjavítására a Bayer-eljárással történő kezelés során
149.208 3 imegváltcrísiivail, amely a fajlagos felület megnövekedését befolyásolná; mindazonáltal a szilárd anyag reakcióképessége megnövekszik. Ez a jelenség, amely a kaolinok savas kezelésével kapcsolatban jól ismert, különösen jól hasznosítható a bennük levő alumíniumoxid majdnem mennyiségi visszanyerésére. Megállapítottuk, hagy a kaolinitet tartalmazó bauxitok hevítése megkönnyíti a lúgos feltárást, amely sokkal gyorsabbá válik, azonban , ebben az esetben a sziliciumdioxid az alumíniumoxidnál gyorsabban megy oldatba, legalábbis a kb. 100 C°-nál alacsonyabb kezelési hőmérsékleteken. A kaolinitnak ez az aktiválása lehetővé teszi a sziliciumoxidnak az autokilávozás előtt szódaoldattai történő egyszerű kilúgozás segítségével való eltávolítását, atmoszférikus vagy ahhoz közel álló nyomás mellett. Az ilyen módom történő extrahálást már alkalmazták a magas hőmérsékleten kalcinált bauxitok esetében. Vizsgálataink alapján megállapítottuk, hogy a sziliciumdioxid lúgos oldódásának sebessége a bauxit előzetes kalcinálási hőmérsékletének függvényében két maximumot mutat; az egyik az 500—600 C° körüli kalcinálási hőmérsékletnél, a másik a 800 C° körüli kalcinálási hőmérsékletnél jelentkezik. A II. táblázat a kalcinálási hőmérséklet függvényében adja meg az először kalcinált, majd 90 CJ hőmérsékleten 20 percen keresztül 22,5%-os nátriumhidroxid-oldattal fémtartályban erős keverés közben kezelt bauxitból kivont sziliciumdioxid mennyiségét. A kísérletekhez felhasznált bauxit összetétele a következő volt: Nedvességtartalom 1,2% Kristályvíz 10,6% F2O3 30,3% SiOo 5,6% A12 0 3 50,1% ken, míg az alumíniumoxid-veszteség kö-Egyéb komponensek 2,2% II. táblázat -Kalcinálási Extrahált Sóhőmérséklet C ° tartalom %j 400 11,3 500 24,8 550 70 600 61,6 700 48 800 67,3 900 53 970 42,8 10OO 37,2 A II. táblázatnak megfelelő görbe alakja tehát igazolja a találmány szerinti hőimérséklettartomány kiválasztását, különösen a preferált 550 C° hőmérsékletet. A kalcinált term éknek lúgoldattal való kezelését különböző körülmények között végezhetjük. A legkedvezőbb eredményeket az alábbi feltételek biztosítják: a nátriumhidroxid oldat töménysége: 22,5%; kezelési hőmérséklet: 90 C°; a kezelés időtartama: 30 perc. A sziliciumdioxid-tartaloin kb. 80%-kai csökzött mozog. A lúgos kezelést megismételve, a sziliciumoxid-tartalom csökkenése elérheti a 90%-ot is, míg az alumíniumoxid-veszieség sohasem baladja meg a 10%-ot. A lúgos kezelésből származó oldatokat mésszel lehet kezelni, aminek következtében a sziliciumdioxid és az alumíniumoxid majdnem teljes mennyiségben együtt kicsapódik, és így regenerálhatjuk a lúgot, amely nagyon kis veszteségekkel ismét felhasználható. A redukáló atmoszférában végzett termikus kezelés fő célja a vasoxidnak fémvassá történő átalakítása; ha ezt a kezelést természetes bauxittal kapcsolatban végezzük, a kezdeti hatás abban mutatkozik, hogy a boehrnit és a kaolinit a fentebb leírt átalakuláson megy keresztül, a redukáló atmoszférát hidrogén, szénmonoxid, természetes gázok krakkolásából származó gázok stb. alkothatják, azonban előnyös a hidrogén vagjr a hidrogénben gazdag elegy. Megállapítottuk, hogy a bauxitnak 500 és 650 C° közötti hőmérséklet-tartományban történő előzetes hevítése lehetővé teszi, hogy ugyanebben a hőmérséklet-tartományban a vasoxidot igen nagy sebességgel redukáljuk azokhoz a sebességekhez viszonyítva, amelyeket a vaskohászat által általában kezelt vasércek esetében figyelhetünk meg; a redukciót tehát iparilag kis nyomáson, sőt atmoszférikus nyomáson is végrehajthatjuk. Ez a sebesség az oxid finom eloszlását eredményezi, aminek alapján rendkívül finom (egészen 500 A-ig terjedő közepes átmérőjű) SíZemcséket lehet kapni a boebmitfázis diszperziójából, és aminek következtében az előzetes dehidratálás által kialakított pórusok a bauxitszemcséket jobban átjárhatóvá, vagyis a belsejükben levő vasoxid-részecskéket könnyebben hozzáférhetővé teszik. A kiválasztott hőmérsékleteken rendkívül reakcióképes fémet kapunk, minthogy ezek a hőmérsékletek túlságosan alacsonyak ahhoz, semhogy az esetleg fellépő csekély színt er elő dés a vasrészecskék megnagyobbodását idézhesse elő. Az előnyös 550 C° hőmérséklet a redukciós sebesség maximumának, ezenkívül pedig a három fázis, a Fe, FeO és Fe.304 egyensúlyi hőméirséklertének (575 C°) is jól megfelel. 550 C°-on a redukció Fe3Ü4 közvetítésével játszódik le, és így nem jár FeO képződésével. Ennek az utóbbi fázisnak a megjelenése magyarázza a redukció sebességének a magasabb hőmérsékleteken megfigyelt csökkenését. 550 C°-on két óra hosszat redukáló atmoszférában végzett kezelés a bauxitban levő vasoxid több mint 90%-ának redukcióját idézi elő. Meg kell még jegyezni, hogy a közvetlen redukáló kezelés esetében a redukció sebessége csak akkor éri el a rendes értéket, amikor a boehrnit dehidratálódása gyakorlatilag már befejeződött. A valóságban ez alatt a dehidratálódás alatt redukáló atmoszféra alkalmazása esetén nagy a vízgőz-koncentráció, és gyakorlatilag néni megy végbe redukció. Az előzőleg dehidratált bauxitban levő vasoxid redukciójának mértéke 550 C"-on 2 óra eltelte után meghaladja a 9'5%-ot. Magasabb, 900—1000 C° körüli hőmérsékletek alkalmazása szintén könnyű redukciót tenne lehetővé, azonban ez nemcsak azzal a fentebb már említett hátránynyal járna, hogy az alumíniumoxidnak nehezeb-
