149514. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldtartalmú ásványok, különösen bauxit folytonos feltárására nátronlúggal

2 149.514 hőmérséklettartományban autoklávokkal dolgozó szokásos berendezésekben túlnyomórészt a fűtőfelületeken válik ki, azokra erősen tapad és azok hőátadóképességét igen gyorsan lerontja. Ha a nátrolit kiválás az oldatban már megtörtént és a nátrolit szuszpenzióban van, a lerakodási hajlama a fűtőfelületekre már sokkal kisebb. A fent említett hátrányos jelenség kiküszöbölésére irányuló kísérletek során úgy találtuk, hogy a lerakódásokat a fűtőfelületeken meggátolhatjuk, ha az említettt kritikus hőfoktartományban a feltárandó zagyot melegítés közben nagy, 0,7 m/seenál nagyobb, előnyösen 1,2—1,5 m/sec sebességgel áramoltatjuk. Ilyen nagy sebességet célszerűen csöves hőcserélőben érhetünk el. A találmány értelmében tehát a timföldtartalmú anyagokat különösen bauxitot nátronlúggal növelt hőmérsékleten és nyomáson akként tárjuk fel folyamatosan, hogy a feltárandó zagyot 90— 190 C°, előnyösen legalább 100—140 C° között 0,7 m/sec-nél nagyobb, előnyösem 1,2—1,5 m/sec sebességgel áramoltatva előmelegítjük, majd az így előkezelt zagyot magasabb hőmérsékleten feltárjuk. A zagy előmelegítését célszerűen hőcserélő csőkötegekben több lépcsőben végezzük. Az előmelegítés folyamán alkalmazott nagy sebesség következtében a zagyban levő szilárd szemcsék a fűtőfelületet mechanikusan is tisztítják és a lerakódásokat megakadályozzák. Az ily módon kezelt zagyot azután autoklávokban magasabb hőmérsékleten és nyomáson feltárhatjuk anélkül, hogy az ottan uralkodó kis áramlási sebességek mellett a fűtőfelületeken nátrolit kiválás okozta kéreg képződne. Az eljárás gazdaságossá tétele végett a zagy hőtartalmát a zagy előmelegítésére az ellenáram elvén működő berendezésben hasznosítjuk. A feltárt zagyot több lépcsőben — célszerűen 6—12 lépcsőben — expandáltatjuk és az így felszabaduló gőzöket hasznosítjuk a zagy előmelegítésére. A gyorsáramú előmelegítők kiválóan alkalmasak az expandált gőzök hasznosítására, tekintettel arra, hogy hőátadás! tényezőjük a gyors áramlási sebességek következtében lényegesen jobb mint az autoklávok fűtőfelületénél elérhető hőátadási tényező. Ily módon eljárva a költséges autoklávokat csak a tényleges feltárási művelet elvégzésére használjuk, az előmelegítést pedig a lényegesen olcsóbb hőkicserélőkben oldjuk meg. A berendezés beruházási költségei ennek megfelelően lényegesen kisebbek, mintha az előmelegítést a szokásos módon autoklávokban elhelyezett fűtőfelületek segítségével végeznénk. így eljárva az autoklávsor hosszabb ideig üzemeltethető tisztítás nélkül mint a gyorsáramú hőcserélő sor, ezért célszerű, ha az autoklávsorok számánál legalább eggyel nagyobb számú hőcserélő sort alkalmazunk. így a hőcserélő sorokat felváltva tisztíthatjuk és kapcsolhatjuk az autoklávok elé anélkül, hogy az autoklávok üzemét szüneteltetni kellene. Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a legtöbb bauxitfajtánál a nátrolitkép.ződés kát lépcsőben játszódik le. 110 C° alatti hőmérsékleten kisebb Na2Ü tartalmú nátrolit válik ki, mely 120 C° felett fokozatosan nagyobb Na2Ü tartalmú vegyületté alakul át. Vizsgálataink szerint a lerakódásokat elsősorban az elsődlegesen kivált nátrolit okozza, mert az igen hajlamos a fűtőfelületekre kicsapódni. Éppen ezért célszerű, ha az elsődleges kiválást még a magasabb hőmérsékletű hőcserélőkbe történő betáplálás előtt indítjuk meg. Ezt azzal érhetjük el, hogy a feltárásra kerülő zagyot melegen, 70—100 C° közötti hőmérsékleten, keverés mellett hosszabb ideig, pl. G—10 óráig nagy tartályokban pihentetjük. Ily módon a zagyot közel a feltárási hőmérsékletig hevítő fűtőfelületeken a lerakódás veszélyét tovább csökkenthetjük. Bizonyos bauxitféleségeknél előnyös lehet,, ha ilyen pihentető tartályt 120 C° feletti hőmérsékletű zagynál a hőcserélők között iktatunk be a másodlagos nátrolit képződés lejátszódása szakaszában. Ily módon eljárva a másodlagos nátrolit képződés is fűtőfelületeket nem tartalmazó térben történik meg és e pihentetés után a zaggyal érintkező akár előmelegítőben, akár autoklávban levő íűtőf elül etekre nátrolit nem rakódik le. Kísérleteink során megállapítottuk továbbá, hogy a zagy szerves anyagtartalma folytán a feltárás folyamán gázok, különösen hidrogén és szénsav fejlődnek. E gázok a feltáró autoklávban gyűlnek össze és ha elvezetésükről nem gondoskodunk, az autokláv hasznos térfogatának egy részét elfoglalják és a berendezés hatásfokát csökkentik. Ezért a képződött gázokat az autoklávokból elvezetjük. A feltárandó zagyot szerkezetileg egyszerű és könnyen kezelhető dugattyús vagy turbinaszivattyúval nyomjuk az előhevítő hőcserélő soron át a feltáró autokiávsorba és a szállított zagy mennyiségét az autoklávok egyikéhez csatolt nyomásérzékelő készülék segtíségével szabályozzuk be oly módon, hogy az autoklávokban a nyomást a zagynyomástól függetlenül egy meghatározott értéken tartjuk, és az autoklávok mögött elhelyezett fojtószelep, előnyösen tűszelep beállításával szabályozzuk be a feltáró berendezésen áthaladó zagy mennyiségét. A feltáró autoklávsor előtt a zagy felhevítésére célszerűen csőköteges hőcserélősort alkalmazunk. E hőcserélősorok száma célszerűen legalább eggyel meghaladja az autoklávsorok számát, úgyhogy azok egyikét mindig üzemen kívül tarthatjuk, tisztíthatjuk és felváltva kapcsolhatjuk az autoklávsorhoz. A találmány szerinti eljárást és berendezést a rajzon feltüntetett példakénti kivitel kapcsán magyarázzuk el részletesebben. A feltárandó bauxitot tartalmazó és előmelegített zagyot a Zi vezetéken átjuttatjuk a T pihentető tartályba, amelyből a rajzon csak egyet tüntetünk fel, de célszerű többet kapcsolnunk sorba. E pihentető tartályban a zagyot keverjük és onnan az S centrifugálszívattyúval nyomjuk váltakozva vagy az 1 vezetéken át a Hn—HJQ csőköteges hőoserélősorba, vagy a 2 vezetéken, át a H21—H2 9 csőköteges hőcserélősorba. E hőcserélősorból a zagy a 3 vezetéken keresztül az Ai—A2 autoklávokba jut, amelyeket a 4 csőkígyóval fűtünk. Ezekhez csatlakoznak az A3—A4 autoklávok, melyeket külön nem fűtünk. Az A4 autoklávokből az 5 vezetéken és a B fojtószelepen át áramlik azután a feltárt zagy az Ei—Eg