155648. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szárazelemekben depolarizátorként felhasználható műbarnakő előállítására

3 A találmány célja olyan eljárás biztosítása, amely az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésével lehetővé teszi alacsony mangántartalmú ércekből szárazelemek depolarizátoraként felhasználható műbarnakő előállítását. A találmány több felismerésen alapszik. A találmány egyik alapja az a felismerés, hogy a fizikailag dúsított oxidos mangánérc mangándioxidtartalma jelentősen — pl. 60%-ról 70%-ra — növelhető, és a vastartalom egyidejűleg szintén jelentősen — pl. 15%-ról 2% alá —y

csökkenthető anélkül, hogy az ejtett súly jelentős mértékben csökkenne, ha az ércet megfelelő hőmérsékleten megfelelő koncentrációjú kénsavval kezeljük. Az így nyert termék kémiai összetétele és ejtett súlya kedvező, de aktivitása alacsony. Megállapítottuk azonban — és ez a felismerés képezi találmányunk további alapját —, hogy az aktivitás jelentősen növelhető, ha a savas kezeléssel kapott anyagra mint hordozóra mangándioxidot csapunk le. Ha ezt a műveletet mangánszulfát lúgos közegben végzett oxidációja útján valósítjuk meg, a hordozó szemcsék felületén mangánhidroxid csapódik ki, amelynek oxidációja így nagy fajlagos felületen megy végbe, és ennek eredményeként a hordozó szemcsék felületén Mn02-bevonat képződik. Az így végzett oxidáció gyorsabban megy végbe, mint a hordozómentes mangánhidroxid oxidációja, ahol az oxigén csak a mangánhidroxid-szemcsék felületét képes oxidálni. Ismeretes, hogy a végtermék laza térfogatsúlya annál nagyobb, minél nagyobb a kiindulási mangánérc Mn02-tartalma, vagyis minél kevesebb MnC>2 rácsapása szükséges az ércből savazással készített szuszpenzió szemcséire. Pl. 60% MnC>2-tartalmú ércből savazással 75% MnC>2-ot tartalmazó közti termék állítható elő, melynek felületére csak 5—7%-nyi Mn02

rácsapása szükséges. A végtermék laza térfogatsúlya kb. 1,1 kg/l. Ha viszont a kiindulási mangánérc MnC>2-tartalma igen alacsony, pl. 40%, savazással csak kb. 55— 60% Mn02

-tartalmú közti termék nyerhető belőle, melynek felületére 20—30%-nyi Mn02

-ot kell lecsapni ahhoz, hogy depolirizátorként jól felhasználható anyagot nyerjünk. A nagy mennyiségű MnC>2 kicsapása azonban az anyag szerkezeti fellazulását eredményezi, aminek következtében a végtermék ejtett súlya 1 kg/l alá csökken. Kísérleteink során azt a további meglepő eredményt észleltük, hogy a termék ejtett súlya 0,3—0,5 kg/l értékkel megnövelhető, ha salétromsavval megnedvesítjük, majd megszárítjuk. Így pl. 0,6 kg/l ejtett súlyú termékből 1,05 kg/l, 0,8 kg/l ejtett súlyú termékből pedig 1,1 kg/l ejtett súlyú végterméket tudtunk előállítani. A salétromsav szárítással maradéktalanul eltávolítható a termékből. A salétromsav alkalmazásának nemcsak az az előnye, hogy vele a termék ejtett súlya megnövelhető, hanem az is, hogy az ejtett súly növelésének lehetősége folytán a találmány szerinti eljárással egészen alacsony (30—40%) MnCVtartalmú, műbarnakő gyártására az eddig ismert eljárásokkal alkalmatlan mangánérc is felhasználható a gyártáshoz. 4 A találmány eljárás szárazelemekben depolarizátorként felhasználható műbarnakő előállítására mangánércekből. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy legfeljebb 0,2 mm szemcse-5 finomságú és legalább 30% Mn02-ot tartalmazó ércet legalább 20%-os kénsavoldattal 80 C° feletti hőmérsékleten kezelünk, míg a szilárd anyagban a vastartalom 3% alá nem csökken, majd a szuszpenzió pH-ját vizes mosással 1 fölé növel-10 jük, ezután mangánszulfátoldatot és nátronlúgoldatot vezetünk a szuszpenzióhoz, a szemcsék felületén így képződött mangánhidroxidot oxigéntartalmú gázok, célszerűen levegő bevezetésével oxidáljuk, majd a szuszpenzióból a szilárd fázist 15 elkülönítjük, vizes kénsavoldattal mossuk, vizes mosással savmentesítjük, adott esetben annyi salétromsavat adunk hozzá, hogy a folyékony fázis HNC>3-tartalma legalább 5% legyen, majd a szilárd fázisból száraz terméket készítünk. 20 Ilyen módon a kiindulási anyag MnŰ2 tartalma igen jelentős mértékben növelhető. Így pl. a 60% Mn02

-ot tartalmazó anyag mangándioxidtartalma 80% fölé növelhető, miközben ejtett sú-25 lya csak kb. 1,1 kg/l-re csökken. Egyúttal a találmány szerinti kezelés a termék aktivitásának megnövekedését is eredményezi, minthogy a szárazelemekben úgyis csak a felületi réteg fejt ki hasznos munkát; a termék aktivitása nagyobb, 30 mint az elektrolitikus műbarnakő és a kb. 80% MnC>2-tartalmú természetes barnakő 1 :1 arányú keverésének aktivitása. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foga-35 natosítási módja szerint a híg kénsavas mosással nyert magánszulfátoldatot az oxidáló berendezésbe vezetjük vissza, vagy önmagában ismert módon mangánkarbonát előállítására használjuk •fel. 40 Az oxidációhoz szükséges mangánszulfátoldatot előnyösen karbonátos mangánérc kénsavas oldásával állíthatjuk elő. A találmány szerinti eljárás egy további elő-45 nyös foganatosítási módja szerint a kénsavas kezeléssel és vizes mosással kapott szuszpenzió szilárdanyag-tartalmát literenként 25—200 g, a mangánszulfátoldat MnSQi-tartalmát literenként 15—120 g, és a nátronlúgoldat NaOH-tartalmát 50 literenként 8—65 g értékre állítjuk be oly módon, hogy a két utóbbi oldat térfogata különkülön a szuszpenzió térfogatának legalább negyede, de legfeljebb kétszerese legyen. 55 A mangánszulfát oxidációját célszerű széndioxidmentes levegővel végezni'; ellenkező esetben ugyanis mangánkarbonát képződhetne, amelyet az oxigén nem képes mangándioxiddá oxidálni. 60 A találmány szerinti eljárás előnyei közül az alábbiakat említjük meg: Lehetővé teszi, hogy gyenge minőségű, szárazelemgyártásra nem használható oxidos mangán-65 érceket nagy MnC^-tartalmú és kis Fe-tartalmú,