164863. lajstromszámú szabadalom • Eljárás goethit tartalmú bauxitok feldolgozására
164863 10 Találmányunk célja, hogy a bauxitokban levő goethitet a Bayer-eljárás körülményei között, legfeljebb 250°C hőmérsékleten, és a feltárás utáni mólviszony lényeges emelése nélkül, hidrotermálisán alakítsuk át hematittá és ennek eredményeképpen a timföldkihozatal, a V2O5 beoldódás és a vörösiszap Ülepedés, szürhetőség és moshatóság lényeges javulását érjük el. A találmányunk szerinti eljárás azon az uj felismerésen alapul, hogy CaO és NaCl együttes jelenlétében az alumogoethit átalakulása nem várt módon jelentősen meggyorsul és igy a jelenlegi gyakorlatban számba jövő hőmérséklethatáron belül, az egységnyi térfogatba beoldott AI2O3 menynyiségének csökkentése nélkül, azaz az egyensúlyi 15 mólviszony közelében, igen kedvező hatásfokkal megvalósítható. Ennek megfelelően a goethit rácsába beépült AI2O3 és V2C"5-tartalom beoldódik és a goethit hematittá alakulása miatt a vörösiszap elválászthatósága jelentősen javul. A csatolt diagram egy goethites bauxit eljárásunk szerinti feldolgozásakor elért eredményeket szemlélteti. Két kisérletsorozatnál a feltáró lúghoz - melynek összetétele N^O^ 240 g/l; AI2O3 113 g/l; a bauxit száraz súlyára vonatkoztatva 3% égetett meszet (CaO) mértünk be, az egyik sorozatot igy tártuk fel. (l.jelü görbe), a másik sorozathoz ugyancsak a bauxit súlyára vonatkoztatott 2-4% NaCl-ot is adagoltunk, ami 10 g/l NaCl koncentrációnak felel meg (2. jelű görbe). A feltárást 245°C-on, 1 óra alatt valósítottuk meg. Az abszcisszán az aluminátlug feltárás után elért mólviszonyát, az ordinátán rendre a goethit (goethit maghemit) hematittá átalakult százalékos mennyiségét, továbbá a goethit rácsából kioldott többlet AI2O3 százalékos mennyiségét, a szokásos Bayer-technológiával elért feltárási kihozatalt 100%nak tételezve fel - (ami tehát megadja a találmány szerinti eljárással termelhető többlet timföld százalékos mennyiségét) -, végül a bauxit összes vanádium-tartalmából beoldott V2Oj %-os mennyiségét töntettuk fel. A két görbéből kitűnik, hogy a NaCl és CaO együttes jelenléte a csak CaO jelenlétében végzett feltáráshoz képest a goethit-hematit átalakulást és az ezzel arányos AI2O3 és V2O5 többlet beoldódást az egyensúlyi mólviszony közelében 30-35%ról 80-85%-ra növelte, CaO adagolás nélkül a NaCl önmagában nem segíti elő a goethit hematittá alakulását. Az ülepedés javulását Ulepitési és szürhetőségi vizsgálatokkal, valamint a vörösiszapok fajlagos felületének BET-módszerrel mért meghatározásával ellenőriztük. Megállapítottuk, hogy az egyensúlyi mólviszony közelében (1,25-1,30 mólviszony) a csak mész jelenlétében feltárt vörösiszap szürhetősége és ülepithetősége mintegy 30%-kal kedvezőtlenebb, mint a NaCl és CaO együttes jelenlétében nyert vörösiszapé. Az ülepedés javulását a vörösiszapok fajlagos felületének csökkenése is egyértelműen mutatja, mely az adott esetben 24,3 illetve 11,7m2 /g volt. A vörösiszap elválászthatóságának javulása arányos a goethit-hematit átalakulás mértékével. 65 20 25 30 35 40 45 50 55 60 A V2O5 beoldódás növekedését a bauxitok és vörösiszapok V2O5 tartalmának elemzésével, valamint a feltáró lug és a feltárás utáni lug V2O5 tartalmának meghatározásával ellenőriztük. Vizsgálataink során megállápitottuk, hogy a goethites bauxitok összes V2O5 tartalmának mintegy 40%-a van goethitben kötve, igy a találmányunk szerinti eljárással a szokásos 20-30%-os V2O5,beoldódás 60-70%-ra növelhető. A goethitból kinyerhető többlet timföld mennyisége általában 2-8%. Eljárásunk kivitelezésekor ugy járunk el, hogy a feltárást a bauxit goethit tartalmának és a goethitben kötött Al-atomok kötés-erősségének megfelelően 220-280°C, előnyösen 240-250°C hőmérsékleten valósítjuk meg, a száraz bauxit súlyára számolt 1-6% CaO és 0,5-12% NaCl együttes jelenlétében. A feltáró lug koncentrációját alapvetően a Bayer-eljárás adott változatának gazdaságossági optimuma alapján 100-300 g/l Na2O k , előnyösen 200-250 g/l Na2 O k -ra állítjuk be. Amennyiben 250°C-nál magasabb feltárási hőmérséklet alkalmazása célszerű, a feltárást csőfeltáró berendezésben végezzük. Az alábbi példával a találmány szerinti eljárást részletesebben ismertetjük. 370 kg bauxitot, 11 kg (3%) CaO-t mérünk be 1 m3 240 g/l Na 2 O k és 10 g/l NaCl tartalmú, 3,4 mólviszonyu lúgba, és a feltárást 245°C-on 1 órán át végezzük. A feltárás utáni mólviszony 1,34 (2, jelű görbe A pont). A bauxit és a képződött vörösiszap kémiai és ásványos összetételét táblázatban mutatjuk be. Az adott körülmények között a diaszpor teljesen feltáródik, az alumogoethit és alumomaghemit átalakulása hematittá 85%-os. Az A12 0 3 kihozatal a szokásos Bayer-eljárással elérhető 83%-ról 89%- ra nő, ami az alumogoethit és diaszpor együttes feltáródásának a következménye. Az Na20/Si02 mólarány a vörösiszapban 0,60, a szokásos 0,75-0,80-nal szemben. A V2O5 beoldódás bauxitból 30%-ról 64%-ra nő. Táblázat A bauxit és vörösiszap kémiai és ásványos összetétele Alkotórész % Bauxit Vörösiszap A12°3 böhmitben 25,0 9 A12°3 gibbsitben goethitben kaolinitben 16,0 2,1 5,0 9 0,6 9 diaszporban hematitban 1,3 0,2 9 0,2 maghe mitben Na-Al-szilikátban 0,5 0 11,8 Fe2 rf 3 Csszesen 50,1 12,6 Fe2 rf 3 goethitben hematitban 10,2 5,0 2,7 40,3 Fe2°3 maghemitban összesen 3,5 18,7 0 43,0 2
