167039. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú MnCO3nak mangánvegyületekből történő előállítására
3 167039 4 datából indulnak ki. A mangánkarbonát gyártás két fő részből áll. Az első részben a mangán vegyület valamilyen vizes oldatát állítják elő, gazdasági megfontolásokból általában mangán-szulfátot állítanak elő. A második részben a mangán vizes oldatából a mangánt alkáli-, vagy ammónium-karbonát felhasználásával mangánkarbonát alakban választják le (Bitterfeldi-eljarás, Sweet-eljárás, Dean-eljárás). Szakirodalmi utalások szerint a mangán-szulfát üzemszerű előállítására nagy számú eljárást ismerünk. Ezekkel az eljárásokkal előállított mangánvegyületek, - ha előállításuk mangánércekből történik -, minden esetben tartalmazzák a savakban feltárt érc kísérő elemeinek . nagy részét. A kísérő elemek közül különösképpen a magnézium és a kalcium szennyeződés okoz komoly gondot a tiszta mangánkarbonát gyártás sorin, mert ezek elválasztása üzemi körülmények között ez idő szerint a célnak megfelelően nincs . megoldva. Irodalmi utalások a magnéziumnak mangán-szulfáttól való elválasztására a nyomás alatti lúgzást, só alakban történő kikristályosítást javasolják. Ezek az elválasztási eljárások ha a mangánérc 3-4%-nál több magnéziumot tartalmaz, nem biztosítják a mangán-szulfát oly mértékű magnézium-mentességét, amely . alkalmas volna híradástechnikai tisztaságú mangán-karbonát üzemszerű előállítására. Ismeretes, ' hogy jelenleg a híradástechnikai mangán-karbonát tisztasági előírása: maximum 0,l%MgO-t, illetve 0,l%CaO-t enged meg. Emiatt tehát a hazai 3-10%-ig terjedő MgO és 4-8% CaO tartalmú mangánércek tiszta mangán-szulfáttá való feldolgozását csak a költséges elválasztásokkal 3J lehetne biztosítani. Ezek ismeretében helyenként indokolt lehet az a gyakorlat, amely szerint mangánércek feldolgozása helyett gazdaságosabb a mangán-karbonát alapanyagát a mangán-szulfátot tiszta szennyeződés mentes fémmangánnak kén- 40 savban történő feloldásával előállítani és az így kapott mangán-szulfátot mangán-karbonáttá feldolgozni. A fentiekben vázolt, kétség kívül költséges mangán-karbonát előállítási eljárást a mangán-kar- 45 bonát nagy világpiaci ára indokolja. A találmány szerinti eljárás felhasználásával jelentéktelen beruházásokkal épített berendezésben és egyszerű technológia alkalmazásával, melléktermék hasznosításával nagymértékben csökkent- 50 hető a mangán-karbonát előállítási költsége. Az eljárás lehetővé teszi a hazai, főleg karbonátos mangánércekből előállított mangán-szulfátnak mangán-karbonáttá való feldolgozását — tekintet nélkül az ércek magnézium és kalcium s5 tartalmára. Az új eljárás alapvető jellemzője az, hogy a magnéziumot és kalciumot tartalmazó mangán-szulfát oldatból ammóniák jelenlétében szénsav hatására vízben csak kis mértékben oldódó mangán-karbonát ejthető ki, miközben víz- 6Q ben oldható ammóniumsó, valamint magnézium és kalcium-vegyületek keletkeznek. A mangán-karbonát elválasztása az ammónium-szulfátos oldattól dekantálásos mosással történik, majd az anionmentesre mosott anyagot vákuumban 60—80 C°-on 55 szárítjuk ki. A találmány szerinti mangán-karbonát gyártás céljára bármilyen eljárással előállított mangán-szulfát, mangán-klorid, mangán-nitrát felhasználható. A találmány szerinti eljárás a magnézium és a kalcium szennyeződések elválasztását az oldatban levő mangán-vegyületek jelenlétében úgy oldja meg, hogy a felhasznált mangántartalmú oldat mangántartalmának 95-98%-át ammónium-hidroxid felhasználásával szén-dioxid atmoszférában mangán-hidroxiddá alakítja. Mangán-szulfátos oldat felhasználása esetén, a lejátszódó cserebomlás folytán keletkező ammónium-szulfát az oldatban levő magnézium-szulfáttal, vízben oldódó magnézium-ammónium-szulfátot képez. A művelet további részében a szén-dioxid gáz a mangánt, vízben kismértékben oldódó mangán-karbonáttá alakítja. A kalcium vízben oldódó kalcium-hidrokarbonáttá alakul. A szén-dioxid bevezetése a mangán-hidroxidnak mangán-karbonáttá való alakításáig történik. A szénsavazás közben a zagy hőmérséklete emelkedik. Abban az esetben, ha az alapanyag CaO, MgO-tartalma a hazai karbonátos mangánérc CaO, MgO-tartalmánál lényegesen nagyobb, úgy megismételt leválasztást hajtunk végre. Miután a mangán-hidroxid a keletkező ammóniumsóban részben oldódik és ezek egymásra hatásánál ammónium-hidroxid keletkezik, így az oldat pH-értékének változásából megítélhetjük az adagolandó szén-dioxid gáz mennyiségét. A találmány szerinti eljárás gazdasági értékét nagymértékben emeli az a tény is, hogy az egyéb eljárásokkal történő mangán-karbonát gyártással szemben, a veszendőbe menő szulfát-gyököt teljes mértékben hasznosítja. A mangán-karbonát mellett képződő mangánt, magnéziumot, kalciumot tartalmazó ammónium-szulfátot a műtrágyagyártáshoz lehet visszavezetni, ezzel a műtrágya hatékonysági értékét lehet növelni. További előnye az eljárásnak, annak nagy termelékenysége. 1250 mm 2 keresztmetszetszerű 300 mm magasságú kolonnában végzett kísérleteinknél 100 liter/h C02 sebesség tartása mellett 200 ml 70,6 g/l mangánsót, 26,23 g/l magnéziumszulfátot 0,27 g/l kalcium-szulfátot tartalmazó oldat feldolgozása 28 percet igényelt. Az MnC03 -mat gyártó üzem telepítése szempontjából igen kedvező, ha az üzemet műtrágyagyárak mellé telepítik. A műtrágyagyárakban ugyanis a Haber—Bosch véle szintézis során nagy mennyiségű C02 képződik, amely ezidőszerint kellemetlen melléktermékként távozik az üzemből. Egyes műtrágyagyárak az ammónia mellett kénsavgyártásra is berendezkedtek. így tehát a mangán-karbonát gyártás alapanyagainak a nagy része a műtrágyagyárakban rendelkezésre áll. Ha meggondoljuk, hogy az előző előnyök mellett a mangán-karbonát gyártás során melléktermékként keletkező ammónium-szulfát nyomszennyezéseivel, magnéziumtartalmával a műtrágyában hasznosul, annak értékét növeli, eljárásunk gazdaságossága egyértelművé válik. A gyártás menete a következő: 2
