169643. lajstromszámú szabadalom • Eljárás goethit-tartalmú bauxitoknak a Bayer-technológia szerinti feltárására
5 169643 6 A táblázatban feltüntettük a kiinduló bauxit, valamint a 3. ábra 13. görbéjének 20 perces feltárásához és 14. görbéjének 50 perces feltárásához tartozó vörösiszapok kémiai összetételét. A bauxit Al2 0 3 -tartalmából 21,3% böhmithez, 20% gibbsithez, 4,3% kaolinithez, 1,7% diaszporhoz és 1,9% goethithez volt kötve, míg az Fe2 0 3 -tartalomból 9,0% goethitként, 7,4% hematitként és 3,5% maghemitként volt jelen. A táblázatból az is kiderül, hogy CaO + Mn+ + (hidroxidos mangánérc) jelenlétében a képződő vörösiszap fajlagos Na2 0-tartalma alacsonyabb, mint CaO + Na2 S0 4 adagolása mellett. A feltárásokat 225 g/l Na2 O k tartalmú lúggal végeztük, és a bauxit bemérését úgy választottuk meg, hogy a feltárás után az oldat mólviszonya valamennyi hőmérsékleten az egyensúlyi mólviszonynál 0,05 értékkel magasabb legyen. Az említett kétvegyértékű ionok adagolása esetén a vörösiszap ülepedése a CaO + Na2 S0 4 együttes jelenlétében végzett feltárások során képződött vörösiszap ülepedéséhez képest 10—15%-kal tovább javul, mert ilyen körülmények között a képződő hematit kristályossági foka nő. A találmány szerinti eljárás foganatosításakor pl. úgy járunk el, hogy a feltárást a bauxit goethit-tartalmának és a goethitben kötött Al-atomok kötéserősségének megfelelően a száraz bauxit súlyára számított 2—5% CaO és/vagy MgO, valamint 0,2—2,0% Fe++ és/vagy Mn++ és/vagy CO ++ jelenlétében valósítjuk meg. Célszerűen úgy járunk el, hogy CaO, ill. MgO-tartalmú vegyületként égetett meszet, égetett magnezitet vagy dolomitot adagolunk, az Fe++ és/vagy Mn ++ ionokat pedig az olcsó hulladékanyagként képződő FeS04 • • 7H2 0 alakjában, vagy sziderites vasérc, ül. oxidos, hidroxidos mangánérc alakjában keverjük az őrlendő bauxithoz. A találmány szerinti eljárás előnyös kivitelezési módja az, ha a Mn++ -tartalmat mangánban dús, az Fe++ tartalmat szideritben dús bauxit adagolásával, ill. a bauxit főtömegével való homogén elkeverésével állítjuk be. Másik előnyös kivitelezési mód az Fe+ + ionok rendszerbe adagolására az a megoldás, hogy a képződött vörösiszap egy részét vasoxid-tartalmának részleges redukálásával a bauxithoz adagoljuk és így FeO, ill. Fe(OH)2 képződését a feltáró lúgban biztosítsuk. Bár a NaCl, ill. Na2S0 4 további katalizáló hatása Fe+ + , Mn+ + , Co++ ionok jelenlétében nem érvényesül, a marónátron veszteségek csökkentése és pótlása szempontjából az eljárás előnyösen alkalmazható NaCl és/vagy Na2 S0 4 -tartalmú feltáró lúgokkal is. Az alábbi példákkal a találmány szerinti eljárást részletesebben ismertetjük. 1. példa A táblázatban megadott összetételű bauxitot tártunk fel, melyben a 19,9% Fe2 0 3 -tartalomból 9% goethitként volt jelen, és az Al2 0 3 -tartalom 1,7%-a a diaszpor volt. A bauxitot annak száraz súlyára számított 3% CaO és 0,8% Mn++ -tartalomnak megfelelő mangánérc jelenlétben 225 g/l k • Na2 0-tartalmú 3,4 mólviszonyú lúgban 240 °C hőmérsékleten 20 percig tártuk fel. A feltárás után a nyert aluminátlúg mólviszonya 1,31 volt. A nyers vörösiszap összetételét a táblázatban tüntettük fel. Az összehasonlító feltárást azonos körülmények között szintén 3% CaO adagolással, azonos összetételű feltárólúgban végeztük, melyhez azonban 5 g/l Na2 S0 4 -et adagoltunk. Ebben az esetben 50 perc feltárási idő alatt kaptuk ugyanazt az eredményt, mint az előző esetben 5 20 perc alatt. A feltárás időbeli lefolyását, beleértve a goethit-hematit átalakulást is a 3. ábrán szemléltetjük. A második esetben képződött vörösiszap összetételét szintén feltüntettük a táblázatban. A timföldkihozatal a két esetben közel azonos volt, a goethit-hematit átalakuló lás és a diaszpor feltáródás egyaránt lejátszódott, viszont Mn++ adagolásával a marónátron veszteség a Sótartalomra vonatkoztatva több mint 10%-kal csökkent. További előnyként jelentkezik a vörösiszap kedvezőbb elválaszthatósága, melyet a vörösiszapok fajlagos felüle-15 tének változása is jelez. Míg a goethites vörösiszap fajlagos felülete 21,5 m2 /g volt, addig ez az érték CaO + + Na2 S0 4 jelenlétében 9,8 m 2 /g, CaO+Mn ++ jelenlétében 8,0 m2 /g értékre csökkent, ami a szűrőteljesítmény mintegy további 15%-os növekedésével járt. 20 A Mn++ ionok jelenléte tehát a feltárás (illetve a goethit-hematit átalakulás) időtartamát 50 percről 20 percre csökkentette, a marónátronveszteség 10%-os csökkenését, a szűrőteljesítmény 15%-os növekedését tette lehetővé a CaO + Na2 S0 4 adagolásos technológiá-25 hoz képest. 2. példa 30 Ugyancsak a táblázatban megadott összetételű bauxitot tártunk fel. A bauxithoz ezúttal a száraz bauxit súlyára számítva 3% CaO-t és 1% Fe2 0 3 -nak megfelelő 35 FeS04 • 7H2 0-t adagoltunk. A feltárást az 1. példában megadott 225 g/l k • Na2 0-tartalmú, 3,4 mólviszonyú lúgban valósítottuk meg, de 230 °C hőmérsékleten, 40 perc időtartammal. Ilyen körülmények között az eredeti goethit tartalom 82,0%-a alakult át hematittá, és a 40 timföldkihozatal 87,8%-ot ért el (2. ábrán bemutatott 12. görbe). Ali. görbe szerint azonos feltételek mellett CaO + Na2 S0 4 jelenlétében a goethit gyakorlatilag változatlanul került a vörösiszapba. A marónátron veszteség csökkenése és az ülepedési tulajdonságok javulása 45 az 1. példában közöltekhez volt hasonló. Az Fe+ + ionok jelenlétében tehát a goethit-hematit átalakuláshoz szükséges minimális hőmérsékletet 230 °C-ra sikerült csökkenteni a CaO + Na2 S0 4 adagolásos technológiához szükséges 240 °C-hoz képest. 3. példa 55 A táblázatban megadott összetételű bauxitot csőfeltáró berendezésben tárjuk fel. A bauxithoz a száraz bauxit súlyára számított 3% CaO-t és 3% redukált vörösiszapot adagolunk, mely utóbbit az 1. táblázatban megadott összetételű vörösiszapból állítottunk elő úgy, 60 hogy Fe2 0 3 -tartalmának 70%-át FeO-vá redukáltuk forgókemencében, szén jelenlétében. A feltáró lúg összetétele ugyancsak 225 g/l k -Na2 0 volt, mólviszonya 3,4. A csőfeltáró berendezésben a zagy 2 percig tartózkodott 260 °C-on. A goethit ilyen körülmények között 96%-65 ban hematittá alakult át, míg a CaO + Na2S0 4 jelenlé-3
