175517. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta alumíniumdioxid előállítására titán tartalmú, kálium-mentes alumínium szilikátokból
3 175517 4 Megállapítottuk azt is, hogy az ilyen nagy koncentráció eléréséhez egyebek közt az szükséges, hogy az érc súlya a kénsavas oldat térfogatához viszonyítva nagy, a feltárás után kapott oldat szabad kénsavtartalma pedig viszonylag csekély legyen. Megállapítottuk azt is, hogy ha a kristályos savas alumíniumszulfát anyalúgjához ammóniumszulfátot adunk, akkor bizonyos esetekben kicsaphatjuk és utóbb kinyerhetjük a vasat és a titánt, és könnyen vezethetjük körfolyamatban azokat az S04 és NR» ionokat, amelyekhez a fémek a kicsapástól kinyerésükig kapcsolódnak. A vasból FE2(S04)3 • (NEL»)2S04 képletű kettős só, a titánból pedig 1 mól Ti02-re számítva 1 mól (NH4)2S04-t tartalmazó kettős só képződik. Az anyalúghoz hozzáadandó ammóniumszulfát mennyiségét az érc feltárásakor oldódó vas és titán mennyiségétől függően kell megállapítani. A vas esetében nemcsak a ferri-vas alakjában oldódó vasat, hanem a ferro-vegyületeket is figyelembe kell venni, amelyek az alumíniumszulfát elválasztása előtt jól oldódó ferri-vegyületekké alakulnak át. Megállapítottuk, hogy a vas és a titán kielégítő eltávolítására a feltárást olyan visszavezetett anyalúggal kell végezni, amely több ammóniumszulfátot tartalmaz, mint amennyi az Fe2(S04)3 • (NH4)2S04 képletű kettős szulfát és az 1 mól Ti02-re számítva 1 mól ammóniumszulfát elfogyasztása mellett képződő titánvegyület képződéséhez sztöchiometrikusan szükséges. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a vasat és a titánt tartalmazó és gyakorlatilag káliummentes nyers és nedves alumínium-szilikátos anyagot olyan vizes oldatba visszük be, amely tartalmaz 49—59 súly% szabad kénsavat és 6—8% ammóniumszulfátot, valamint maradékként a feldolgozott anyag szennyezését képező különféle fémek szulfátját és maradék alumíniumszulfátot. Ily módon készítjük el a nyersanyag finom szemcséit tartalmazó szuszpenziót, ahol az oldatban a szilárd anyagnak a feltáróoldat térfogatához viszonyított aránya annál nagyobb, minél nagyobb alumíniumszulfát-tartalmú feltárási végoldatot kívánunk elérni, például 1 m3 feltáróoldatra számítva 370 kg 20% nedvességtartalmú nyers érc abban az esetben, ha oldott szulfát alakjában 6,8% Al203-t tartalmazó végoldatot kívánunk előállítani. A szuszpenziót 125—135 °C-on melegítjük 1—5 órán át. Az anyalúgot is tartalmazó feltárási maradékot és a folyadékfázist elválasztjuk egymástól. A maradékot az anyalúg eltávolítása végett kis mennyiségű, visszavezetett alumíniumoxidot alig tartalmazó kénsavas oldattal kezeljük, majd vízzel mossuk. így egyrészt egy meddő mellékterméket, másrészt egy oldatot kapunk, amelyet az értékes alkotórészek kinyerése végett feldolgozunk. A kapott feltárási oldatot betöményítjük és lehűtjük, amikor is kiválik az A12(S04)3 • 0,5 H2S04 • 11-12 H20 képletű alumíniumszulfát. Ezt a szulfátot tömény sósavval hozzuk érintkezésbe. Ekkor nagy alumíniumtartalmú szuszpenziót vagy oldatot kapunk. Az így kapott keverékbe sósavgázt vezetünk, amikor is kicsapódik az alumíniumklorid hexahidrát. A kloridot hővel elbontjuk, és a fejlődő gázokat vízben abszorbeáltaivá a körfolyamatba visszavezetjük. A kicsapódott szulfát kristályosításából származó anyalúg egy részét a feltárási maradék anyalúgjának eltávolítására használjuk. A szulfát kristályosításából származó anyalúg másik részét a szilikátos maradék mosófolyadékával egyesítjük. Ebből az újabb folyadékból kicsapjuk a feltárás során feloldódott vas- és titánvegyületek legalább egy részét, a csapadékot hőkezelésnek vetjük alá a vegyületekben levő ammóniának és kénsavnak a vastól és titántól való elválasztására. A vas- és titánvegyületek kicsapása és elválasztása után kapott kénsavas oldatot visszavezetjük a feltáráshoz. A vas- és titánvegyületek bontása közben felszabadult ammóniát és a kénsavvá alakított kéndioxidot és kéntrioxidot a körfolyamatba visszavezetjük. A feltáráshoz tehát olyan körfolyamatban vezetett folyadékot használunk, amely az alapvető komponensek, a kénsav és az ammóniumszulfát mellett különféle fémszulfátokat is tartalmaz. E folyadék fémszulfát-tartalmát a fémszulfátoknak a körfolyamatban vezetett savas oldatban való oldékonysága szabja meg. Az így kapott oldathoz azután kénsavat és/vagy ammóniumszulfátot adunk, hogy pótoljuk az egyéb fémekhez, például az ércben levő kalciumhoz kötődő kénsavat és az ipari műveletek során elkerülhetetlen egyéb veszteségeket. Az eddig elfogadott általános véleménnyel szemben arra a megállapításra jutottunk, hogy ha agyagpalát vagy bármilyen nyers agyagot tömény kénsavval tárunk fel közönséges nyomáson és 140 °C alatti hőmérsékleten, akkor igen nagy alumíniumoxid-tartalmú, nevezetesen 12 súly% Al203-ig terjedő alumíniumoxid-tartalmú oldatokat kapunk. Az elkülönítés után a feltárási maradékból eltávolítjuk a feltárási maradéktól elkülönített folyadék összetételével azonos összetételű anyalúgot. E célra annak a szulfát-oldatnak egy részét használjuk, amelyet az alumíniumszulfát túlnyomó részének eltávolítása után kapunk, amint azt a későbbiekben részletezzük. Ezt az oldatot kissé nagyobb mennyiségben alkalmazzuk, mint amennyi az eltávolítandó anyalúg mennyisége. Ekkor olyan feltárási maradékot kapunk, amely vasat és titánt tartalmazó és alumíniumoxidban szegény kénsavas oldattal van nedvesítve. Ezt a maradékot vízzel mossuk, amikor is egy szilikátos meddő mellékterméket és egy híg kénsavas oldatot kapunk, mely utóbbi vas-, titán- és alumíniumszulfátot tartalmaz. A feltárásból származó folyadékot, amelyhez hozzákeverjük a feltárási maradékból kimosott anyalúgot is, 100—120 °C hőmérsékleten vákuumban bepároljuk, azután 80 °C alá hű tjük le, amint az a bejelentő tulajdonát képező 2 329 591 számú francia szabadalom leírásában részletezve van. Ekkor egy A12(S04)3 • 0,5 H2S04 * 11—12H20 képletnek megfelelő alumíniumszulfát csapadékot kapunk, amely az anyalúgtól könnyen elválasztható. Az anyalúgként kapott kénsavas oldat az alumíniumszulfát mellett a feltárás után kapott folyadékban oldott vas-, titán- és ammóniumszulfát legnagyobb részét tartalmazza. A savas alumíniumszulfát csapadékot az anyalúgtól való elválasztás után 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
