176155. lajstromszámú szabadalom • Eljárás illékony vegyianyagokat tartalmazó levegő tisztítására
3 176155 4 aktív állapotúra alakítani, amely az alacsonyabb (legfeljebb 94%) konverzió elérésében mutatkozik meg. A találmány célja, hogy technikailag hozzáférhetőbb, mangánban szegényebb, különböző, vegyesen 5 előforduló mangánérceket, megfelelő eljárással a legkedvezőbb aktív állapot biztosításával alkalmassá tegyük az oxidálható vagy redukálható légszennyezőanyagok hatásos megsemmisítésére. Ilyen irányú kutatásaink során meglepetéssel ta- 10 pasztaltuk, hogy jó eredményeket érhetünk el mangánércek felhasználásával készült katalizátorral, amikor is a bányaterméket vizes mosással dúsítjuk, a kapott ércet hőkezeléssel a találmány szerinti katalizátorrá alakítjuk. 15 Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy mangántartalomban szegényebb, átlagosan 18—50%-os Mn02 -nak megfelelő különböző hidroxidokat, oxidokat és/vagy levegő jelenlétében könnyen oxidálható karbonátot, vasvegyületeket, Al-vegyületeket, 20 Cá-vegyületeket, K-vegyületeket, valamint Ba, Mg, Na és Ti nyomelemeket tartalmazó mangánérc, vagy annak dúsított alakja megfelelő katalitikus aktivitásúvá tehető a találmány szerinti hőkezeléssel- 25 A fenti vegyületek a mangántartalmú ércben különböző ásványi összetételben fordulnak elő. így a mangán manganit, pszilomelán, piroluzit és rodokrozit formában vegyesen található, vas főleg geothit és glaukonit alakban, szilícium, alumí- 30 nium, kalcium, magnézium, bárium, kálium és nátrium pedig különböző földpátok és ezek mállástermékeinek (anyagásványok) formájában, valamint kalcit, dolomit és kvarc formájában fordulnak elő. A fenti különböző oxidos, hidroxidos, karboná- 35 tos ásványok egységes fémoxidokká történő alakításához és az alkáli-, föld- alkáli-aluminoszilikátok kötött víztartalmának eltávolításához es szerkezeti módosításuk eléréséhez az ércet legalább 550 °C-on szükséges hőkezelni. (E. Liptay: Atlas of Thermo- 4q analytical Curves. 1-4. Akadémiai K. Budapest). Az általunk vizsgált mangánérc oxidokban meghatározható kémiai összetétel a következő: 0— —■44,54,súly% Mn02, 5,2—50,13 súly% MnO, 4-0-34,2 súly% C02, 4,0-22,65 súly% Si02, 9,8- —16,4súly% Fe203, 0,9—5,03 súly% A1203, 0— —8,11 súly% MgO, 0-0,9 súly% BaO, 0-4,46 súly% CaO, 0-2,81 súly% K20, 0-0,42 súly% Na20, 0,1—0,6 súly%P2Os, 0—10,5 súly% kötött víz, 0— 50 -5 súly% adszorbeált víz, 0,1 -0,4 súly% S és 0— -0,6 súly% Ti02. A felsorolt elemeken kívül, különösen a karbonátos mangánércek még további számos nyomelemet, kimutatható mennyiségben CO-t és Ni-tis 55 tartalmaznak (Dr. Cseh Német J.:Ásványtermékeink földtana, Nyersanyag-lelőhelyeink, Műszaki K. Budapest, 1966. 128-131.0.) A találmány szerint használható katalizátor előállításához mangánércet 3-30 mm átmérőjű, elő- 60 nyösen 3—10 mm szemcsékké őröljük, reaktorban 550-600 °C-ra hevítjük és levegő jelenlétében legalább 60 percig ezen a hőmérsékleten tartjuk. Reaktorként előnyösen az adott üzem légtisztítóreaktorát használhatjuk. 6S Az így elkészített katalizátor lehűtve alkalmas ugyanabban a reaktorban a különböző, levegőt szennyező szén, hidrogén és oxigén tartalmú anyagok, szervetlen gázok (így pl. szénmonoxid, ammónia, nitrózus gázok stb.) oxidációs vagy redukciós (redox) úton történő eltávolítására. Vizsgálataink szerint ezek az anyagok 250-400 °C hőmérsékleten legalább 95%-ban átalakíthatok nem mérgező, szagtalan vegyületekké, így nitrogénné, széndioxiddá és vízzé. A találmány értelmében tehát eljárásunk alkalmas oxidálható és/vagy redukálható, környezetet szennyező illékony vegyianyagokat tartalmazó levegő katalitikus tisztítására. Az eljárás során oxidos, hidroxidos és/vagy karbonátos, őrölt, mangán-oxidokra számítva 18—50 súly%-os mangántartalmú mangánérceket reaktorban 550—600 °C közt aktiváljuk 1—1,5 órán keresztül, 3500 h-1' térfogati sebességű levegő egyidejű átáramoltatásával, majd a reaktor hőmérsékletét legalább 400 °C-ra csökkentjük és az így aktivált katalizátorrétegen 4 000— —10 000 m3 levegő/m3 katalizátor, óra térsebességgel a legfeljebb 10 g/m3 szennyezőanyagtartalmú szennyezett levegőt átvezetjük. Részletesebben a legfeljebb 10 g/m3 mennyiségű alifás, aliciklusos vegyületekkel vagy azok keverékével szennyezett levegőt 4 000—10 000m3/m3/ó térsebességgel, előnyösen 9 000-10 000 m3/m3/ó térsebességgel vezetjük át a reaktoron a beljebb 3 g/m3 mennyiségű aromás vegyülettel, vagy azok keverékével szennyezett levegőt 4 000— — 10 000 m3/m3/ó térsebességgel, előnyösen 4 200—5 000 m3/m3/ó térsebességgel vezetjük át a reaktoron, valamint legfeljebb 5 g/m3 mennyiségű oxidálható és/vagy redukálható szervetlen gázokkal vagy azok keverékeivel szennyezett levegőt 4 000— — 10 000 m3/m3/ó térsebességgel, előnyösen 6 200—7 800 m3/m3/ó térsebességgel vezetjük át a reaktoron. A találmány szerint használható katalizátorok nagy előnye a megfelelő aktivitás mellett, a könnyű hozzáférhetőségük, (olcsó, egyszerű beszerzési lehetőségük), egyszerű előállíthatóságuk, megfelelő szilárdságuk és kisfokú érzékenységük a szennyezett levegőben előforduló katalizátor mérgekkel szemben. A találmány szerint használható katalizátor előállítását és a találmány szerinti eljárásban való felhasználását az oltalmikor korlátozása nélkül az alábbi példákkal mutatjuk be. 1. példa Mosással dúsított, 3-30mm-es szemcseméretű úrkúti, mangándioxid alapú mangánércből indultunk ki, amelynek oxidban kifejezett kémiai összetétele a következő: 44,54 súly% Mn02, 5,2 súly% MnO, 12,0súly% Si02, 5,03 súly % A1203, 16,4 súly% Fe203, 10,5 súly% kötött víz, 2,81 súly% K20, 1,87 súly% CaO, 0,8 súly% MgO, 0,42 súly% Na20, 0,1 súly% P2Os, 0,1 súly% S és 0,09 súly% BaO. Az ércből 3-10 mm-es frakciót különítünk el és 50 g-t reaktorba töltünk. Elektromos fűtéssel ellátott reaktorban az érc-katalizátort 2
