179799. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy vas-, szilícium- és alumíniumtartalmú nyersanyagok feldolgozására
5 179799 6 hőkezelt szulfátkeveréket, amely a kristályvizét elvesztette és finom, porszem anyaggá esett szét, vízzel elkeverjük és az oldatlanul maradt, dehidratáiódott szilikátokat és titanátokat kiszűrjük és a szűrt csapadékot mossuk, a leszűrt szulfátos oldatból a vasat szükség esetén további e.xtrakciós, vagy ioncserés eljárással távolítjuk el. Az alumínium-szulfátos oldatot bepároljuk, kristályosítjuk, majd a kristályos anyagot kb. 850 °C hőmérsékleten termikusán elbontjuk. Az ekkor képződött kéntrioxidot ugyancsak visszavezetjük a kénsavelnyeletőbe és így a kismértékű veszteségektől eltekintve, a gyártási segédanyagként szereplő kénsavat zárt körfolyamatban tartjuk. A pirolízis eredményeként jó hatásfokkal és kellő tisztasággal főtömegében gamma-alumínium-oxidot állítunk elő, mely alkalmas alacsony, 400 °C körüli hőfokú klórozásra. Mint látható, a korábbiakban ismert eljárásokhoz képest a találmányunk szerinti eljárás igen nagy előnye, hogy az ásványi nyersanyagból a vasat sósavas kezeléssel előzetesen szelektív módon eltávolítjuk úgy, hogy közben a sósavat pirolizátoron keresztül visszanyerve zárt körfolyamatban tartjuk, valamint melléktermékként 90%-nál jobb minőségű vas-oxidot nyerünk. Az eljárás további előnye, hogy a vas eltávolítására ioncserét is alkalmazhatunk, mely esetben a vas-oxid tisztasága eléri, vagy meghaladja a 99%-ot. Az eljárás további előnye, hogy a vasmentesített bauxit az intenzív kétlépcsős kénsavas technológiával jó hatásfokkal, 90—95%-ban feltárható és a visszamaradó szilikátos frakció dehidratálódva, jól szűrhető formában elválasztható, amely megoldással a korábbi módszerek nem rendelkeznek. Az el nem reagált kénsav ledesztillálás után visszavezethető és a kapott alumínium-szulfát kénsavat nem tartalmaz, az alumínium-szulfát oldat pedig szükség esetén tovább tisztítható. A találmányunk szerinti eljárást tehát olyan komplex gyártási módnak tekintjük, amelyhez felhasználunk ugyan már az iparban eddig is alkalmazott néhány műveletet, azonban ezeket egyrészt kiegészítjük önmagában is új megoldásokkal és másrészt olyan kombinációban foglalja össze, amelynek eredményeként gazdaságos módon oldható meg az eddig gazdaságosan még feldolgozhatatlan, rossz minőségű ásványos anyagokból a szokásos ipari felhasználásra alkalmas vas-oxid és alumínium-oxid termelése. Ily módon az eljárás azzal az előre nem várható műszaki többlethatással jár, hogy a kiindulási anyagban egymás mellett nagy mennyiségben jelenlevő, egymás szennyezőinek tekinthető alumínium- és vastartalom a továbbfeldolgozáskor megfelelő tisztaságban gazdaságosan kinyerhető. Ez mindeddig elérhetetlen volt. A találmányunk szerinti eljárás részletesebb szemléltetésére az eljárás folyamatábráját bemutató 1. ábrát és az alábbi kiviteli példákat közöljük. 1. példa Hivatkozással az 1. ábrára, a bányából érkező bauxitot kb. 30 mm-es szemcseméretre törjük le az 1 törőben és a 18% tapadó nedvességet tartalmazó bauxitból 26 tonna mennyiséget átlagosan 300 mikronos szemcseméretre őriünk a nedves őrléses gumibélésű 2 golyósmalomban, amelybe bevezetjük a kb. 200 g/1 töménységű, a pirolizátor sósavelnyeletőjéből érkező 10 sósavoldatot. A száraz bauxit 50% alumínium-oxidot, 22% vas-oxidot és 6% szilícium-dioxidot teftalmaz, 26 tonna bauxithoz összesen 40 m3 220 g/1 fömériységűrtek megfelelő sósavoldatot adunk és a 3 duplikátorokban hét fokozatban..! ,5. órán keresztül ,kjlúgqzjuk .Enhék során a kiindulási anyag vastartalmának kb. 90%-a, azaz közel 4,2 tonna vas-oxid oldódik kj. \ * a) A feltárt zagy egyik felét a 4'Dorr-készüjékekben ellenáramban ülepítjük és két, egyenként 20 m4 felületű saválló 5 dobszűrőből álló elválasztó rendszeren szűrjük és kb. 20 m3 6 vízzel mossuk. Az fgv kapóit 52 g/1 vas(III)-at tartalmazó oldatot a 7 bepárlókészülékben 120 g/1 vas(III) ion koncentrációig pároljuk be és ëzf'a konccntrátumot a 8 'pirolizátorban kti.' 500 C hőjnirsékleten elbontjuk. így kb. 2,1 tonna 90%-ös tisztaságú 9 vas(III)-oxidot és közel 18 m3 azeotrópos ôsszçtétejû 10 sósavoldatot kapunk. Ezt"a sósavoldatöf .2; fh3 11 koncentrált sósavoldattal való felerősítés után, mely a bauxit kalciumtartalmából, à ’pirolizátor kb.',99%-o? hatásfokából és a mosási veszteségekből adódó hiány pótlására szolgál, a gyártásiv ^örfqlyám_atbá.’visszaviszszük. A kb. 40—50% vizet tarjaimig kb. 8 tonna; 12 vasmentesített bauxitot vagy a szulfatizálasÍölyámíftaba, vagy a Bayer-eljárásba visszük tovább, ahol előnyösen dolgozható fel. b) A feltárt zagy másik feléhez, mely kb. 25. m3 térfogatú, 2 m3 koncentrált sósavoldatot és 18 m3 220 g/1 koncentrációjú regenerált sósavoídatot adunk. Az a)nál ismertetett 4, 5, 6 ellenáramú elválasztó rendszer alkalmazásával kapott oldat 52 g£l .vas(III) ion.éS 140 g/1 sósav tartalmú. Ezt, az ql da tot 1 : 1 arányban Varion AT—600 jelű anioncserélő' gyantával töltött oszlopon vezetjük keresztül, amikor is a vas(III)-klorid a gyantán megkötődik. Az efluenst bepároljuk 200 g/1 sósavkoncentrációig és visszavezetjük a bauxit sósavas kezeléséhez. A vasra nézve telített anioncserélőt átöblítjük a pirolizátorból származó és koncentrált sósavoldattal felerősített sósavoldattal, hogy a kinyerendő vas tisztasága nagyobb legyen. A nagy 200—250 g/1 sósavkoncentráció biztosítja, hogy a vas a gyantán marad. Az átmosott gyantát vízzel eluáljuk 1 : 0,8—1 arány mellett, amikor is 50—70 g/1 vas(III) ion koncentrációjú oldatot kapunk, melyet bepárolunk 120 g/l-re és a 8 pirelizátorban megbontjuk. így kb. 220 g/1 koncentrációjú sósavoldatot és 2,1 tonna közel 99%-os tisztaságú vas-oxidot kapunk, amely előnyösen használható a festékiparban és a híradástechnikai iparban. Az elválasztó rendszerben kapott kb. 40—50% 140 g/1 sósavtarjalmú tapadó nedvességű kb. 8 tonna bauxit akár mosás nélkül is, közvetlenül vihető szulfatizálásra. Az a) és b) változatokban kapott vasmentes bauxit szulfatizálásához az oxidokra számított mennyiségű, a jelen esetben 8 tonna bauxithoz 15 tonna 13 koncentrált kénsavat adunk. A zagyot lassú-fordulatú keverővei ellátott 14 üvegzománcozott duplikáfórökban kb. 30 percig keverjük. A zagyból az a) változat esetében vízgőz, ab) változat esetében pedig vízgőz és sósav-gőz távozik el. Ez utóbbi esetben a sósav-gázokat a 8 pirolizátor sósavelnyelető abszorberébe vezetjük, melyen keresztül visszavezethető a körfolyamatba. A kénsavval kezelt zagyot, mielőtt teljesen megszilárdulna, a duplikátorból leengedjük, majd az 16 szilárd formájúvá válik. Ezt £| megszilárdult anyagot a 17 törőberendezésben kb. 5 mm-es szemcseméretre letörjük és a 18 hevítő berendezésben 400 °C hőmérsékletre melegítjük, amikor is az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
