179799. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy vas-, szilícium- és alumíniumtartalmú nyersanyagok feldolgozására
7 179799 8 alumínium-oxid átalakulása kb. 95%-ig javul. Az el nem reagált kénsav ledesztillál és a folyamatba visszavihető. Az anyag pl. a 19 forgókemencében 1 óra hosszat hevítve, dehidratálódik. A száraz anyagot kb. 57 m* 3 vízzel a 20 berendezésben Felzagyoljuk. így az alumínium-szulfát oldatba kerül és visszamarad a jól szűrhető formájú feltárási maradék. Célszerű a feltárási maradék kimosása érdekében ellenáramban használni a 21 vizet. A 29 Feltárási maradék Főként sziííciumdioxidot és titánvegyületeket tartalmaz. A leszűrt oldat gyakorlatilag nem tartalmaz Szábad savat és az alumínium-szulfát tartalma eléri a 35Ô g-os értéket. A gyakorlatilag vasmentes alumínium-szulfát oldatot a 22 bepárlóban bekoncentráljuk, a 23 kristályosítóban kristályosítjuk és a 24 szűrÖcentrifugán elválasztjuk. A kapott kristályos anyagot közel 400 °C hőmérsékleten a 25 berendezésben dehidratáljuk, majd a 26 forgókemencében 800 °C hőmérsékleten megbontjuk. így kb. 5 tohna mennyiségben igen aktív, kis hőmérsékleten is jól klórozható 27 gamma-alumínium-oxidot, valamint kén-trioxid gázt kapunk, melyet a 28 kénsavelnyelető berendezésben visszanyerünk és a szulfatizálás zárt körfolyamatában újra felhasználunk. 2. példa Az 1. példában ismertetett gyártás alapján 500 et/év mennyiségű nedves bauxit felhasználás esetében kiszámítható anyagmérleget mutatjuk be a sósavas-kénsavas vas-oxid és alumínium-oxid előállítási eljárásánál. A felhasznált bauxit: ai2 o3 50,0% 205,0 et/év Fe203 22,0% 90,2 et/év Siö2 6,0% 24,6 et/év tío2 2,5% 10,3 et/év Tzz. v. 18,0% 73,8 et/év Egyéb 1,5% 6,1 et/év Ossz. száraz ag 100,0% = 82,0% 410,0 et/év Tap. nedv. 18,0% 90,0 et/év Összesen : 100,0% 500,0 et/év A vastalanított bauxit ai2 o3 67,7% 196,6 et/év Fe203 3,7% 10,8 et/év Si02 8,4% 24,4 et/év TiO-i 3,5% 10,2 et/év Izz. V. 16,1% 46,7 et/év Egyéb 0,6% 1,7 et/év Össz. száraz ag. 100,0% = 60,0% 290,4 et/év Tap. nedv. 40,0% 193,6 et/év Összesen : 100,0% 484,0 et/év Technikai alumínium-oxid: ai2 o3 95,5% 193,46 et/év Ee203 0,5% 1,00 et/év SiO, 0,2% 0,38 et/év Ti02 1,3% 2,50 et/év Izz. V. 2,0% 3,90 et/év Egyéb 0,5% 1,00 et/év Technikai vas-oxid: ai2o3 2,0% 1,7 et/év Fe203 92,6% 79,4 et/év SiÖ2 0,2% 0,2 et/év Izz. V. 0,1% 0,1 et/év Egyéb 5,1% 3,3 et/év Összesen: 100,0% 85,8 et/év Tisztított vas-oxid: Fe2Ö3: 99,20%, Ti: 0,04%, Na20: 0,015%, K2Or 0,013%, Cr: 0,01%, V: 0,01%, MgO: 0,002%, CaO: 0,001%, Co: 0,004%, Ni: 0,001%. Kénsavas feltárási maradék : 50,00 et/év Egyéb veszteség : 2,06 et/év Tzz. veszteség: 69,90 et/év Összesen : 121,96 et/év 3. példa 28 tonna gyenge minőségű bauxitból indulunk ki, melynek az alumínium-oxid tartalma 48%, vas(IH)-oxid tartalma 15,3% és szilícium-dioxid tartalma 18,7%. A bauxitot előtörjük, majd nedvesem megőröljük és így az átlagos szemcsemérete kb. 300 mikronos. Az anyag sósavas feltárásához azeotrópos összetételű, kb. 220 g/1 töménységű sósavoldatot adunk 65 m3 mennyiségben. A sósavas bauxit zagyot duplikátorökban hét fokozatban 2 órán keresztül lúgozzuk ki, amikor is a reaktor-sor elején 60—85 °C, a végén pedig T05—130 °C a jellemző hőmérséklet. A bauxit zagyot az 1. példában írtak szerint Dorr-ülepítőrendszerben ülepítjük, majd dobszűrőkön szűrjük és kb. 30 m3 vízzel mossuk. A feltárási oldathoz kb. 45 m3 220 g/1 koncentrációjú sósavoldatot adunk. Az így kapott 27,4 g/1 vas- és kb. 140 g/1 sósavtartalmú oldatot trimetil-amin csoportokat tartalmazó Varion AT 660 jelű anioncserélő gyantával töltött oszlopokon vasmentesítjük. A sósavtartalmú efluenst bepárlás után a bauxit vastalanításhoz visszük vissza. Az ioncserélő gyantával töltött nyugvóágyas oszlop fajlagos terhelése 10 m3/m2 óra. Amikor az oszlopból távozó oldat vas(III)-ion tartalma eléri a 2 g/1 koncentrációt, az oszlopot lekapcsoljuk és a gyantatöltetet 1 gyantatérfogatnyi menynyiségű vízzel vasmentesítjük. Az így regenerált oszlopot újból felhasználjuk a feltárási oldat vasmentesítésére. Az oszlopról eluált oldatot kb. 1000 g/1 vas(III)-klorid töménységűre pároljuk be és a termikus elbontásra szolgáló reaktorban való bontás után kb. 3,7 tonna vas-oxidot kapunk. A bepárlás és a pirolízis során kapott sósavat a sósav gyártásánál alkalmazott típusú elnyeletőkben azeotrópos összetételű sósavoldattá dolgozzuk fel. Az oldható oxidok feloldása érdekében a dobszűrőkről lekerült kb. 50% nedvességtartalmú lepényhez annak kb. 13,3 tonna alumínium-oxid, 0,58 tonna vas-oxid, 0,34 tonna kalcium-oxid és 0,16 tonna magnézium-oxid tartalmára számított mennyiségű, összesen 42 tonna koncentrált kénsavat adunk. Az oldást keverős saválló autoklávban végezzük, amikor is az anyagot kb. 30 percen keresztül két fokozatban melegítjük. A zagyból víz távozik el és beindul az alumínium-szulfát képződésének az autoterm reakciója, amely a zagyot kb. 160 °C-ra melegíti fel. Mielőtt a forró zagy bedermedne, olajjal fűthető csőmalomba vezetjük, ahol kb. 400 °C-ra történő melegítés közben az oxidok 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
