182248. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mangánszultát-monohidrát (MnSO4 .H2O) előállítására
1 182248 2 Eljárásunk úgynevezett termikus mangánszulfát előállítására vonatkozik, amikor viszonylag kis, kb. 15%-os mangánszulfát tartalmú oldatból termikusán argon vagy nitrogén atmoszférát alkalmazva 150—200 °C-on nyerjük a mangánszulfát-monohidrátot. Ezt az anyagot elsősorban az állattenyésztésben és a növénytermesztésben alkalmazzák, mint nyomelem-hordozót. Ezenkívül még a vegyipar is felhasználja ott, ahol stabil mangánvegyületre van szükség. A mangánszulfát előállítására alkalmazzák az ún. kénsavas kisózásos eljárást, amikor mintegy 50—60% kénsavtartalom mellett kristályosítják ki a mangánszulfát-monohidrátot. Az eljárás hátránya, hogy a rendkívül korrózív oldat különleges, drága szerkezeti anyagok alkalmazását teszi szükségessé. Ismert eljárás az is, amikor oly mértékben bepárolják a mangánszulfát oldatot, hogy egy iszapszerű anyag marad vissza. Ezt az anyagot szűrőn víztelenítik és megszárítják. Igen jó termék nyerhető a mangánszulfát oldat oly módon történő bepárlásával, hogy porlasztóval forró levegő áramába juttatjuk az oldatot. A finoman eloszlatott cseppecskék így gyorsan elvesztik víztartalmukat, majd lehullva porszerű vagy szemcsés anyagként a konikus berendezés alján összegyűlnek. Ezen utóbbi két eljárás közös hátránya, hogy az oldat bepárlása rendkívül hőigényes, drága megoldások. Valamennyi eddig felsorolt eljárás közös hátránya, hogy szinte semmiféle elválasztást nem tesz lehetővé. A felsorolt hátrányok kiküszöbölésére és a híg oldatok (kb. 15% MnS04) feldolgozására alkalmas eljárásunkat a következőkben foglaljuk össze: — karbonátos mangánércek feltárása útján nyert mangánszulfát oldat pH értékét, — mintegy 15% mangánszulfátot tartalmaz kénsavval 2—3 közé állítjuk, majd előmelegítőben (hőkicserélő) kb. 100 °C-ra felmelegítjük. Az ipari és mezőgazdasági követelményeknek megfelelő tennék állítható elő az alábbi szennyezőket tartalmazó mangánszulfát oldatból: 0,5—1,0 g/1 vas, 0,5—1,0 g/1 kalcium, 0,5—1,5 g/1 magnézium, 3—4mg/l ólom, 0,1 mg/1 króm, 8—10 mg/1 kobalt. — a felmelegített oldatot olyan autoklávba juttatjuk mely mintegy 20 MPa nyomással terhelhető. Ebben az autoklávban az oldat felett 1,5—2,0 MPa argongáz vagy nitrogéngáz nyomást hozunk létre, majd az oldatot mintegy 15Ű 200 °C-ra felmelegítjük. Keverés közben ezen a hőmérsékleten tartjuk mintegy 60—90 percen át. — a mangánszulfát-monohidrát kristályos anyagot úgy választjuk el a véglúgtól, hogy magát az anyagot használjuk szűrőrétegként és nyomásszabályozó szelep segítségével a véglúgot hőcserélőbe juttatjuk, ahol azt < 100 °C-ra hűtjük. A véglúg hőtartalmát használjuk a friss oldat előmelegítésére. A 110—150°C hőmérsékletű terméket kiürítjük a készülékből, ezzel elérjük, hogy a mangánszulfát monohidrát nem tapad össze. A mangánszulfát-monohidrát kiválasztásának hatásfoka függ az oldat hőmérsékletétől és az indifferens atmoszféra (argon) nyomásától Az eljárás előnye, hogy lényegesen kisebb a hőigénye, mint a bepárlásos eljárásnak, ugyanis ekkor csak az oldat felmelegítése igényel hőt, szemben az előzőekben említett eljárásokkal, ahol a víz elpárologtatása jelentős hőigényt képvisel. További előnye az eljárásunknak az, hogy a mangánszulfát különleges viselkedése — azaz negatív oldási hőexponense — jelentős szelektív elválasztást tesz lehetővé. Ebben az esetben a kísérő szulfátok (FeS04, MgS04, CaS04, CoS04 5 stb.) visszamaradnak a véglúgban. 1. példa 10 A 145 g/1 MnS04-et tartalmazó oldat pH-ját 2,5-re állítottuk be. Keverés közben 150 °C-ra melegítettük fel, úgy, hogy az argon atmoszféra nyomását 1,48 MPa-ra állítottuk be. Keverés közben 90 percen át ezen a hőmérsékleten tartottuk az oldatot. A véglúgban ekkor 54 g/1 volt a visszamaradt 15 mangánszulfát koncentráció. A kiválasztás hatásfoka 63%. 2. példa A kiindulási oldat mangánszulfát koncentrációja 145 g/1 20 volt. Az oldat pH-ját 2,5-re állítottuk be. Felmelegítettük az oldatot 175°C-ra és 1,8 MPa nyomású argonatmoszférát alkalmaztunk. 90 perces keverés közben ezen a hőmérsékleten tartottuk az oldatot. A véglúgban ekkor 31 g/1 mangánszulfát maradt vissza. 25 Kiválasztási hatásfok: 80%. A termékre jellemzők a következő kémiai analitikai adatok: 31,2% Mn, 0,02% Ca, 0,1% Mg, 0,2% Fe, 0,03% Pb, 0,03% Co. 30 3. példa A kiindulási oldat mangánszulfát koncentrációja 145 g/1 volt. Az oldat pH-ját 2,5-re állítottuk be. A kristályosítás 35 előtt 100 °C-ra melegítettük az oldatot. Felmelegítettük az oldatot 195°C-ra és 1,9 MPa nyomású argonatmoszférát biztosítottunk. Keverés közben 90 percig ezen a hőmérsékleten tartottuk az oldatot. A véglúgban ekkor 5 g/1 mangánszulfát maradt vissza. A kiválasztás hatásfoka 99,9%. A ter- 40 mékre jellemzőek a következő kémiai analitikai adatok: 31,4% Mn, 0,03% Ca, 0,09% Mg, 0,3% Fe, 0,1% Pb, 0,005% Co. 45 Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás karbonátos vagy oxidos mangánércek savas feltárása révén előállított mangánszulfát tartalmú oldatból kristályos mangánszulfát-monohidrát előállítására azzal jel-50 lemezve, hogy a 120—250 g/1 MnS04 tartalmú oldatot, keverés közben, nyomástartó berendezésben maximum 200 °C hőmérsékletre melegítjük, 1,9—2,5 MPa nyomású argon vagy nitrogén gáztérben és ezen a hőmérsékleten tartjuk 30—90 percig, majd a kristályos terméket használva szűrőré-55 tegként és a távozó véglúgot < 100 °C-ra lehűtve, elválasztjuk a kimerült oldatot a terméktől, végül a 110—150 'C-os mangánszulfát monohidrátot kiürítjük a készülékből. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy az oldat felmelegítésére rekuperatív 60 előmelegítőt alkalmazunk. (+1 oldal) A kiadásén felel a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 84.5597.66-4 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató
