183576. lajstromszámú szabadalom • Eljárás wolfram izzószál spirál molibdén magjának automatikus kémiai kioldására és berendezés az eljárás foganatosítására
1 183 576 2 NO* gázok salétromsavvá történő azonnali átalakulására. Ha a maghuzaleltávolítást az ajánlott típusú savkeverékkel (B és C sorozat) hajtjuk végre, a molibdén maghuzal kioldódása az I és a III (IV) reakcióegyenlet szerint megy végbe, amit nagy számú laboratóriumi kísérlettel tapasztalatilag lehetett igazolni. A képződött NO* gáz salétromsavvá való átalakulása részben a salétromsav előállításának jól ismert folyamata szerint megy végbe (V—VIII. reakciók), részben egy bonyolultabb séma alapján, melynél a NO* gáz kénsavval reagál, miközben nitrozil-kénsav és salétromsav képződik (IX. és X. reakcióegyenlet). Az NO* (g) -* HN03 (f) átalakulás több részreakciója erősen exoterm. Következésképpen a salétromsavvá való visszaalakulásnak kedvez az alacsony reakcióhőmérséklet. A IX. és a X. reakció egyensúlya balra tolódik el, ha a [H20] illetve [HN03] felszaporodik, miközben NO (g) illetve N02 (g) szabadul fel. Az NO* (g) HN03 (f) reakciónak kedvez, hogy a kezelő sav a lehető legkevesebb vizet és salétromsavat tartalmazza. A laboratóriumi kísérletnél és a gyártási szintű alkalmazásnál kapott tapasztalatok nagyon jól összhangba hozhatók a wolfrám izzószálak maghuzalának eltávolításánál szerepet játszó kémiai rendszer ismert elméleti adataival, és ugyanez érvényes a képződött NO* gáz salétromsavvá való átalakulására is. Az új eljárás kitűnő lehetőségeket ad a molibdén viszonylag egyszerű visszanyerésére is az elhasznált kezelő savból. A visszanyerést jelentősen megkönnyíti az a tény, hogy a kezelő sav még akkor is problémamentesen használható a maghuzaleltávolításra, ha a feloldott molibdén tartalma nagyon magas, azaz ha megközelíti a telítettséget. Ebből következik, hogy a kezelő sav már egy mérsékelt, további koncentrálás után, például a könnyű H20—HN03 frakció kihajtása útján túltelítetté válik, és ezután a kikristályosodott molibdénsav szilárd fázisa szűréssel könnyen eltávolítható. A molibdénsav ezután melegítéssel molibdéntrioxiddá (Mo03) alakítható át. A szűrlet, amely 200—250 g per liter molibdént tartalmazó kénsav, salétromsav és viz hozzáadása után újra betáplálható a reaktorba további maghuzaleltávolítás céljából. Ilyen módon a feloldott molibdéntartalom a kezelő savban minden mageltávolító művelet előtt körülbelül azonos szinten marad (140—180 g per liter). Ez a maghuzaleitávolításnak a javasolt eljárással való végrehajtásakor azért előnyös, mert hozzájárul a mageltávolítási reakció stabilabb körülmények közötti lefolyásához. Az eljáráshoz használt reaktor egy kiviteli formáját a 7. ábra mutatja. A reaktor az 1 reaktortartályból áll, melyet 2 temperáló köpeny vesz körül. Az utóbbihoz a temperáló közeg 3 bevezetés és 4 kivezetés csatlakozik. Az 1 reaktortartályban 5 kazetták vannak elhelyezve; ezek a wolfrám spirálhuzalt tartalmazzák, melyből a magokat el kell távolítani. A kezelő savat egy kombinált adagoló- és ürítő 6 vezetéken át vezetjük be az 1 reaktortartályba. Ezen felül 7 oxigénvezeték csatlakozik az 1 reaktortartályhoz. A 7 oxigénvezetékbe 8 szabályozó szelep van beiktatva. Az 1 reaktortartályból a légkörrel egy 10 folyadékcsapdán át összekötött 9 vezeték vezet ki. A 9 vezetéket 11 hűtő veszi körül. A 10 folyadékcsapda egy alsó illetve felső 12 illetve 13 szintjelzővel van ellátva. A 10 folyadékcsapda marónátron oldatot tartalmaz. A spirálhuzalokból a magokat úgy távolítjuk el, hogy a spirálhuzalokat az 5 kazettákba helyezzük, melyeknek feneke és fedele dróthálóból áll. Amikor az 5 kazettákat behelyezzük az 1 reaktortartály aljára és az 1 reaktortartály légmentes lezárása után hozzáadjuk a kezelő savat. A molibdén maghuzal kioldódása azonnal megkezdődik és a képződött NO* gáz elkeveredik a levegővel a savfelszín felett. Az 1 reaktortartály lapos kiképzése nagy érintkezési felületet biztosít a sav és a levegő között. Az NO* gáz egyesül a levegő oxigénjével és feloldódik a kezelő savban, miáltal az 1 reaktortartályban a külső atmoszférához képest kisebb nyomás keletkezik. A kisebb nyomás következtében a 10 folyadék-csapda nátrium-hidroxid oldata beszívódik a 14 belső csőbe. Ha a 10 folyadékcsapda üvegből készült, a folyamat vizuálisan ellenőrizhető. A nrageltávolitó művelet kezdetén, amikor a folyamat erősen exoterm, a 2 temperáló köpenybe a 3 bevezetésen át hűtőközeget vezetünk be. A 11 hűtő az ürítő 9 vezetéken biztosítja, hogy az elgőzölgött sav kondenzáljon és az 1 reaktortartályba visszafolyjék, a 10 folyadékcsapdába való bejutás nélkül. Amikor a reakció már egy rövid ideje folyik, a levegőből annyi oxigén használódott el az 1 reaktortartályban, hogy benne vákuum keletkezik. Ez a vákuum elég nagy ahhoz, hogy a 10 folyadékcsapdában levő nátrium-hidroxid oldat a 10 folyadékcsapda külső csövébe annyira beszívódjék, hogy egy magasságba kerüljön az alsó 12 szintjelzővel. Ez ekkor impulzust ad a 8 szabályozó szelepre, amely a 7 oxigénvezetéken át oxigént enged be az 1 reaktortartályba. Az oxigénbeeresztés addig tart, amíg a nyomás annyira megnő, hogy a nátriumhidroxid oldat eléri a felső 13 szintérzékelőt. A 8 szabályozó szelep ezután zár, és egy újabb ciklus kezdődik el az 1 reaktortartály gáztérfogatában lévő oxigén felhasználásával. Amikor a maghuzal-eltávolítási folyamat véget ér, a kezelősavat a 6 vezetéken át leengedjük és egy tároló tartályból öblítő savat vezethetünk be az 1 reaktortartályba ugyanazon a 6 vezetéken keresztül. (Az öblítő savat a következő maghuzal-eltávolító folyamathoz a kezelő savval keverjük el.) Hasonló módon lehet egy vagy több sarzs öblítő vizet betáplálni és leengedni az 1 reaktortartályból. Ha célszerűnek tartjuk, az ürítő 9 vezetékbe több folyadékcsapda kapcsolható sorba. Ebben az esetben az első 10 folyadékcsapda vizet és a második és a következő csapdák nátronlúgoldatot tartalmazhatnak. Ellentétben az eddig ismert eljárásokkal, az új eljárás azt jelenti, hogy a mageltávolító művelet után több mint 240 g/1 molibdénnek megfelelő mennyiségű molibdént tartalmazó kezelő savat kapunk. Ezáltal a kezelő savból könnyen kinyerhető a molibdén. Ebből a célból a kezelő savat vákuumban P*« 10 kPa körülbelül 150°C-on betöményítjük. A könnyű HN03—H20 frakció kihajtása által az oldat viszonylag egyszerűen túltelíthető és a feloldott molibdén gyors ütemben kikristályosodik. Lehűtés után a kristályok kerámia szűrő segítségével könnyen elválaszthatók a kénsavfrakcióktól, A kénsav szűrés után literenként 200—250 g oldott molibdént tartalmaz. A molibdéntartalmú kénsavat és a kihajtott és konden-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
