184192. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás, tiszta timföld kinyerésére alumíniumérc kénsavas-sósavas feltárása után kapott folyadékból és eljárás a visszamaradó folyadék tisztítására
1 J 84 192 2 A találmány tárgya új kombinációs eljárás tiszta alumínium-oxid előállítására. Az eljárás során a szennyezéseket tartalmazó alumíniumtartalmú ásványok sósavaskénsavas feltárása után kapott folyadékot betöményltjuk, a meddő anyagokat elválasztjuk belőle, a betöményített folyadékot kénsawal kezeljük, azután sósavval kicsapjuk belőle az alumíniumklorid-hexahidrát csaknem teljes mennyiségét, a kicsapódott alumíniumkloridhexahidrátot elválasztjuk a sósavas-kénsavas anyalúgtól, amely a szennyezéseket tartalmazza, a csapadékot piroliidrolízissel a kívánt tiszta alumíriiuni-oxiddá alakítjuk, a sósavat visszavezetjük, a szennyezéseket tartalmazó kénsavas-sósavas folyadékot gázmentesítjük, a sósavgázt visszavezetjük a sósavazási műveletbe, a kapott, szennyezéseket tartalmazó kénsavas folyadékból betöményítés útján, kénsavas csapadék alakjában eltávolítjuk a szennyezéseket. Az alumíniumtartalmú ásványok aiumínium-oxid előállítása céljából való sósavas feltárását már régen javasolták. Noha az így kialakult módszerek közös vonása a sósavas feltárás, ezek mégis jelentősen eltérnek egymástól aszerint, hogy az ásványból származó szennyezéseket miként távoíítják el. így például a 982 098 számú brit szabadalmi leírás szerint 20%-os sósavval tárják fel a kalcinált agyagásványt, a meddő frakció elválasztása után kapott folyadékban levő szennyezéseket pedig ioncserével távoíítják el szilárd gyantán vagy egy szerves oldószerrel végzett extrakcióval. Az alumíniumklorid-hexahidrátot a tisztított oldat bepárlásával csapják ki. Noha ez az eljárás érdeklődésre tarthat számot, hátránya, hogy a gyantát regenerálni kell és ehhez nagy mennyiségű folyadékra van szükség. Ez utóbbit pedig végleges eltávolítása előtt külön kezelni kell, ami nagy energiafogyasztással jár. Egy későbbi irat, az 1 104 088 számú brit szabadalmi leírás szerint az alumíniumtartalmú ásványt szintén sósavval tárják fel, és az alumíniumklorid-hexahidrátot kikristályosítják, éspedig oly módon, hogy a kristályosítást több lépésben végzik. Az első lépésben egy tiszta alumíniumklorid-hexahidrátot kapnak, míg a többi lépésben szennyezett alumíniumklorid-hidráthoz jutnak. Az ásványból származó szennyezéseket, amelyek a feltárás során a folyadékba kerülnek, az alumíniumklorid-hexahidrát utolsó kristályosítása után kapott anyalúg egy részéből távoíítják el ennek bepárlása és kristályosítás útján. Ez az eljárás igen értékes a szakemberek számára, alkalmazása mégis bizonyos hátrányokkal jár. Ezek közül megemlítjük az alábbiakat: a) az aiumíniumklorid utolsó kristályosításából származó anyalúg feldolgozott részének térfogata igen nagy, így ez a feldolgozás, nevezetesen a szennyezéseknek a víz lepárlása révén való kikristályosítása igen nagy mennyiségű energiát igényel. • b) az utolsó kristályosítás után visszamaradó folyadék még jelentős mennyiségű alumíniumoxidot, éspedig 13%-nál nagyobb hozamnak megfelelő mennyiségű alumínium-oxidot tartalmaz, ezért elfogadhatatlan mértékű almnínium-oxid-veszteség következik be. Egy még későbbi eljárás ismeretes az 1 541 467 számú francia szabadalmi leírásból. Az alumíniunitartalmú ásványt sósavval feltárják, az alumíniumklorid-hexahidrátot víz lepárlásával legalább két lépésben kristályosítják, és az alumíniumklorid-hexahidrát első kristályosítása után kapott anyalúgban oldott kalciumot kalciumszulfát alakjában kicsapják oly módon, hogy az anyalúghoz sztöchiometrikus mennyiségű kénsavat adnak, a vasat pedig egy szelektív szerves oldószerrel vagy egy kelátképző szerrel extrahálják. Az eljárás hátránya, hogy a vizes folyadékokkal jelentős mennyiségű oldószer megy veszendőbe, azonfelül el kell még távolítani az oldószerrel el nem távolított szennyezéseket, ami alumíniumklorid-hidrát-veszteséggel jár. Ezek a körfolyamatban végzett eljárások számos előnnyel járnak, meg kell azonban állapítanunk, hogy az ipari gyakorlatban nem terjedtek el kellőképpen, mert sok energiát igényelnek, valamint azért, mert melléktermékeik a természetes csatornákba kerülnek, amit viszont egyre inkább tiltanak. Kutatásaink során olyan eljárást fejlesztettünk ki, amelynek lényege, hogy az alumíniumtartalmú ásványok sósavas-kénsavas feltárását egy hatásos tisztítási eljárással kombináljuk, mely utóbbi során az alumíniumklorid-hexahidrát kicsapása és elválasztása után kapott anyalúgot tisztítjuk, és lehetővé tesszük a folyamatban részt vevő valamennyi folyadék tisztítását. A találmány szerint tiszta alumínium-oxidot szennyezéseket tartalmazó kalcinált alumíniumtartalmú ércből ennek meleg savas feltárásával, a feltárási maradéknak a feltárási folyadéktól való elválasztása és mosása, a feltárási folyadék betöményítése, azAICl3 6H20-nakabetöményített folyadékból sósavazással való kícsapása, az alumíniumklorid-hidrát kalcinálása és a visszakapott anyagok visszavezetése útján oly módon állítunk elő, hogy az ásványt nagy mennyiségű sósavat és kis mennyiségű kénsavat tartalmazó visszavezetett sósavas-kénsavas folyadékkal tárjuk fel, a feltárási folyadékot az alumíniumklorid-hexahidrát oldhatóságának határáig betörnényítjük, a betöményített sósavas-kénsavas folyadékot összekeverjük egy visszavezetett kénsavas folyadékkal, azután visszavezetett sósavgázt vezetünk bele, az ekkor kicsapódó AlCl3.6H20-t elkülönítjük, a szennyezéseket tartalmazó sósavas-kénsavas folyadékot gázmentesítjük, a sósavgázt visszavezetjük az AÍC13.6H20 kicsapásához, a kapott, szennyezéseket tartalmazó kénsavas folyadékhoz - előnyösen visszavezetett - káliumot adunk valamely vegyület formájában, és a szennyezéseket e folyadék betöményítésével káliumszulfát és az egyéb szennyezések szulfátjainak alakjában az ásványban levő eredeti mennyiségnek megfelelő mennyiségben kicsapjuk, a szennyezésmentes kénsavas folyadékot pedig visszavezetjük a feltárási sósavas-kénsavas folyadékba. Lényeges jellemzőit tekintve a találmány szerinti eljárás a következő lépésekből áll. a) A szennyezőelemeket, így például vasat, titánt és kalciumot tartalmazó alumíniumtartalmú ásványt egy visszavezetett sósavas-kénsavas vizes oldattal tárjuk fel, amely nagy mennyiségű sósavat és kis mennyiségű kénsavat tartalmaz, továbbá 1-3% alumíniumkloridot és különféle szennyező fémeket. Ekkor egy alumíniumkloridban feldúsult oldatot kapunk, amelynek alumíniumtartalma Al203-ban kifejezve 8-9 súlyadót is elérhet. b) A feltárási maradékot elválasztjuk a sósavas-kénsavas folyadéktól. c) Az elválasztott feltárási maradékból elegendő mennyiségű vízzel kimossuk a hozzátapadt folyadékot, amikor is meddő anyagot kapunk, amelyet eltávolítunk, valamint egy vizes oldatot, amelyet visszavezetünk a feltárási műveletbe. d) Az alumínium-oxidot és az oldható szennyezéseket 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
