184318. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vas-, szilícium- és alumíniumtartalmú nyersanyagok vastartalmának csökkentésére és vasoxid, valamint adott esetben alumíniumoxid koncentrátum előállítására
1 184 318 2 jelentkeznek. Ezek az első frakciók tartalmazzák még az ásványi anyag tapadó és szerkezeti víztartalmának egy részét is. Célszerű tehát az eljárásunk értelmében ezeket az első frakciókat elkülönítve felhasználni, mert ezzel egyrészt javíthatjuk a később kinyerendő vas(III)-klorid oldat és végső soron az előállítandó egyik végtermék, a vas-oxid minőségét, másrészt kénsavas kezeléssel gipszet, magnézium-szulfátot és sósavat állíthatunk ezekből elő. Azonban ennek a felismerésünknek a gyakorlati kivitelezhetősége érdekében meg kellett oldani azt a problémát, hogy áz ágyban kiváló vas-hidroxid ne állítsa le a kilúgzás folyamatát. így adott esetben, amikor számolni kell azzal, hogy a vas(III)-klorid vas-hidroxiddá hidrolizálhat, a kilúgzó sósavoldatban olyan flokkuláló hatást kifejtő anyagot oldunk, mely az erősen savas és nagy iónkoncentrációjú közegben is képes a különben pelyhesen, nagy felületű anyagként leváló vas-hidroxidot úgy tömöríteni, hogy az ércszemcsék felületére rakódjon le és ne tömje el az ásványi anyag részei között levő teret. Dyen anyagokként használhatjuk pl. a Sedosan, Praestol 2900, 2935, vagy egyéb hasonló típusú flokkulenseket. A kivált vas-hidroxidot azután a sósavas vas(III)-kloridos kilúgzó oldat további frakciói könnyen oldják és az ellenáramú rendszer kilépő végén koncentrált, mintegy 200 g/1 körüli, vagy e fölötti mennyiségű vas(III)-kloridot tartalmazó oldatot eredményeznek, mely bepárlás nélkül vihető pirolízisre. Abban az esetben, amikor az ásványi anyaghoz eleve bevitt sósav mennyisége az oldáshoz nem elegendő, tehát amikor pl. folyamatos, vagy félfolyamatos szakaszos rendszerben dolgozunk ellenáramban több ággyal, okvetlen szükséges a kilúgzó oldatnak a folyamat közbeni felerősítése oly módon, hogy a vas(III)-klorid tartalmú oldatot, vagy egy részét abszorberbe vezetjük és benne sósavgázt nyeletünk el. Ez egyúttal arra is módot ad, hogy a vas(III)-klorid oldatból részleges alumíniumkinyerést végezzünk, mivel az elnyeletéskor kialakuló kloridkoncentráció mellett alumínium-klorid-hexahidrát válhat le, amit elkülöníthetünk. Ebből azután kénsavval alumínium-szulfátot, valamint sósavat állíthatunk elő, amelyeket a gyártás egyéb fázisaiban keletkezett hasonló anyagokkal együtt hasznosíthatunk. Abban az esetben, ha a kilúgzó oldat redukálódva vas(II)-kloridot tartalmaz, célszerűen klórgázt is használhatunk a teljes folyamat sósav-veszteségének pótlására. Természetesen az általunk előnyösnek tartott félfolyamatos szakaszos többágyas ellenáramú kilúgzást végezhetjük teljesen folyamatos rendszerben is, de a kilúgzást végezhetjük akár egyetlen ágyban is. A választott megoldás elsősorban a rendelkezésre álló technikai berendezésektől függ. Azonban akár egy, akár több ágyban, akár szakaszosan, akár folyamatosan végezzük a kilúgzást, igen lényeges, hogy a kilúgzó sósavas oldat lassan haladjon át az ágyon, elegendő ideig érintkezzen az ásványi anyaggal és az ágyban ne képződjenek járatok, tehát az ágyon a savas kilúgzó oldat előnyösen alulról-felfelé legyen átszivárogtatva. A kapott vas(III)-klorid koncentrált oldatait ismert módon dolgozzuk fel, tovább koncentrálva és/vagy bepárolva, illetve kristályosítva, majd pirolizátorban vas-oxidra és sósavra bontva. Ha nagytisztaságú vas(III)-oldatot, vagy ebből valamelyik vegyületét kívánjuk előállítani, akkor a vas(III)-klorid tartalmú oldatból a vastartalmat célszerű pl. VAT 660 ioncserélő gyantával kivonni. Ez a gyanta 150 g/1 sósavtartalom felett közel 100 g/1 Fe2 03 gyantakapacitással, nagy megoszlási hányadossal köti meg a vasat. A telített gyantát megfelelő módon eluálva nagy tisztaságú vas(III)-klorid oldatott kapunk. A vastartalmában csökkentett ásványi anyagról a kilúgzó sósavoldatot • az ágy kavics-csatornái segítségével leürítjük, majd célszerűen flokkulenst tartalmazó mosóvízzel ugyancsak alulról-felfelé ellenáramban vasmentessé mossuk a rendszert. Ezt a mosóvizet, melynek a mennyisége pl. 1 t bauxitra számolva kb. 1 m3 lehet, felhasználhatjuk a sósavelnyelető abszorberek elnyelető folyadékaként vagy részben a bauxit kalcium- és magnéziumtartalmának szelektív oldására. A kimosott, vasszegény anyagból a vizet lecsorgatjuk és pl. bauxit esetében, ha Bayer-eljárással kívánjuk azt feldolgozni, célszerűen lúgágyúval hidrociklonon keresztül adjuk a feltáró rendszerbe, amikor is őrlésre csak a hidrociklon alj zagya kerül. A találmányunk szerinti eljárás jobb megismertetése érdekében korlátozó jelleg nélkül az alábbi kiviteli példákat közöljük. 1. példa 7 kg bauxitot, melynek 18 % tapadónedvessége van és a kémiai összetétele: 53,3 % alumínium-oxid, 23,0 % vas(III)-oxid, 6,6 % szilícium-oxid, 2,5 % titán-oxid, 1,1 % kalcium-oxid, 0,5 % magnézium-oxid, 12,9 % izz. veszt, és 0,1 % egyéb, letörjük 20 mm szemcseméret alá és összekeverjük 2 1 olyan oldattal, mely 300 g/1 sósavat és 7 g Sedosan flokkulenst tartalmaz. A karbonátok bomlásából származó szén-dioxid eltávozása után egy 6,7 cm átmérőjű és 154 cm magas oszlopban alul 10 cm-es rétegvastagságban elhelyezett kavics-drenazsra töltjük fel a zagyot. Ezután az oszlopba alulról, a kavics-drenazson keresztül még 2,3 1 fenti összetételű sósavoldatot töltünk fel és az oszlop tartalmát két napig hagyjuk állni. Ezalatt a bauxit vastartalmának jelentős része kioldódik és a kilúgzó oldat sósavkoncentrációja lecsökken. A keletkezett vas(III)-klorid tartalmú oldatot további 2,3 1 sósavoldattal 0,2 cm/óra sebességű, alulról felfelé történő átáramoltatás során kiszorítjuk az oszlopból. A kapott kb. 100 g/1 vas(III)-klorid tartalmú oldatot Sósavgázzal telítjük és a folyamat elején leírt módon további friss bauxit bekeveréséhez használjuk fel. A bauxit zagyon friss sósavoldatot szivárogtatunk át és ezt az áztatást, kioldást addig folytatjuk, míg a bauxit vastartalmának a 90 %-a kioldódik és nagyobb, mint 140 g/1 vas(III)-klorid tartalmú oldatot kapunk. Ezt a vas(III)-kloridos oldatot kalciummentesítjük 135 g koncentrált kénsav adagolásával, amikor is melléktermékként 220 g gipszet kapunk. A kalciummentesített vas(III)-klorid oldatot közvetlenül visszük a pirolizátorba. A pirolizátor rekuperátorában az ellenáramban érkező kb. 800 °C hőmérsékletű sósavgáz és égéstermékek a vas(III)-klorid oldatot bepárolják, miközben maguk 100 ÔC körüli hőmérsékletre hűlnek le. A bekoncentrálódott vas(III)-klorid oldatot szórófejen keresztül adjuk át a pirolizátor bontó részébe, ahova avas(III)-oxid kg-jára számolva 4000 Kcal hőt táplálunk be. A hőhatásra elbomlott vas(III)-kloridból 0,1 %-nál kevesebb kloridtartalmú vas(III)-oxidot kapunk. A felszabaduló sósavgázt a pirolizátor abszorberében levő, az oszlopnak 7 1 vízzel való mosása után kapott oldatban nyeletjük el. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
