184318. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vas-, szilícium- és alumíniumtartalmú nyersanyagok vastartalmának csökkentésére és vasoxid, valamint adott esetben alumíniumoxid koncentrátum előállítására
1 184 318 2 visszavisszük a sósavas kioldási folyamatba, a vas-oxidot pedig a kohászatban jó minőségű, kb. 92 %-os tisztaságú anyagként értékesítjük. A lekapcsolt mindenkori 1. számú oszlop vizes mosása után kapott bauxit vagy a Bayer-féle eljárásba vihető, vagy tűzállóipari alapanyagként felhasználható. Az így vasmentesített bauxit szárítás utáni %-os összetétele a következő: 14,67 %izz. veszt., 69,54 % alumínium-oxid, 7,92 % szilícium-dioxid, 1,73 % vas(III)-oxid, 2,40 % titán-dioxid, 1,41 % kalcium-oxid, 1,23 % nátrium-oxid és 0,45 % kálium-oxid. Ennek 1600 °C-on történő izzítása utáni %-os összetétele: 81,54 % alumínium-oxid, 9,28 % szilícíum-dioxid, 2,02 % vas(III)-oxid, 2,81 % titán-dioxid, 1,65 % kalcium<>xid, 1,44 % nátrium-oxid és 0,52 % kálium-oxid. Ha az 1. számú oszlop anyagát kívánalom és szükség szerint vízmentes alumínium-klorid gyártásához akarjuk használni, célszerűen elhagyjuk a vasban szegényített bauxit vizes mosását és az 1. számú oszlopról lejövő tömény sósavas oldat teljes vasmentesítését ez esetben ismert módon Varion AT 660-as gyantával végezzük el. Az oszlop tetejéről túlfolyó oldatot a kloridformában levő gyantára vezetve a vasat komplex formában megkötjük és a kapott vasmentes oldattal kiszorítjuk ugyanezen 1. számú oszlopban levő, még vasat is tartalmazó sósavas oldatot. így elkerülhető a vizes mosás és ezzel a rendszer hígítása. A vaskomplexet tartalmazó gyantáról ionmentes vízzel eluáljuk a vas(III)-kloridot, melynek a koncentrációja 70 g/l-t ér el és gyakorlatilag szennyező anyagokat nem tartalmaz. Ezt az oldatot bepároljuk kb. 180 g/1 töménységre és a szokásos módon pirolizátorban megbontjuk. Ez esetben a pigment-, illetve ferritgyártásra alkalmas vas-oxidot és sósavgázt kapunk. Ennek a vasaidnak a minősége a következő: 99,20 % vas(III)-oxid, 0,015 % nátrium-oxid, 0,001 % kalcium-oxid, 0,002 % magnézium-oxid, 0,013 % kálium-oxid, 0,01 % króm, 0,01 % vanádium, 0,04 % titán, 0,004 % kobalt és 0,001 % nikkel. Az oszlopról leürített bauxitot, mely tömény sósavas oldatot tartalmaz, lagoserben az oldható oxidokra számított mennyiségű technikai koncentrált kénsavval keverjük, amikor is a kapott massza kb. 150 °C-ra melegszik fel és felszabadul a sósavgáz, melyet az elnyeletőbe viszünk. Az anyag 20-30 perc alatt beköt, melyet azután 5 mm szemcseméret alá törünk, majd 380-400 °C-on intenzív hőkezelés mellett az alumínium-oxidot 94-96 %-ban alumínium-szulfáttá alakítjuk. A művelet során feleslegben maradó kénsav kidesztillál, melyet kondenzálva újra felhasználunk. A szulfátos anyagot porráőrlés után forró vízzel 1:3 arányban 80-90 °C-on felzagyoljuk, és a szilikátokat, valamint az oldhatatlan szennyező anyagokat kiszűrjük. Az alumínium-szulfátot kikristályosítjuk és kb. 800 °C-on megbontva általában 94-96 %-os tisztaságban kapjuk az alumínium-oxidot. A jelen esetben a kapott 7-alumínium-oxid összetétele a következő: izz. veszt. (1200 °C- on) 2,03 %, szilícium-dioxid 0,24 %, alumínium-oxid 95,65 %, vas(III)-oxid 0,51 %, titán-dioxid 1,27 %, vanádium-pent-oxid 0,067 %, foszfor-pentoxid 0,235 %, valamint az anyag rézsüszöge 52,5 és a litersúlya 0,09 kg. A kapott -y-alumínium-oxid igen könnyen klórozható. Ugyanekkor kén-trioxid gázt is kapunk, melyet kénsavban elnyeletve viszünk vissza az intenzív kénsavas feltárásba. b) változat: Az egész folyamat gyakorlatilag megegyezik az a) változat szerint végzett műveletekkel, azonban a következő kiviteli módosítások mellett, amelyek azt az előnyt biztosítják, hogy a mindenkori 4. számú oszlopról kapott kalciumban dúsabb oldatfrakció feldolgozása egyrészt egyszerűsödik, másrészt a kapott vas(III)-oxid végtermék tisztasága növelhető. Eszerint a mindenkori 1. számú oszlop mosóvizének a kb. 50 g/1 sósavkoncentrációjú frakcióját használjuk fel az újonnan bekapcsolandó mindenkori 5. számú oszlop kalcium- és magnézium tartalmának a szelektív eltávolítására. Ugyanis ekkor a vastartalom gyakorlatilag nem oldódik, viszont a kalcium- és magnéziumtartalom 85- 90 %-a eltávolítható. így eljárva, az 5. számú oszlopról túlfolyó kb. 5 liter oldat sósavkoncentrációja közel 0 g/1, vas(III)-koncentrációja kisebb, mint 1 g/1, viszont a kalcium- és magnéziumtartalma kb. 10 g/1, illetve 5 g/1. Ekkor a 4. számú oszlopról elfolyó oldat savatartalma kb. 5 g/1, a vas(III)-tartalma kb. 190 g/1 és a kalcium-, valamint magnéziumtartalma 0,5 g/1 értéknél kisebb, amely oldat így közvetlenül vihető pirolizátorba. így javított minőségű vas(III)-oxidot kapunk. Az a) változat szerint kapott vas-oxid kb. 92 %-os tisztaságával szemben ennek a minősége a következő: alumínium-oxid 1,85 %, vas(III)-oxid 96,65 %, nátrium-oxid 0,07 %, kalciumoxid 0,50 %, magnézium-oxid 0,15 %, kálium-oxid 0,07 %, króm 0,06 %, vanádium 0,06 %, titán 0,55 %, Kobalt 0,006 % és nikkel 0,28 %. 4. példa 4 db 6,7 cm belső átmérőjű és 1,6 m magasságú üveg kilúgzó oszlopba frakcionálás nélkül töltünk be kb. 5-10 mm szemcseméretre tört 4X8,2 kg diaszporos görög bauxitot, amelynek az összetétele: 68,1 % A1203, 5,3 % Si02,9,4 % Fe203, 0,25 % CaO, 0,17 % MgO, 0,2 % Na20+K20 és 13,9 % izz. veszt. Az oszlopokat ellenáramban lúgozzuk ki 64 órán keresztül 330 g/1 koncentrációjú sósavoldatot áramoltatva a rendszerbe 10 cm/óra sebességgel, anélkül, hogy flokkulenst adagolnánk. A kilúgzás folyamán az igen kemény bauxitrögöknél nem következik be kémiai aprózódás, iszaposodás, ugyanis mérve az oszlopok hidrodinamikai ellenállását, az 0,6 m sósavoszlop és a kilúgzás során nem változik. A kilúgzás után hasonlóan 10 cm/óra sebességgel végezzük el víz átáramoltatásával a sav kimosását és az oszlopok hidrodinamikai ellenállása a mosás során sem változik. A kilúgzás eredményeként kapott vasmentesített bauxit összetétele: 74,2 % A1203, 6,1 % Si02, 0,4 % Fe203, 0,14 % CaO, 0,1 % MgO, 0,1 % Na20+K20, 3,2 % Ti02 és 14,97 % izz. veszt. 5. példa Nagy alumínium-oxid tartalmú tatabányai szénpernyét, amelynek az összetétele: 45,4 % A1203, 29,5 % Si02,8,2 % Fe203,5,1 % CaO, 1,7 % MgO, 3,4 % Ti02 és 6,1 % izz. veszt., vízzel granuláljuk és az anyag megkötése után 10 mm-es szemcseméret alá töijük. Ezzel a pernyével feltöltünk 4 db 80 cm magasságú oszlopot és az előző példák szerinti módon ellenáramban lúgozzuk ki 24 órán keresztül 200 g/1 koncentrációjú sósavoldatot áramoltatva a rendszerbe 10 cm/óra sebességgel. A sósavoldatban a betöltött pernye minden kg-jára számítva 500 mg Sedosan flokkulenst oldottunk fel. A kilúgzás 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
