193413. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bauxit vastalanítására és vas-pentakarbonil előállítására
193413 A találmány bauxit vastalanítására és vas-pentakarbonil előállítására alkalmas eljárásra vonatkozik. Az eljárással bauxitból a timföldgyárak részére vasban szegény, alumínium-oxidban dús nyersanyagot lehet előállítani. Az eljárás szerint a kiindulási bauxit vastartalmát körülbelül 80-95 tömeg%-kal, vagy nagyobb mértékben csökkentjük, így a jelenlegi timföldgyárak kapacitása 20-25%-kal növekedhet. Ugyanakkor lényegesen csökken a vörösiszap mennyisége és a hányóra kerülő alumínium-oxid is. Az alumíniumot általában a Bayer eljárás szerint a bauxitból kapott tiszta timföld elektrolízisével állítják elő. A jóminőségű bauxit alumínium-oxid-tartalma 50 tömeg% körül van. A timföldet kísérő szennyeződéseket elsősorban a mintegy 25 tömeg% mennyiségben lévő vas-oxidot és vasoxidhidrátot nyomás alatti kilúgozással távolítják el. A művelet során a kilúgozott vas-oxiddal az érc alumínium-oxid-tartalmának kb. 25-30 tömeg%-a is hányóra, a vörösiszapba kerül. A gyengébb minőségű bauxitok kis alumínium-oxid- és nagy vas-oxid-tartalmuk miatt a Bayer eljárás szerint gazdaságosan nem dolgozhatók fel. A szakirodalomban számos kutatási eredmény és szabadalmi leírás látott napvilágot, melyek lényege az, hogy csökkentik a bauxit nyersanyag vastartalmát, miáltal növelhető az alumínium-oxid, az alumíniumtermeiés. A nagy vastartalmú bauxitok vastartalma azzal csökkenthető a Bayer eljárásban, hogy a mész mennyiségét 15-20 tömeg%-kal növelik [Pauker, V.I., Zubarev V.L, Simakova L.G. (USSR) Tsvetn. Met. 1980, (7) 79-83], Más eljárások szerint a vasat kiorid formában távolítják el. A magas hőmérsékleten, 600-700°C-on szárított és kaidnál!, őrölt bauxitot ellenáramban sósavval vagy klórgázzal kezelik. Az eljárásban az alumínium is kioriddá alakul, melyet el kell választani a vas-, titán-, magnézium-, kalcium- és szilfcíum-kloridtól frakciónál! desztilláiássa 1 vagy szelektív oldással [Zotikova, A.N., Kozlov, V.M., Vinkelberg, V.G., Guseva, N.S., Pavlova, L.M.: (USSR) Ref. Zh. Metall. 1979. Abstr. No. 12 G 175.: Foley, E„ Wadsley, N.W.: Brit. U.K. Pat. Appl. 2.023.113, 28 Dec. 1979.; Zotikova, A.N., Vinkelberg, V.G., Pavlova, L.M., Minina, K.P.: (USSR) Ref. Zh. Khim. 1982. Abstr. No. 1 L 98.: Kapolyi L., Szabó Lné, Czeglédi B., Stocker L., Riederauer Sz., Stocker L.: Hazai bauxitok vastalanitása, Tatabánya, 1982.XI. i.]. Egyes eljárásokban a Bayer eljárásnál képződő aluminát oldatból választják le a vasat sósavas kezelés után szerves foszfátokkal, vagy oxidálószerekkel [Ni, L.P., Savchenko, A.I.: (USSR) Kompleksn. Ispolz. Miner. Syrya, 1980, (6) 81-83.; Cocco, A. Colussi, 1., Kikic, I., Meríani, S.: Int. Solvent Extr. Conf. (Proc) 1980, 3, Paper 80-186, 7 pp.]. 2 1 Magyar kutatók a vasban dús bauxitot vagy vőrösiszappal dúsított bauxitot magas hőmérsékleten NH4Cl-al kezelték, ezáltal a vasat Fe(OH)3 vagy FeCI3 formában távolították el [Zámbó, J., Molnár L., Siklósi P.: Bányász, Kohász Lapok Kohász, 1980, 113 (6) 270-3.; Zámbó J., Molnár L., Siklósi P.: Trav. Corn. Int. Etude Bauxites, Alumine Alum. 1981, 16, 183-92.]. Az említett eljárásokban a vas mennyiségének mintegy 70-80 tömeg%-a távolítható el igen bonyolult módon, a legtöbb esetben az alumínium kioriddá alakul, melynek hazai ipari feldolgozása megoldatlan. A találmány szerinti el járással, mind az alacsony, mind a magas vastartalmú bauxitok vastartalmát legalább 80-95 tömeg%-kal csökkenteni lehet. Ennek következtében növekszik a bauxit-nyersanvagból kinyerhető timföld mennyisége, mintegy 20-25 tömeg%kal. Csökken a lúgszükséglet és a vörösiszap mennyisége. Bővíthető a nyersanyagforrás, mivel az alacsonyabb alumínium-oxid-taríalmú alapanyag is feldo'gozhatóvá válik a Bayer-eljárással. A melléktermékként keletkező vaspentakarbonilból pedig a porkohászat részére karbonilvaspor állítható elő. Az általunk kidolgozott eljárás az egyetlen olyan eljárás a bauxitfeldolgozó-iparban, amely a vasat szelektív módon, vas-pentakarboníl formában közel teljes egészében eltávolítja a bauxitból. A CO ugyanis a bauxitban iévő fémek közül a vassal képez illékony vegyüietet, amelyet a karbonilképzés körülményei közt egyszerű módon el lehet távolítani. A vas-pentakarbonil pedig a hő hatására könynyen vasporrá és CÓ-vá bontható. A CO így visszanyerhető és további vaskarbonil - kép - zésre felhasználható. Az újabb vastalanítási művelethez csak a csekély CO-veszteséget kell pótolni. Eljárásunk szerint a vasmentesítést egyetlen lépésben-, minden oldószer nélkül, a kiindulási, megőrölt, 1 mrn-nél kisebb szemcseméretű bauxit szilárd állapotában minden melléktermék keletkezése nélkül hajtjuk végre. Nem zavar a bauxit víztartalma sem, mert a víz az előkezelés, az aktiválás során eltávozik a rendszerből. A vas-pentakarboniles vasmentesítés után a bauxit közel teljes alumínium-oxid-tartalma kinyerhető. A vas-pentakarbonilt 1891-ben Franciaországban M. Berthelott [Berthelott, M.: Compt.rend. 112,1343 (1891), 113,679 (1892)] és tőle függetlenül Angliában Mond és társai [Mond, L., Langer, C.: J. Chem. Soc. 59, 1090 (1891)) fedezték fel. Először vas-o.xalát redukálásából kapott vasport reagáltalak szén-monoxiddal’ atmoszférikus nyomáson. A rossz kihozata! miatt a CO-nyomást fokozták egészen 300 bar-íg, de így sem sikerült a 100%-os konverziót elérni. A. Mittasch [Mitíasch, A.: Z. Angew. Chem 41, 827 (1928)], majd Hieber és munkatársai [Hieber, W.: Metalicarbonyle, FIAT Review. Inorg. Chern. Part. II. 108-145 (1946)} 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
