193500. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vörösiszap vasmentesítésére és vaspentakarbonil előállítására
193500 A találmány vörösiszap vastalanítására és vaspentakarbonil előállítására alkalmas eljárásra vonatkozik Az eljárás egyrészt a timföldgyártásnál képződő vörösiszap vastalanítására szolgál, azzal a céllal, hogy az évtizedek alatt összegyűlt vö rösiszapból timföld előállítására alkalmas nyersanyagot szolgáltasson, másrészt ezzel az eljárással vörösiszapból vaspentakarbonilt lehet előállítani, amelyből vasport gyártva megoldódik a korszerű, gyorsan fejlődő porkohászat nyersanyagellátása és csökken a hulladékok mennyisége A Bayer eljárásnál képződő vörösiszap átlag 10 - 20 tömeg %.Al203 ot tartalmaz. A mel lette lévő 42 45 tömeg % vasoxid miatt ez az alumínium oxid mennyiség kárbavész, mivel az ismert eljárások szerint ez mar nem nyerhe tő ki. Vörösiszap feldolgozási technológia hiányában rendszerint több millió tonna vörösiszap képződik és az újabban keletkező mennyisé gek tárolása, elhelyezése nagy gondot okoz A találmány szerinti eljárással a vörösiszap feldől gozható és így hosszú távon javítható a timföld gyárak nyersanyagellátása, mérsékelhető len ne egy időre a bauxitbányászat és intenzív fej lődésnek indulhat a vasporkohászat Eljárásunk szerint a vörösiszapból vaspen takarbonilként eltávolítjuk a vas 90 -95, vagy ennél nagyobb tömeg százalékát, és így alumínium-oxidban dús anyag marad vissza, amely alkalmas timföldgyári feldolgozásra A vaspen takarbonil termikus úton könnyen vasporrá és CO dá bontható. A szén-monoxid visszacirku láltatható a vörösiszap vasmentesítéséhez. Eljárásunk használatával két iparág, az alu míniumipar és a porkohászat jut további jelentős nyersanyagforráshoz. A vörösiszap feldolgozása felszabadítaná a timföldgyárak környékén elárasztott földeket A vörösiszap feldolgozásával, hasznosításá val szerte a világon intenzíven dolgoznak. En nek ellenére, a szakirodalom tanúsága szerint a kidolgozott eljárások eddig nem kerültek ipari bevezetésre Ennek oka, hogy a technológiák bonyolultak és költségesek, feldolgozhatatlan melléktermékek keletkeznek, nagymennyisé gú segédanyagra van szükség és nagy az ener gia szükséglet Általános az a vélemény, hogy a vörösiszap potenciális, másodlagos nyersanyagforrás [Tha kur, R.S.Sant, B R Chem Era, 1980.16(5) 106 7, Zimmer, E : Aluminium (Düsseldorf) 1980. 56 (10), 639-42] Egy eljárás szerint [Yoshii Chikao, Ishimura Koutaro, Hokkaido Daigaku Kogakubu Kenkyu Hokoku, 1978,(89) 1 9]kalcium oxidsalakkép ző hozzáadásával 1450 "C-on pörkölik a vörös iszapot és az alumíniumot alkáliömlesztéssel NaAl2C>2~ként oldják ki. Más eljárás szerint [Matyash, VG , Kudinov, BZ, Leontev, L I Tr. Inst Metall, Akad Nauk USSR Ural Nauchn Tsentr. 1977, 330, 103-5] a kalcium oxiddal 1100 C-on történő égetést ki~ 1 egészítik félkoksszal történő redukcióval így a vas 80 tömeg %-át sikerül kinyerni. Egy további eljárás szerint (Ejima, Tatsuhfko, Shimakage Kazuyoshi, Hoshi Masayoshi: Keikinzoku, 1978, 28 (9) 443-9] a pörkölést 450 °C-on, NH4HS04-tal végzik. Az alumíniu mot és a vasat kénsavval oldják ki a pörkből. Egy más módszer szerint [Logomerac, V.G.: Trav Corn. Int. Etude Bauxites, Alumine Alum. 1979, 15, 279 85] a pörkölést elektromos kemencében végzik, majd a fémeket 30 tömeg %os kénsavval kioldják és b s-2-etil hexil-foszforsavval extrahálják az értékes komponenseket. A pörkölést 400 1000 C-on FeSCu jelenlétében végezve, [Mitsui Alumina Seizo K.K. : Jpn. Kokai Tokkyo Koho 8177.309 29. ISlov 1979] a képződő szulfátokat vízzel választják el a Siebtel. Számos eljárás alapul az erős savakkal, só savval, kénsavval, kén trioxiddal történő oldá son [Zimmer, E Aluminium (Düsseldorf) 1980, 56 (10) 639-42; 150 459 számú magyar szaba dalom; 3 185.545 számú amerikai szabadalom; 179 799 számú magyar szabadalom] A szárított, őrölt vörösiszapot ellenáramban kezelik savval, majd a képződött fémsót pörköléssel alakítják oxiddá Érdekes megoldást ismertet a 2.078.211 számú angol szabadalom E szerint a semlegesített vörösiszapot mágnessel választják szét egy vasban gazdagabb és egy vasban szegé nyebb frakcióra. A vaspentakarbonil előállításával több közlemény foglalkozik. Az irodalom áttanulmányo zása során azonban nem találtunk olyan mun kát, amely vörösiszapból állított volna elő vaspentakarbonilt. A. Mittasch és munkatársai [Mittasch, A : Z.Angew. Chem 41,827 (1928)], majd Hieber és munkatársai [Hieber, W Metallcarbonyle, FIAT Review, Inorg Chem Part II 108 145 (1946)] Raney vasból kiíndúlva értek el jó vaspentakarbonil hozamot. Reppe és munkatársai [Reppe, W Ann Chem 1953. No. 582 116 -21] vasszulfátból ál lított elő karbonilt magas hőmérsékleten és nyo máson. A vaspentakarbonil ipari előállítása (Szirkin, V G Karbonylnie Metalli. Moszkva, 1978 p. 97) vasporból történik, melyeit vas-oxid redukáló sával kapnak. A karbonilképzést 180 200 C hőmérsékleten és 200 bar szén monoxid nyo máson végzik Kísérleteink során azt találtuk, hogy - meg felelő körülmények közt — szén-monoxiddal a vörösiszapban lévő vassal is vaspentakarbonilt tudunk képezni. A körülmények további fino mításával pedig el tudjuk érni, hogy a vörösiszap közel teljes vastartalmát vaspentakarbonillá tudjuk átalakítani A képződő vaspentakar bonil a használt reakciókörülmények közt cseppfolyós vagy gözhalmazállapotú termék, amely a reaktorból egyszerű módon kondenzálható és leengedhető A vastalanításnak nincs 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
