196631. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbonátos mangánércek mangántartalmának kinyerésére
1 196 631 2 A tiilálmány tárgya eljárás karbonátos mangánércek mangántartalmának kinyerésére. Ioncserélő gyantákat elterjedtél! alkalmaznak nehezen szűrhető zagyok oldott fémtartalmának megkötésére. Oldott urán, arany és rézvegyületeket tartalmazó zagyokból a fémionok ioncserés kinyerési lehetőségeit foglalja össze Molnár az „Ioncserélők és alkalmazásuk” című könyvben, (szerk.: Dr. Inczedy János, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980. IV. fejezet. Ioncserélők hidrometallurgiai alkalmazásai.) Zasztavnüj és Giganov (Cvetnüe Metallü 53. 6. (1980) p 20-30) rézkinyerésnél kationcserélő gyantát alkalmaznak. Az ércet kénsavas feltárásnak vetik alá, majd a kapott zagyból kationcserélő gyanta alkalmazásával nyerik ki a rezet. Holmogrov és munkatársai (Cvetnüe Metallü 53. 6. (1980) 0 61 — 64) molibdén tartalmú ércek savas feltárásakor keletkező zagyból anioncserélő gyantával kötötték meg a vizes fázisban oldott állapotban levő molibdént. A 2 851 149 számú NSZK-bcli szabadalmi leírás azt mutatja be, hogy egy ásványból folyékony reagenssel, savval oldatba vitt hasznos komponenseket hogyan lehet szelektív extraháló szerrel vagy ioncserélő gyantával a szűrési lépés mellőzésével kinyerni. A fenti eljárások közös jellemzője, hogy az ércet alkalmas folyékony reagenssel, rendesen savval érintkeztetik és az így oldatba jutó hasznos komponenseket ioncserés-extrakciós módszerekkel kinyerik. A hazai karbonátos mangánércekre az jellemző, hogy igen kicsi a mangán-meddőanyag arány. Az érc a mangánt mangán-karbonát formájában tartalmazza. A mangánt savas feltárással nyerik ki. Azonban az előbbiekben említett kis mangán-meddő arány, vagyis az érc nagy meddőanyag tartalma miatt (az érc mintegy 50 tömeg %-a meddő), valamint amiatt, hogy a meddő fő tömegét a rendkívül kis szcmcscniéretü (I pm alatti szemeseméről) glaukonit nevű agyag-ásvány teszi ki, igen körülményes a feltárási eljárás, illetve a zagyból a fém kinyerése. A savval feltárt érc-szuszpenzió igen lassan ülepszik és nehezen szűrhető. További gond, hogy a kis mangán-meddő arány miatt a szűrési iszapot nedvesítő oldat jelentős menynyiségű mangánt tartalmaz, ezért a mangánkihozatal rossz. Ezen a meddő mosásával, vagy eleve igen híg oldat előállításával igyekeznek segíteni. Az előbbi megoldás egy további műveletet jelent, az utóbbi viszont az üzem-méretek számottevő növekedésével jár, valamint a híg oldatból a szilárd mangánvegyiilet csak jelentős költséggel nyerhető ki. E problémák leküzdésére kísérleteket végeztek, melynek során a savas feltárás előtt az ércet hőkezelték. Ekkor a pörkölés hatására dehidratálódó szilikátok szürhetősége az eredetinél valamivel jobb volt, de a nagy tömegű meddő njosása így sem volt mellőzhető. A hőkezelés továbbá ugyancsak egy további műveletet (anyagmozgatást, energia- és berendezés igényt) jelent. Az előbbiekben vázolt kis mangán-meddő arányból eredő elválasztási problémát gazdaságosan megoldani hagyományos eszközökkel nemigen lehet. Ezt ismerik fel azoknak az eljárásoknak a szerzői, akik nem az elválasztási probléma megoldásával próbálják a gazdaságosságot fokozni, hanem a melléktermékek hasznosítása révén. Ezek szerint a nagy mangántartalmú meddőt a szuszpenziós műtrágya komponenseként, vagy a mangán-karbonát gyártás véglúgját levéltrágyaként alkalmazzák. Több főtermék keletkezik tehát és ezek közül esetleg mennyiséget vagy értéket tekintve sem a mangán a legtöbb. Az eljárás gazdaságossága tehát több (mezőgazdasági) termék piaci viszonyaitól függ egyidejűleg, ezért igen érzékeny a szezonális - konjuktúrális változásokra. így ez nem tekinthető végleges megoldásnak. Találmányunk célkitűzése olyan eljárás kidolgozása, amellyel a kis mangántartalmú és ráadásul karbonátos, nehezen szűrhető mangánércek fémtartalma jó hatásfokkal és gazdaságossan kinyerhető. A találmány szerinti eljárásunkat az különbözteti meg ezen ismert megoldásoktól, hogy a feltáró reagenst, a savas H+ iont ioncserélő gyantán megkötött állapotban alkalmazzuk, valamint, hogy ebből adódóan az érc feltárása és a kilúgozott hasznos komponens ioncserés megkötése egyidejűleg, egyetlen technológiai lépésben történik meg, amit ioncserés lúgozásnak nevezünk. Ennek során - az ioncsere reakció sztöchíomelrikus volta miatt - minden egyes, a gyantán megkötődő fémion a feltáró reagens egy-egy ionját szorítja ki a gyantáról és juttatja oldatba; ami végülis az érc hasznos fémtartalmának teljes feltárását és egyidejű ioncserés megkötését eredményezi. A karbonátos mangánérc esetében a következő főreakció játszódik le: 2 RH + MnC03 -» R2Mn + C02 + H20 Az egyenletben az. „R” : I egyenértéknyi H+ ion megkötésére képes kationcserélő gyantái jelent. Eljárásunkkal 95 % feletti mangán kihozatal érhető el. A találmány szerint az őrölt ércek vizes szuszpenzióját a fcmturtalomra számolt legfeljebb 40 tömeg % feleslegben alkalmazott Hf-formájú kationcserélő gyantával reagáltatjuk legfeljebb 70 °C hőmérsékleten, adott esetben katalizátor jelenlétében - ami a kívánt fém sójának vizes oldata - a gyantán megkötött fémet a gyanta regenerálásával egyidejűleg eluáljuk. A fémek savas oldatából ismert módon mind a fémion, mind a fémoxidok előállíthatok adott esetben előzetes tisztítás, elválasztás után. A gyantán megkötött mangán, a meddőtől igen egyszerűen elválasztható. A meddő szemcsemérete ugyanis az előzetes őrlés, valamint a feltárás által okozott további aprózódás miatt legfeljebb 0,1 mm, a gyanta szemcsék átmérője pedig 0,3 — 1,2 mm közötti. Ezért a szétválasztásra egy 0,2 mm lyukbőségű szitát alkalmazunk. A fémtartalmú ioncserélő gyanta a szitán fennmarad, a meddőt pedig a gyanta szemcsék közül vízzel kimossuk. Eljárásunk szerint a meddővel távozó mangán veszteség csekély, mert egyrészt a feltárás hatásfoka igen jó, másrészt a meddőt nedvesítő oldat mar.gánkonccnlrációja alacsony, mindössze 3 • 20-4 móí/dm\ Ez a tény mind a gazdaságossági, mind környezetvédelmi szempontból igen jelentős. A hagyományos savas feltárási eljárásnál ez utóbbi eredmény a meddőt 5-6-szor mosva érhető csak el. A fémion! tartalmazó gyantát a továbbiakban ke-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
