196631. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbonátos mangánércek mangántartalmának kinyerésére
3 196 631 4 verös reaktorokban, vagy folyamatos ellenáramú ioncserélő berendezésben erős ásványi savval, előnyösen HCI-val kezeljük. Okkor az ioncserélő gyantát regeneráljuk, ugyanakkor a megkötött fémeket klorid alakban eluáljuk. A sósav alkalmazása regeneráló szerként több szempotból előnyös. Méréseink szerint a mangánforma kalioncscrélő gyanta sósavas regenerálási izotermája kedvezőbb, mint a kénsavas, vagy salétromsavas. A sósav illékonysága lehetővé teszi a sósav fölösleg egyszerű, desztillációs eltávolítását a regenerálás során nyert erősen savas sóoldatból. A mangánkloridot az ismert pirohidrolízises reakcióval 5- 600 °C-on viszonylag egyszerűen mangán-oxidokká alakítva a sósav visszanyerhető és körfolyamatban tartható: 6 MnCl2 + 6 H20 +02 -> 2 Mn304+ 12 HC1 Lehetőség van szilárd mangán-klorid kinyerésére is. E célból a sósavas cluálumot MnCl2. 4H2Ő összetételig bcpároljuk, mely oldat lehűlve teljes tömegében kikristályosodik. További előny, hogy sósavas klorid oldatokban mód nyílik az egyes fémionok klorokomplexeinek eltérő stabilitásán alapuló kémiai elválasztásokra. A hazai úrkúti karbonátos mangánérc feldolgozásánál az eluá tűm fő tömegében MnCl2-ot, kisebb mennyiségben CaCl2-ot, MgCl2-ot, FcClj-ot, COCl2- ot és ritkaföldfém kloridokat tartalmaz. Mint ismeretes, a ritkaföldfémek, a Ca2 + és a Mg2 + nem képeznek klorokomplexeket, a Mn2+ klorokomplexe igen kis stabilitású, a C02+ és különösen a Fe3+ viszont kifejezetten klorokomplexet képező ion. (Inczédy János: Ioncserélők analitikai alkalmazása. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1962.) Ioncserélő gyantaként bármely erősen savas gyanta alkalmazható. Előnyösen a Varion márkanevű sztiroí kopolimer-típusú gyantákat alkalmazzuk. Az eljárás során az ioncserélő gyantát sztöchiometrikus arányban, illetve előnyösen az érc feltárható fémtartalmára vonatkoztatva a szlöchiomctriku.shoz viszonyítva legfeljebb 40 tömeg % feleslegben alkalmazzuk. A mangánérc feltárása során a fémtartalomba az érc Fe3 + ion tartalmát nem számítjuk be. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy a találmány szerinti eljárás reakciósebessége meggyorsítható, ha a feltárandó érc és az ioncserélő gyanata szuszpenziójához 0,01 - 0,1 mól/1 koncentráció eléréséig kationokat tartalmazó katalizátor oldatot adagolunk. Az alkalmazott kation minősége nem kritikus, azonban a kétértékű fémionok hatásosabbak az egyértékűeknél és előnyösen a kívánt fém sójának oldata. Á karbonátos mangán érc feltárása során ez a katalizátor oldat célszerűen Mn2+ ionokat tartalmazó só oldat. Megfigyeltük, hogy ha a feltárás során Mn2 J ion katalizátort tartalmazó szuszpenziót alkalmazunk, a vizes mosóoldat mangán koncentrációja abban az esetben sem haladja meg 3.I0~4 mól/dm3 értéket, tehát a reakciósebesség növekedés nem vezet a mangánvesztcség növekedéséhez. A találmány szerinti eljárás reakcióideje szobahőmérsékleten 0,5 g/1 Mn2+ ion katalizátor alkalmazása mellett 60 perc, míg 45 °C-on 20 perc. A hőmérsékletet nem érdemes 70 *C fölé emelni, mivel ez már csak mérsékelt reakciósebesség növekedés eredményez, ugyanakkor pedig a hőveszteség számottevő mértékű lesz. A találmány tárgya eljárás karbonátos mangánércek ioncserés feltárása fémtartalmúk kinyerése céljából. A találmány szerinti eljárás előnyei a hagyományos eljárásokhoz képest a következők:- az ércet a szervetlen savas feltárást mellőzve közvetlenül reagáltatjuk az ioncserélő gyantával és így a feltárást és a dúsítást egy lépésben végezzük;- katalizátorral a reakciósebességet a szokásos ioncserés reakciók sebességéhez képest megnöveljük;- az ioncserés lúgzás során keletkező meddőt szuszpendáló folyadék elektrolit-koncentrációja alacsony, így a rémsó veszteség, illetve a környezet szenynyezése elkerülhető;- az eljárás során elválasztott meddő mangántartalma csekély, azonban az érc foszfortartalma a meddőben marad;- a találmány szerinti eljárással kinyert fémsók szilíciumiontól mentesek. Ez a hagyományos savas feltárással csak igen nehezen érhető cl. Az eljárással kinyert mangán-só kovasav mentessége viszont lényeges előny a Mn ferrit gyártása során A találmány szerinti eljárást az alábbi példák kapcsán mutatjuk be részletesen: /. példa 0,5 liter 25 °C-os vízben 50 g 21,7 tömeg % mangántartalmú 150 pm szemcsenagyság alattira őrölt úrkúti karbonátos mangánércet szuszpendálunk és hozzákeverünk 200 g 3,5 ekv/kg kapacitású H + - formájú 0,3 — 1,2 mm szemcseméretű varion KSM márkanevű, műgyanta-alapú, makropórusos kationcserélő gyantát. A reakcióelegyet propeller kevcrővel keverjük olyan ütemben, hogy éppen megakadályozzuk a gyanta ülepedését. 90 perc elteltével a reakcióelegyet 300 cm3 térfogatú szilára öntjük, melynek szürőfclülelc 200 pm lyukbösegü, 40 cm2 felületű szitaszövetből készült, majd 150 cm3 vízzel leöblítjük. így a szitán tiszta, mechanikai szennyezésektől, érc-maradzányoktó! mentse gyantát kapunk, mely a bemért érc mangántartalmának nagy részét tartalmazza. A szitán Iccsurgó meddőszuszpenzió tisztáját ülepités után újabb feltáráshoz használhatjuk, szuszpendáló folyadékként. A mangánkinyerés hatásfokának megállapítására az alábbi mérést végeztük el. A megfelelően kevert homogén kiindulási zagyból az ioncserélő gyanata hozzáadása előtt mintát vettünk és meghatároztuk a mangántartalmát. A feltárt zagy maradék mangántartalmát az ioncserélő gyanta eltávolítása után az előbbivel azonos térfogatú folyadékból szintén meghatároztuk. Ennek alapján kiszámoltuk a feltárás hatásfokát, amely az érc kénsavban oldható mangántartalmára vonatkoztatva: 96,0 %. A vaskihozatal: 4 %. A mcddö-szuszpcnziól megszűrtük és a szürletet analizáltuk. E szerint a szőriét, azaz a meddőt nedvesítő oldat Mn-tartalma: 3.I0-4 mól/dm3, pH-ja: 2,2. A fémtartalmú gyantát ezután öt keverős reaktorból álló kaszkádba töltöttük és 7 mól/dm3 kon5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
