200305. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a Bayer feltárásnál keletkező körfolyamati folyadékok tisztítására
1 2 HU 200305 B A találmány Bayer eljárásnál keletkező körfolyamat! folyadékok tisztítására alkalmas eljárásra vonatkozik. A találmány tárgya közelebbről megjelölve eljárás a Bayer eljárásnál keletkező körfolyamati folya- 5 dákokban lévő szerves szennyező anyagok eltávolítására vagy legalább mennyiségük csökkentésére. A timföldhidrátot (alumínium-trihidroxidot), számos alumínitimoxid alapú termék elővegyületét, így a fémalumíniumredukcióval történő előállításé- 10 ra szolgáló kalcináU alumíniumoxidot (timföldet), szokásosan alumíniumtartalmú ércekből, így bauxitból, állítják elő. A bauxit alumíniumoxid tartalmát általában a jól ismert Bayer eljárással nyerik ki, amely a bauxiInak magas hőmérsékleten és nyo- 15 máson való feltárását foglalja magában. A bauxit feltárása nátrium-aluminát-lúgot eredményez, amelyet általában „sűrűlúg'-nak aluminátlúgnak) neveznek, és amelyből az alumíniuoxidot kicsapással kapják, mégpedig rendszerint alumíniumoxid 20 oltókristályok segítségével. Bauxit a világ különböző tájain található és az ércek összetétele helyrőlhelyre változik. Számos bauxit tartalmaz szerves szennyező anyagokat és ezeket a szerves szennyező anyagokat együtt vonják ki az érc alumíniumoxid- 25 tartalmával a feltárás során, amelyek szennyezik a keletkező körfolyamati folyadékot. Az ércekben lévő szerves szennyező anyagok legtöbbje nagy molekulatömegű vegyületekből, így huminsavakból áll és ezek kisebb molekulatömegű vegyületekre bomla- 30 nak el a lúgos feltárási eljárás során, miközben szerves sók széles változata keletkezik a körfolyamati foyladékban. A körfolyamati folyadékban oldott szerves szennyező anyagok egy része színező vegyületekből, így tonnátokból áll, és ezért a sűrűlúg sö- 35 tétvörös színű. Mivel a Bayer eljárásnál a felhasznált lúgos folyadékot visszakeringtetik a feltárási lépcsőbe, azért a lúg szerves szennyező anyagtartalma folyton növekszik. A szerves szennyező anyagok felhalmozódása igen mags szintre emelkedhet és így 40 nagyon hátrányosan befolyásolja a tömföldhirátnak a gazdaságosságát és a hatásos termelését, amennyiben az ilyen felhalmozódást nem előzik meg vagy legalább nem szabályozzák. Mivel a szerves szennyező anyagok szintjének a 45 szabályozása a Bayer eljárásnál keletkező körfolyamati folyadékokban fontos szempont a timföldhidrát termelésénél, ezért számos módszert dolgoztak már ki a szerves szennyező anyagok szintjének szabályozására. A 4 046 855. számú USA-beli szaba- 50 dalmi leírásban ismertetett módszer szerint úgy lehet eltávolítani a zerves szennyező anyagokat a Bayer eljárásnál keletkező körfolyamati folyadékokból, hogy azokat olyan magnéziumvegyülettel érintkeztetik, amely magnézium- és alumínium- 55 hidroxidokból álló elegyet csap ki. A keletkező csapadék — a szabadalmi leírásban leírtak szerint — a szerves szennyező anyagok egy részét adszorpció vagy kemiszorpció útján el tudja távolítani. A magnéziumvegyület a Bayer eljárás bármelyik lépésé- 60 ben adagolható, így egyaránt előnyös a feltárás előtti hozzáadás és a feltárt szuszpenzióhoz történő adagolás. Jóllehet ez a módszer lehetővé teszi a szerves szennyező anyagok legalább egy részének az eltávolítását, a kicsapott hidroxidelegy képződése 65 azonban műveleti nehézségeket ok' A kicsapódott hidroxidelegy egyrészt tartalmaz alumíniumhidroxidot és emiatt alumíniumveszteség jelentkezik, másrészt a kicsapódott elegyet el kell különíteni a kezelt körfolyamati folyadék maradékától és ez további feldolgozási lépéseket követel és/vagy nagyon megnövekszik a vörösiszapmennyiség, amelyet el kell távolítani. A 3 101 629 számú USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett módszer szerint báriumtartalmú vegyületet adnak a Bayer eljárásnál keletkező körfolyamati folyadékhoz. A báriumvegyület báriumaluminátként kicsapódik és a kicsapott anyag szintén tartalmazhatja a körfolyamati folyadékban lévő szennyező anyagok sóit. Ahogy az előző szabadalom szerinti eljárásnál, úgy ennél az eljárásnál is, olyan vegyület csapódik ki, amelyet el kell távolítani a kezelt körfolyamati folyadékból. Ehhez ülepítőre és/vagy szűrőberendezésre, valamint további műveleti lépésekre van szükség. AZ eljárás szerint a kiszűrt báriumvegyület kinyerhető és kalcinálás után ismét felhasználható, de a bráiumsók jól ismert mérgező hatása nem kívánt környezeti és/vagy egészségügyi problémákat teremt, amelyek nem oldhatók meg tisztítással. A 4 215 094. számú USA-beli szabadalmi leírásban megadott módszer szerint rézzel katalizált nedves oxidációs úton oxidálják a szerves szennyező anyagokat és utána kéntartalmú vegyületet alkalmaznak a rézkatalizátor csapadékként való eltávolítására. Az oxidációt emelt hőmérsékleten és nyomáson végzik katalizátor és molekuláris oxigén jelenlétében. Ennek az eljárásnak számos hátránya van, így magas hőmérsékleten és nagy nyomáson kell végezni a feltárást, amely költséges nyomásálló edényt és jelentős mennyiségű energiát igényel. Ezenkívül a rézkatalizátort el kell távolítani a kezelt körfolyamati folyadékból a szennyeződés elkerülése érdekében. Az eltávolított rézszulfid tárolása környezeti és/vagy egészségi károsodást okozhat. A 4 275 042. számú USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett módszer szterint oldott nátriumoxalátot nyernek ki a Bayer eljárásnál kapott kimerült körfolyamati folyadékból olymódon, hogy kationos kivonóanyagot adnak fáradtlúghoz. A kationos kivonóanyag, amely előnyösen valamely kvatemer nitrogénvegyület, amely hosszú láncú alkilcsoportokat és egy kationtöltést tartalmaz, oldhatatlan terméket alkot a huminsav-vegyületekkel, amelyek jelen vannak a körfolyamati folyadékban, így destabüizálják a fáradtlúgot a nátriumoxalát tekintetében. A destabilizálás lehetővé teszi az oxalát szennyező anyag egy részének a kicsapását. Jóllehet a 4 275 041. számú USA-beli szabadalmi leírásban, ismertetett módszerrel lehetővé válik a körfolyamati folyadék szerves szennyező anyaga egy részének az eltávolítása, de a kivonóanyag-huminsavtermék olajos iszapot alkot a fáradtlúg felületén és nem távolítható el egykönnyen a fáradtlúgból. Az olajos rétegnek a. fáradtlúg felületéről való eltávolítása nem végezhető el hagyományos szűréssel. Ezt csak erre a célra szerkesztett különleges készülékkel lehet eltávolítani vagy olyan szűrési módszerrel lehet kinyerni, amely képes szétosztani azt félkolloid felületi rétegekre. Ebből 2
