144398. lajstromszámú szabadalom • Ioncserélő eljárás glaukonittal

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.398. SZÁM 85. b. OSZTÁLY — LI—81. ALAPSZÁM Ioncserélő eljárás glaukonittal Bejelentő: ELTE Kémiai Technológiai Tanszék Feltaláló: Libor Oszkár és Gerecs Árpád Bejelentés napja: 1955. dec. 17. Ismeretes, hogy a glaukonit (zöldhomok, K, Al, Mg, Fe, hidroszilikát) ioncserélő tulajdonságait vízlágyításra is fel lehet használni és számos irodalmi utalás található ilyen irányú alkalmazására (pl.: G. C. Baker, Jour. Am. Water Works Assoc. 11 [1924] 128—49.). Az is ismeretes, hogy a glaukonit ioncsere folyamán kis mértékben dezintegrálódik (U. S. Patent 1624711, Chem. Abs. 21. [1927] 1862) és a dezintegrálódás következtében leszakadó finom szemcsés részek igen rosszul ülepedő és csak külön műveletben eltávolítható szuszpenziót eredményeznek. Ennek a hátránynak kiküszöbölésére több eljárást dolgoztak ki, melyek mindegyike a glaukonitnak különböző módon történő előkezelését írja elő (pl.: A. S. Behrman and W. H. Green, Canadian Pat. 258822, March 1926.). A magyarországi glaukonittal végzett kísérleteink során azt találtuk, hogy az igen előnyösen használható vízlágyításra a dezintegrálódás következtében mutatkozó hátrányok nélkül oly módon, hogy függőleges glaukonit-oszlopba alulról vezetve a lágyítandó vizet, az áramlási sebesség megfelelő beállításával lebegésben tartjuk a glaukonit-oszlopot. Ily módon eljárva egyrészt a lágyított víz kristálytiszta, másrészt ugyanolyan mennyiségű glaukonittal több víz lágyítható meg teljesen, mint nyugvó oszlopban. Előnyösen alkalmaztunk olyan 1600—2500 DIN-szabvány szerinti szitafrakciót a glaukonitból, amit még vízzel végrehajtott ülepítéssel dúsítottuk és utána 10%-os konyhasóoldattal Na-glaukonittá alakítottunk át. Használható ennél finomabb, vagy durvább szitafrakció is, amikor a lágyítandó víz áramlási sebességét a szemcsefinomsághoz mérten kell megvalósítani, hogy a glaukonit-oszlopot lebegő állapotba hozzuk. A lágyítás során kimerült glaukonitot ugyancsak lebegtetett állapotban regenerálhatjuk 10%os konyhasóoldattal, majd ugyanígy vizes mosással eltávolítva a fölösleges konyhasót, a glaukonit eredeti kapacitással újra használható. A jelen bejelentésünkben szereplő eljárás, mind a glaukonit szemcsenagysága, mind pedig az ezzel összhangba hozott áramlási sebesség tekintetében tág határok között változtatható. Előnyösen alkalmazható továbbá ugyanilyen módon végrehajtott ioncsere a vízlágyításon túlmenően más kationokra is, vagy olyan esetben is, amikor glaukonittal kationcserével megköthető anyagokat akarunk vizes oszlopból kivonni. Példa Bakonybéli glaukonitos kőzet őrleményéből kiválasztjuk az 1600—2500-as DIN-szabvány szerinti szitafrakciót, majd ezt vízzel végrehajtott frakcionált ülepítéssel megtisztítjuk a könnyen lebegő részektől. Ily módon eljárva túlnyomórészben a glaukonit kísérő szennyezései különülnek el. Adott esetben híg savval, pl. híg sósavval tovább dúsítható az iszapolt őrlemény. A dúsított terméket 10%-os konyhasóoldattal feliszapolva Na-glaukonittá alakítjuk át, majd desztillált vízzel mossuk. Az elkészített Na-glaukonitból szárazanyagra számított 100 g-ot 20—22 mm belső átmérőjű, 80—90 cm magas csőbe helyezzük, melynek alján zsugorított üvegszűrő van. Az oszlopon alulról 50—80 ml/perc áramlási sebességgel 13—14° keménységű csapvizet áramoltatunk át. Így a csőben lebegtetett állapotban levő glaukonit a cső magasságának kb. %-át tölti ki. Az oszlop kimerülése után azt 10%-os konyhasóoldattal regeneráljuk, majd desztillált vízzel mossuk és újra használjuk. Az első lágyítási ciklusban a ciklus elején a legfinomabb szemcsék még eltávoznak az elfolyó vízzel, de később és az egymásutáni regenerálások után már végig teljesen tiszta víz folyik át. Szárazanyagként számított 100 g glaukonit a fentiekben leírt módon alkalmazva átlagosan 2700 ml 13—14-es keménységű vizet lágyított meg teljesen egy-egy lágyítási ciklusban, amikoris a ciklusok elején 20—30 ml, részben lágyított víz folyik el. A 2700 ml víz 3,50 g CaO-ban kifejezett kapacitásnak felel meg 1000 g száraz glaukonitra vonatkoztatva. Ugyanakkor nyugvó glaukónit-oszlopban átlagosan csak 1500 ml 13—14-es keménységű víz lágyítható meg teljesen, ami 2,10 g CaO/1000 g glaukonit-kapacitásnak felel meg. A kísérletekhez használt szemcseméretű egyéb előfordulású glaukonit is alkalmas az eljárás szerinti vízlágyításra.