146725. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilikátdús, lúgos cellulóze-szennylúgokból a kovasav folyamatos eltávolítására
2 146.725 a szénsavtartalmú gázoknak folyamatos benyomása mellett a reakció teljes bekövetkezéséig 9,7—10,0 pH-értékre való besavazás mellett egy ideig keverjük, majd egy ülepítőtartályba vezetjük és tovább dolgozzuk fel. A találmány további ismérveit a leírásban közöljük. A találmány abból áll, hogy a feketelúgban (szennyiúgban) egy kolloid rendszer keletkezik, melynek egyik komponense a nátriumszilikát és erre kolloidmegszüntető elektrolitokat előnyösen könnyen oldható .magnéziumvegyületeket, mint a magnéziurnklorid és magnéziumszulfát, amelyeknek a kovasavhoz különösen nagy affinitásuk van, engedünk hatni. A találmány előzetes kísérleti kutatásai egyáltalán nem adtak előrelátható ismereteket arra nézve, hogy a magnéziumsók először a nátriumszilikáttal reagálnak-e és nem a szerves anyagokkal, amelyek emellett nagy tömegben vannak jelen. A feketelúg (szennylúg) pH-értéke a Mg-sófc hozzáadása által csak kismértékű csökkenést szenved s ezért a szerves lúg-alkotórészek kicsapódásának a veszélye is a szénsavas kicsapással szemben sokkal kisebb. A keletkezett kovasavüledékek a szénsavval nyerttel összehasonlítva, jelentősen kedvezőbb tulajdonságokat mutatnak, sokkal gyorsabban ülepednek, könnyebben szűrődnek és technikailag jelentősen egyszerűbben állíthatók elő, úgyhogy tulajdonképpen a jelen találmány által vált lehetővé először a folyamatosan működő és járható kovasavtalanítás. Ezt az állításunkat egy példával bizonyítjuk. 1. Kiviteli példa: Egy nádfeltárás 500 ml-nyi feketelúgjához (szennylúgjához), amely 5,6 g/l SI02 -t és 118,8 g/l összes-szárazanyagot tartalmaz, 80—90 C°-on 10%-os oldat alakjában 0,61 g Mg S04-at keverés mellett óvatosan hozzáosepegtetünk. Alapos összekeverés után a próbát egy fokókra osztott, tölcsér formájú mérőhengerbe öntjük és ülepedni hagyjuk. 10 perc múlva a lúgból 150 ml Si02 iszap válik le, amely 1,425 g Si02-t tartalmaz, ami 2,85 g/l SÍO2 ko'vasavtalanító hatásnák felel meg. SiC>2/MgO-ban kifejezve ez 4,67 értéket jelent. A csapadék felett álló folyadék, amely a kovasavtól 51%-ban mentes, dekantálás és szűrés által a kovasavtól könnyen elválasztható. Ezen eljárási móddal szemben, ha 500 ml forró feketelúgba (szennylúgba) mintegy 9,9 pH-érték mellett CC>2-ot vezetünk be, ami kb. megfelel a technika jelenlegi állásának, 10 perc múlva még egészen kevés üledék sem képződik, hanem az egész: lúgtérfogat gél jelleget vesz fel és ennek következtében egyáltalán nem szűrhető. 35 perc múlva a gél térfogata 400 ml-re csökken és először csak 6 óra múlva éri el a fent leírt próba ülepedési hatását. A találmány szerinti kovasavtalánítási eljárás elve feltehetően a kolloidok elektrolit-kicsapódásán alapszik, mivel úgy látszik, hogy a magnézium ion a kovasavhoz különleges affinitással viseltetik. Hasonló valószínűséggel a Mg-sókovasav kicsapódást úgy is lehet magyarázni, hogy a magnéziumsó hozzáadására vagy belőle a feketelúgban keletkező vegyületek a jelenlevő kovasavval poliszilikát-típusú komplexekké állnak össze, amelynél a kémiai kötések mellett adszorptív erők is hathatnak. A hozzáadott Mg-mennyiség a csapadékban teljesen megtalálható. Általában ehhez még hozzátehető, hogy a fenti kovasavtalánítási hatás növekvő Mg-sóadagolással még javítható és hogy az 1. kiviteli példa esetén a MgSO.i-adagnak 1,22 gA-ről 1,83 g/l-re való emelése a kovasavtalánítási hatásnak 2,85 g/l-ről 3,55 g/l-re való javulását és ezáltal 63%-os Si02 eltávolítást eredményezi. A kivált kovasavmennyiségeknek emelkedése ebben az esetben a növekvő Mg-sóadagokkal közelítően lineáris és Si02 /MgO-ben kifejezve 4,5 és 5,0 között levő hányadossal jellemezhető. Tanácsos, hogy a lecsapott kovasav elválasztásánál a szűrés alkalmával az abszorbeált. lúgalkatrészek eltávolításához szükséges mosás lehetőleg kevés vízzel történjék, mivel a kovasavcsapadék a vízben jelentős oldhatósággal rendelkezik. így pl. laboratóriumi kísérleti keretekben 150 ml víz alkalmazásánál 820 mg Si02 volt az SiOv-tartalom, miközben 500 ml vízzel történő mosásnál csak 470 mg SÍO2 maradt vissza, 350 ml víz tehát 350 g Si02 -t oldott fel. Ez ennek ellenére nem az: eljárásnak egy speciális hátránya, hanem az Si02 géleknek egy általános tulajdonsága és a szónsavas eljárásnál éppen úgy fellép. Mint további okot érdemes felemlíteni, hogy a feketelúgnak növekvő Si02 -tartalmával a kicsapr ható kovasavmennyiség is emelkedik. Ügy találtuk, hogy 2,7 g Si02 /1 tartalomnál 1 g MgO 2,75 g Si02 -t csapott ki, miközben egy 5,6 g/l Si0 2 -os lúgnál az arány l:4,78-ra emelkedett. Tehát az optimális kovasavtalánítási hatás kérdésére csak a lúgösszététel ismeretében tudunk válaszolni. Az aktív lúg említésre méltó vesztesége a gyakorlatban használt adalékok mellett nem állapítható meg, hasonlóképp a szervasanyagok nagyobb veszteségétől sem kell tartani. A leválasztás közben az iszap rövid ideig tartó mosása mindkét anyag rátapadó maradékait könnyen eltávolítja. A gazdaságos viszonyok utáni törekvést szolgálja a felhasznált magnézium visszanyerése és a gyakorlatban egy Mg-körfolyamat megvalósítása. Ez legegyszerűbben úgy történik, hogy a leszívott kovasaviszapot forró hígított ásványi savba viszszük, mégpedig a teljes átalakítás végett. Ezáltal az iszap Mg-része oldatba kerül és szűrés után rögtön ismét a kovasavtalanításhoz: felhasználható, miközben ezzel egyidejűleg egy meglehetősen tiszta sziliciumdioxid csapódik ki, ami számtalan felhasználási célra alkalmazható. Ajánlatos előnyösen MgS04-al dolgozni és következésképpen H2 SC>4-al regenerálni, mivel a MgCI 2 a Na 2 Si03-mal történő reakciónál keletkező. NaCl miatt néha az olvadékban komplikációkhoz vezethet. A kísérletek folyamán még az eljárásnak egy további fontos változata adódott, amennyiben ugyanis azt találtuk, hogy a találmány szerinti Mg-só adalékok természetesein csekély mennyiségben a bevezetőben említett kovasavas eljárásnál is az ezáltal leválasztott kovasavgéleknek olyan tulajdonságokat kölcsönöznek, amelyek egy egy-
