158036. lajstromszámú szabadalom • Eljárás savas instabil kovasavszol előállítására ioncserélők segítségével
158036 3 • 4 tára kb. 90 g/literre tehető és a folyamat közben a képződött szolok ioncserélökre kifejtett koptató hatásával is számolni kell. Műszaki szempontból emellett nehezen oldható meg nagyobb méretű ipari berendezések esetén az ioncserélő ágy egyenletes mozgatása, és egyidejűleg a bevitt vízüveg pontos elkeverése is nehézséggel jár. Az ioncserélők segítségével kivitelezett összes ismert kovasavszol előállítási folyamat hátrányaként szolgál, hogy regeneráló szerekből viszonylag nagyobb mennyiséget igényel, főként a kationcserélők regenerálásához szükséges nagyobb savmennyiség. A gyengén savas kovasavszolok közismert módon instabil kolloid oldatok, amelyek meghatározott idő eltelte után gélesednek és az úgynevezett hidrogéllé alakulnak át. Ez a gélesedési jelenség az összes kovasavgélnél fennáll, tekintet nélkül iarra, mely eljárással készült és csakis akkor küszöbölhető ki, ha bizonyos stabilizálási műveleteket alkalmaznak. A viszonylagos stabilitási idő mértéke a szol Si02-koncentrációján és hőmérsékletén kívül főként a szól pH-értéktől függ. A 4,5—7 közötti pH-tartományban néhány perctől a másodperc törtrészéig terjedő stabilitási időkkel lehet számolni. Ezek a stabilitási időértékek a kovasavgélek további feldolgozását lehetetlenné teszik, így ipari eljárásoknál kerülendők. Ezt kedvező módon úgy lehet elérni, hogy az alkáliszilikátot egy gyengén savas reakcióoldatba adagolják be, mint pl. ezt a műveletet az utóbbi ismert eljárásnál leírtuk. A találmány célkitűzése olyan eljárás kidolgozása, amelynek segítségével magas SiC>2-tartalmú, gyengén savanyú instabil kovasavszolokat lehet előállítani, emellett az ioncserélők, főként a kationcserélők, regenerálása az eddigieknél gazdaságosabban végezhető el. A kitűzött feladat megoldása során azt találtuk, hogy savanyú instabil kovasavszoiök ioncserélők segítségével akként állíthatók elő, ha a folyamat során az eddigi eljárásokban szükségessé vált vízüveg felhígítást messzemenő módon kiküszöböljük, az ioncserélőket állóágyban egyszerű elrendezésben alkalmazzuk és ezáltal a regenerálószerekben is nagymértékű megtakarítást érünk el. A találmány szerinti, ioncserélők segítségével savas instabil kovasavszolok előállítását célzó eljárás azzal jellemezhető, hogy a reakcióoldatot az ioncserélőkön és a keverőberendezésen keresztül körfolyamatban vezetjük, és a keverőberendezásben a reakcióoldatot alkáliszilikátoldat hozzáadásával töményítjük. Az ioncserélőket a szokásos oszlopokban lefolytatott eljáráshoz hasonlóan állóágyban alkalmazzuk. A reakcióoldat az ioncserélő reakció kezdetén híg savból, gyengén savanyú híg kovasavszolból vagy sómentes vízből áll. Az előkészített oldattói függ az előállítandó szol elérhető tulajdonsága is. Ha pl. célszerű módon technikai minőségű kova&avgél elkészítésére alkalmas kovasavszol előállítását célozzuk, akkor valamely gyenge savat vagy gyengén savanyú híg kovasavszolt készítünk elő. Gyengén savas kovasavszolból indulunk ki célszerűen akkor is, ha magas Si02 tartalmú kovasavszol előállítása szükséges. Az utóbbi módszerrel 20° o-ig terjedő Si02 koncentráció érhető el. Amennyiben nagytisztaságú kovasavszol előállítása szükséges, akkor célszerűen „reakcióoldatként" sómentes vizet készítünk elő. A reakció közben a reakcióoldat kovasavszolból áll, amelynek Si02 -tartalmát folyamatosan alkáliszilikát hozzáadással és ezt követő kationeltávolítással töményítjük. A reakcióoldatot vákuum alatt, vagy túlnyomáson vezetjük az ioncserélőkön keresztül, azonban a szabad átfolyatás nyomás alkalmazása nélkül is lehetséges. Az ioncsere reakció kezdetén nem feltétlenül döntő az, hogy az ioncserélőket a folyadék teljesen elfedje. A folyadék körfolyamatban való vezetése azonban feltétlenül szükséges. Csak az ioncsere reakció végén bizonyult előnyösnek az, hogy az oszlopokban a folyadéknívót az ioncsérélőkkel azonosra állítjuk be. Az ezáltal elérhető egyenletes folyadékáramlással az ioncserélők kapacitása jobban kihasználható. Az ioncserélő berendezés legegyszerűbb esetben egy kationcserélő oszlopból áll, amelyet az 1. ábrán szemléltetünk. Nagytisztaságú kovasavszol előállításánál az anionok eltávolítása is szükségessé válik, így a körfolyamatba a 2. ábrán látható módon anioncserélőket és további kationcserélőket is bekapcsolunk. Az 1. és 2. ábrán szereplő jelölések jelentése a következő: 1. tárolóedény a szol részére 2 tárolóedény az alkáliszilikát részére 3 keverőberendezés ' 4 kationcserélőoszlop 5 szivattyú . 6 anioncserélőoszlop. Az ioncserélőoszlopokról elkülönített keverőberendezésben adagoljuk a körfolyamatban levő reakcióé V.it tömén yítéséhez szükséges alkáliszilikátot. A bekeverés közben az alábbiakban felsorolt tényezőket keli számításba venni ahhoz, hogy a kritikus pH-tartomány elérése, illetve túllépése elkerülhető legyen: Az alkáliszilikát adagolást a keverőberendezévből távozó kovasavszol pH-értékétől függően szabályozzuk. A beadagolt alkáliszilikátot a körfolyamatban levő kovasavszol oldattal jól elkeverjük, hogy a helyi pH-értá'k túllépések elkerülhetők legyenek. 10 15 20 25 oO 35 40 45 50 55 60 .2 /
