184279. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vasmaratásnél melléktermékként keletkező pácoldatok hasznosítására
1 184 279 2 A találmány eljárás, és az acélok maratásánál keletkező pácoldatok hasznosítására vonatkozik - azzal jellemezve, hogy közömbösítés után — Ca(N03)2 és Mg(N03)2 oldatok elegyével első lépcsőben gipszet állítunk elő, majd salétromsavval történő kezelés után az oldatból — ammónia-gáz vagy ammónium-hidroxid bevezetése révén keletkező ferrihidroxidot szűrés révén elkülönítjük, majd a szűrlet, amely ammónium-magnéziumnitrát tartalmú oldat, bepárlással sókeveréket eredményez. A vas és egyéb fémek feldolgozása során nyert félkész gyártmányok felületét — további feldolgozás előtt — minden szennyeződéstől meg kell szabadítani. A felületek teljes megtisztítása leggyakrabban savakkal történik, és ennek folyamán nemcsak a felületen tapadó oxid, reve stb. kerül eltávolításra, hanem a sav a félgyártmány felületét is megtámadja. A maratásnál felhasznált savakat, ezek keverékeit, esetleg hozzáadott elektrolitokat és más anyagokat pácoknak nevezik. A vas maratását alkalmazzák drót- es lemezhengerlésnél, horganyozásnál és ónozásnál, zománcozásnái, bádogedény gyártásnál stb. A vasfelületek maratásánál általában kénsavat, néha sósavat vagy salétromsavat, vagy ezek elegyeit használják. A kénsavas pácolás magas, de 80 °C-on aluli hőmérsékleten megy végbe. A pác kénsavtartalma kezdetben 10—20 súly%, s ez a pácolás során 2—7%-ra csökken le. Ha a savtartalom lecsökken, úgy utána töltenek, „élesítik” a pácot. Ennek következtében a pác oldott vassótartalma egyre növekszik; régen 2—300 g/l-nél vélték a megengedett határt, újabban savmegtakarítás érdekében 5—600 g/1 mennyiséget is megengednek. A pácoldatok hasznosításának hazai gondjai jelentősek. A kihasznált pácoldatok vízfolyásokba, vagy kisebb vízhozamú csatornákba való vezetése sem a savtartalom, sem a fémsótartalom miatt nem kívánatos. Semlegesítés nélkül a vízfolyásokba bevezetett marató pácok lehetetlenné teszik a vízfolyás mellé települt ipari üzemek vízellátását, főleg a cellulóz- és textiliparét, továbbá nagy mennyiségű fekete színű vasszulfidos fenékiszap keletkezését eredményezik. A vízfolyás halállománya a sav hatására elvándorol, vagy kipusztul. A környezetszennyező hatások csökkentésére legegyszerűbb esetben oltott-meszes közömbösítést alkalmaznak, amelynek eredményeképpen oldhatatlan csapadék keletkezik. A kimerült maratópácok semlegesítése során úgy a pácban maradó sav, mint az oldatban levő vasszulfát veszendőbe megy Ezt a tekintélyes értéket mindenképpen célszerű n\egmenteni. Jelentős előrelépésnek tekinthető a 169 344 számú Dr, Kerti József és társai magyar szabadalmi leírása, amely szerint a megtisztított vasszulfát oldatból elektrolízis révén vasport és kénsavat nyernek vissza. A Dunai Vasműben fagyasztásos módszerrel FeSO,t. 7H2 O kristályos anyagot nyernek vissza a páclevek egy részéből. A vasmaratásos eljárást szerte a világon alkalmazzák és kénsav felhasználása esetén a kimerült pácoldatban melléktermékként mindenütt nagy mennyiségű vasszulfát keletkezik. Hazai üzemeinkben — Borsodnádasdon, Salgótarjánban, Csepelen és Dunaújvárosban — ez a vasszulfát több tízezer tonnás nagyságrendben jön létre. Ez idő szerint ennek az anyagnak az értékesítése lényegében megoldatlan, hiszen a keletkező melléktermékek 80-85%-át felhasználatlanul részben vízfolyásokba engedik, részben - semlegesítés után - hányóra kerül. Hasonló problémákkal küzd a szocialista országok ipara is. A Lengyel Népköztársaságban például Nova Hu- 5 ta vaslemezpácoló üzemében kb. évi 30 000 tonna vasszulfátnak megfelelő pácoldat keletkezik, amelynek mintegy 90%-át költséges közömbösítés után a Visztulába folyatják. Az NDK-ban a vasszulfátos pácoldatot erre a célra kialakított hajókon elszállítják, és a tengerbe ön- 10 tik. Az előzetes felmérések alapján a szomszédos Csehszlovákia sem hasznosítja a vasszulfátot. Szakirodalmi utalások szerint az NSZK-ban és Franciaországban a keletkező pácoldat nagy részét közömbösítik és hányóra szállítják. 15 Már fellelhetők azonban azok a legújabb technikai megoldások, melyek páclevekből hasznos termék kinyerését célozzák. Ilyennek kell tekinteni a 525 625 sz. (CH 01, G 49/10) szovjet szabadalmi leírást, amely 1976-ban lett benyújtva. A leírás szerint a páclevet 20 CaCl2 -vei kezelik - gipsz keletkezik és a szűrletet elektrolizálják. Hasonló célzatú eljárást javasolnak a 4 137 292. sz. USA szabadalmi leírásban, amely szerint mészkőporral semlegesítik a páclevet, majd levegőfuvatással vasoxidot hoznak létre és a szűrletből szárítás után 25 mágnessel különítik el a vasoxidot a gipszből. Hasonló megoldás szerepel lényegében a 7 385 494 sz. japán szabadalmi leírásban, amely szerint mészkővel semlegesítik a pácoldatot és a szűrlet lúgosításával csapatják le a vashidroxidot — melyet pörkölve használnak fel. 30 A 993 115 sz. angol szabadalmi leírás szerint lényegében CaCl2-vel kezelik a pácoldatot és gipsz keletkezése közben FeCl2 tartalmú oldat képződik — a gipsztől elválasztott 350°C-on pirolizálják és így Fe203-t, valamint HCl-t állítanak elő. 35 Találmány szerinti eljárásunkkal lehetőség nyűik a kénsavas vasmaratásnál melléktermékként képződő kihasznált pácoldat vasszulfáttartalmának értékesítésére. A találmány szerinti eljárás hatékonyságát jellemzi, hogy a kihasznált pácoldatban eddig veszendőbe menő 40 fémet és szulfátgyököt teljes mértékben hasznosítja úgy, hogy szennyvíz egyáltalán nem keletkezik. Eljárásunk szerint akihasznált pácoldatból három,jól értékesíthető terméket tudunk előállítani:- lecsapott gipszet (calcium sulfuricum praecipitatum); 45 — technikai tisztaságú ferrihidroxidot (amelyet víztisztításnál derítőanyagként, ill. festék- és gumigyártásban pigmentként alkalmaznak);- magnéziumnitrátot tartalmazó ammóniumnitrátot (amely fontos műtrágya). 50 Értékelve a legjelentősebb felsorolt szabadalmat megállapítható a következő: — Kerti József megoldása műszakilag jó, azonban vasport ilyen módon előállítani igen költséges - drága eljárás, 55 - az 525 625 sz. szovjet leírás termékei így a gipsz és vaspor együtt kedvezőnek látszik gazdaságilag - azonban apparativ ;gen költséges és jelentős zavarokat okoz, hogy az egyensúlyi viszonyok nem vagy csak igen nehezen kézbentarthatók, 60 — a 4 137 292 sz. USA szabadalmi leírás szerinti nem látszik jó megoldásnak, mert a mágneses szétválasztással tiszta terméket nem lehet nyerni — a szennyezettnek értéke pedig jelentéktelen, — a 7 385 494 sz. japán megoldásra hasonló észrevéte- 65 leink vannak, mint az előző USA szabadalomnál, 2
