190826. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vas-klorid- és réz-klorid-tartalmú maratóoldatok tisztítására
1 190 826 2 lönböző sebességgel vezetünk be az elektrolizáló cellába, és ha az atomos klór által átjárható porózus anóddal dolgozunk. A fent megadott körülmények között, vagyis ha a kétértékű vasionokat különböző sebességgel vezetjük az anód felületére az elektródok közötti térben, illetve az anód mögötti térben, az atomos klór átdiffundál az anódon és reagál a maratóoldattal az anód mögötti térben. A találmány szerinti regeneráló eljárás foganatosításához nincs szükség elválasztó diafragmára az elektrolizáló cellában, sem annak tömítésére, sem külön csővezetékre a klór számára, sem speciális szorpciós szerre a gáz formájú klór fejlődésének elmaradása miatt, ami egyszerűsíti a folyamathoz szükséges berendezés konstruktív kialakítását. Az atomos klór által átjárható anyagból, például grafitozott filcből készített anód használata lehetővé teszi, hogy a regenerálást 10-40 A/dm2 áramsűrüség mellett végezzük klórgáz fejlődése nélkül. Ha a maratóoldat regenerálását 10 A/dm2 áramsürűségnél kisebb áramsűrűséggel végezzük, a fémréz tekintetében az áramkihasználás csökkenését figyelhetjük meg, míg 40 A/dm2 áramsürüségnél nagyobb áramsűrűség alkalmazása esetén bekövetkezhet a réz poralakban történő kiválása a katódon és klórgáz fejlődése az anódon, ami nem kívánatos. A 10-40 A/dm2 közötti áramsűrüség alkalmazása lehetővé teszi a folyamat teljsítményének növelését a katódon kinyert réz tekintetében. Annak érdekében, hogy a katódréz egységes csapadék formájában váljon le, célszerűen a következő összetételű vas-klorid-réz-klorid maratóoldatot regeneráljuk: réz(II)-klorid 150-350 g/1 vas(IIl)-kIorid 20-200 g/1 vas(II)-klorid 10-50 g/1 kálium-klorid 100-250 g/1 sósav 20-60 g/1 hidrogén-cianid és etilénoxid reakció termékének lepárlási maradéka 2-60 g/1 lignin-szulfonát 1-3 g/1 A réz(II)-klorid, vas(III)-klorid és a káliumklorid mennyiségének felső határát vízoldékonyságuk, alsó határát a nyomólapok nagy maratási sebességéhez szükséges mennyiség határozza meg. Ha a sósav mennyisége kevesebb mint 20 g/1, akkor hidrolízis miatt az oldatban szilárd réz- vagy vassók válhatnak ki, ami a nyomólapon kialakított rezisztens bevonat mechanikai károsodását eredményezheti. A sósav koncentrációjának növelése 60 g/1 fölé illékonysága és környezetszennyező hatása miatt nem ajánlatos. Az oldat fent megadott első négy komponensének koncentrációját a maratási folyamat, annak sebessége és a kapott nyomólap minősége határozza meg, míg a két utolsó komponens jelenléte az oldatban a rézcsapadék egységes leválását biztosítja a katódon, noha a maratási folyamatot is befolyásolja. A katódréz egységes csapadék formájában történő előállítása lehetővé teszi, hogy elkerüljük külön berendezés alkalmazását a por alakú réz eltávolítására, valamint a rézpor mosására, ami jelentősen egyszerűsíti a folyamathoz szükséges berendezést, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 továbbá az oldat komponenseinek alkalmazása csökkenti a távozó szennyvíz szennyezőanyagtartalmát. A katódon egységes csapadék formájában leváló réz a galvanotechnikában anódként felhasználható. A réz egységes csapadék formájában történő leválását biztosító egyik komponens a hidrogéncianid és etilénoxid reakció termékének lepárlási maradéka. Ez a következő komponensekből áll:- víz,- két értékű glikolok és poliglikolok,- nagy molekulájú alkoholok,- polietilén-hidrát,- aminosavak és sói,- nitrogéntartalmú polietilén-oxidok,- ß,P-dicián-dietil-éter. Ez az anyag egy sűrű folyadék sötétbarna színnel, melynek fajlagos sűrűsége 1,197 g/cm3 és egy bonyolult szerves vegyületet képez, melynek pontos összetétele és kémiai képlete ismeretlen. Elektrolitok oldatában nagy nedvesítő hatással rendelkező kationaktív vegyületként viselkedik. A hidrogén-cianid és etilénoxid közötti reakció termékének lepárlási maradéka az akrilsav gyártásának mellékterméke az úgynevezett kénsavas eljárásnál. A hidrogén-cianidot és az etilénoxidot 1 : 1,4 mólarányban reagáltatják 60-70 °C hőmérsékleten légkörinél kisebb nyomáson. A lepárlást 75-125 °C hőmérsékleten és 60 Hgmm maradék nyomáson végzik. Az oldat második komponense, amely a réz egységes csapadék formájában történő leválását biztosítja, a cellulóz- és papírgyártás mellékterméke, a lignin-szulfonát kálcium-, nátrium- vagy ammóniumsóinak keveréke, melyet biokémiai kezeléssel megszabadítottak a cukortól, szerves savaktól és egyéb szerves vegyületektől. Ez az anyag egy sötétbarna színű sűrű folyadék, amely kationaktív vegyületként viselkedik és pontos összetétele ismeretlen. A hozzáadott komponensek mennyiségének alsó határát az az igény szabja meg, hogy a réz 10-40 A/dm2 áramsűrűség mellett egységes csapadék formájában váljon le a katódon, és a felső határt az az igény, hogy az előállítandó nyomólap tekintetében optimális maratási sebességet és jó tulajdonságokat biztosítsunk. A fémréz leválásának nagy sebessége következtében a regenerálást és a maratást egy egységes technológiai ciklusban végezzük. A folyamat egységes munkaciklusban történő megvalósítása lehetővé teszi, hogy a maratóoldat összetételét állandó értékeken tartsuk, ami a folyamat automatizálását és szennyvíz elvezetésének elkerülését biztosítja. A találmány szerinti eljárást a vas-klorid-réz-klorid maratóoldat regenerálására az 548 051 számú szovjet szerzői tanúsítmányban ismertetett eljárással hasonlítottuk össze. A két eljárás technikaiökonómiai jellemzőit az I. táblázatban foglaltuk össze. 4
