198758. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gumiipari aktivátorként használható aktív cinkoxid cinkkarbonát tartalmú cinkiszapból történő előállítására
5 HU 198758 B 6 nét bomlási hőmérsékletét. Az alagútkemencében a kocsik előrehaladási sebessége függ az égetés hőmérsékletétől és az égetőtér hoszszától, elsősorban gazdasági megfontolások alapján célszerű az 550-600 °C közötti hőmérséklet-tartomány, amikor is az áthaladás időtartama 0,5-1,0 óra között van. A folyamat paramétereinek pontos és helyes megválasztása - arai mindig az adott berendezés függvénye - gazdaságos üzemvitel mellett jól kiizzitott anyagot eredményez, mintegy 3-6 t%-os izzitási veszteséggel, ami megegyezik a vonatkozó Bayer-katalógusban jelzett százalékos értékkel. A tálcák anyagát természetesen úgy kell megválasztani, hogy az égetési hómérsé'kleten a benne levő anyagot sem mechanikai úton, sem a szilárd fázisban létrejövő kémiai reakció következményeképpen ne szennyezze; emellett a tálcák megfelelő szilárdsággal kell hogy rendelkezzenek; deformálódniok nem szabad, és a lehető legkisebb holt tömeget kell jelenteniük a felhevités szempontjából. Ismeretes, hogy a gumiiparban az aktív cinkoxidot a kaucsuk vulkanizálásához gyorsító aktivótorként használják. A találmány értelmében a kiindulási termék bázikus cinkkarbonát, amelynek megfelelő - a bomlási hőmérsékletét meghaladó - hőmérsékleten történő kiégetése eredményeként, az alkalmazott technológia helyes megválasztásával a képződött cinkoxid szemcsemérete, fajlagos felülete, a szemcsék eloszlása és a rácsszerkezet kialakulása befolyásolható. Ennek alátámasztására differenciál termikus analízist (DTÁ) végeztünk, és azt tapasztaltuk, hogy a bázikus cínkkarbonát tartalmú cinkiszap - az alapanyag - hőmérséklete a 300-330 °C körüli bomlási hőmérséklet felett a referencia anyag hőmérsékletével azonosan változik, majd kb. 600-650 °C között az alapanyag hőmérsékletének az emelkedése eltér, a referencia anyag hőmérsékletéhez képest csökken, vagyis az anyag szerkezetében a hő hatására szerkezeti változás következik be, 300-650 °C között rócshibás, nagy aktivitású, a gumiiparban jól használható ZnO keletkezik. 600 °C felett az anyagban szabályos kristály formává rendeződés következik be, és az anyag inaktívvá válik. Ipari méretű megvalósítás során célszerű a 300-600 °C közötti hőmérséklet-intervallum helyett az 550-600 °C-os intervallumot alkalmazni; ebben a tartományban ugyanis az aktivitás mértéke megfelelő, a bomlási reakció sebessége viszonylag nagy, a gyártás pedig gazdaságos. Labor kísérlet során 550 °C, 600 °C és 650 °C hőmérsékleteken kiégetett, a találmány szerinti eljárással előállított anyagok szerkezetét vizsgáltuk oly módon, hogy a kiégetett anyagmintákat röntgen diffrakciós módszerrel összehasonlítottuk a Bayer-cinkoxiddal. A vizsgálat igazolta a szakirodalomban leirt rácshibás szerkezet kialakulását, amely a csúcsok talpszélesedésénél látható. A Bayer-cinkoxid minőségét a legjobban megközelítő, a találmány szerinti eljárással készült anyag és a Bayer-cinkoxid összehasonlítására további vizsgálatokat és méréseket végeztünk. A Bayer-cinkoxid fajlagos felülete 41,0 m2/g, a találmányunk szerint előállított terméké 21,0 mVg. A szemcseméret-eloszlást lézeres módszerrel mértük és megállapítottuk, hogy az eljárásunkkal készült anyagban az- azonos nagyságú szemcsék százalékos eloszlása egyenletesebb, mint a Bayer-cinkoxidé, azonban a szemcsés szerkezet a vizsgálat során kolloid rendszerbe- ment ót. A szemcsék szerkezetét a továbbiakban elektronmikroszkópos módszerrel vizsgáltuk és azt találtuk, hogy a Bayer-cinkoxid szinte szabályos gömb alakú, míg a 600 °C-on égetett saját - jobb minőségű - kísérleti anyagunk lemezes, a magasabb hőmérsékleteken égetett anyagunk pedig hexagonális kristály-szerkezetű. Ezek az eredmények egyértelműen igazolják a fajlagos felület mérési adatait és a röntgen diffrakciós vizsgálat eredményeit, A korábban ismertetett 3. példában leirt fluidizóciós kezelési eljárásunk során az alapanyagot atomizer-berendezésben szárítjuk, onnan kalcináló csőbe juttatjuk, ahol a hőhatásra végbemenő bomlási folyamat (szén-dioxid leadása) során a szemcsék szinte szétrobbannak, aminek eredményeként mintegy szabályos golyócskák kerülnek a légáramlásba. Ez a módszer a fenti szempontok figyelembe vételével helyesen megválasztott égetési hőmérséklet mellett biztosítja az aktiv cinkoxidra jellemző rácshibás szerkezetet és a nagy fajlagos felületet, az azonos, illetve lényegében azonos szemcseméreteket, így a találmány szerinti eljárással a Bayer-cinkoxid anyagszerkezeti paramétereinek megfelelő tulajdonságokkal rendelkező végtermék gyártható. A találmány előnye, hogy egy jelenleg környezetvédelmi szempontból súlyoB veszélyt jelentő, méregtemetőben kettős rétegű göngyölegben térolt, de a göngyöleget előbb-utóbb tönkretevő hulladék értékes ipari alapanyaggá való feldolgozását teszi lehetővé. A feldolgozási technológia eredményeként környezetszennyező maradvány nem keletkezik. A hulladékból - az üzemi méretű berendezés kapacitásától függően - 200-400 kg/óra mennyiségű rácshibás aktív cinkoxid állítható elő, amely például csempe- és porcelángyárakban, valamint az épületkerámiái iparban mázkészítéshez használható, de széleskörű felhasználási területet jelent a gumiipar is, amelyben a termék sárgásfehér szine sem okoz semmiféle problémát, a kristályszerkezet viszont fontos, ennek ellenőrzésére például röntgendifrakciós vizsgálat végezhető. To-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
