200616. lajstromszámú szabadalom • Eljárás savas és lúgos, vagy lúgos maratólevek környezetkímélő feldolgozására
1 HU 200616 B 2 A találmány eljárás savas és lúgos vagy lúgos maratólevek környezetkímélő feldolgozására. Ismeretes, hogy az ipar számos területén alkalmaznak cinkammónoum-kloridot szilárd alakban vagy oldatban marató vagy folyasztószerként, különösen a tűzihorganyzásnál és a forrasztásnál. A tapasztalatok szerint ezekben az esetekben a legjobb hatásfoka a ZnCl2(NH4Cl)x általános képletű kettős sónak van, amelyben x értéke 1 és 6 között változhat, de előnyösen X=2. E vegyület előállítható ismert módon, például szakaszosan ZnCh és NH4CI oldatok sztöchiometrikus mennyiségének összeöntésével, vagy sósavas ZnCh oldatba NH3 gáz bevezetésével, vagy ZnO oldásával sósavban és NH4OH oldat hozzáadásával és az ilyen módokon előállított oldatok bepárlásával (I. Ullmans Encyklopaedle der Technischen Chemie, 19. kötet, 137.0.) Az oldat bepárlásakor elsősorban ZnCl2. 2NH4CI és ZnCl2.3NH4Cl összetételű só kristályosodik ki (I. Gmelins Handbuch der Anorg. Chem., 32. kötet, 311. o.). A ZnCb oldat előállítható cink-tartalmú hulladékokból (horganysalak, festékgyári ZnO hulladék, fémhulladék, stb.) ebben az esetben az oldatot tisztítani kell. A vastartalom eltávolítható oxidáló szerrel, pl. nátriumkloráttal (U. S. P. 3148944) az SO4-2" tartalom pedig Ba2+-val (Can. P. 388070). Előállítható a ZnCh oldat tiszta fém cink oldásával, ebben az esetben a tisztítás elmarad. Ismeretes, hogy a cinkkel történő réz cementálás melléktermékeként keletkező rézporból megfelelő és ismert módon elvégzett olvasztással min. 99,7 % Cu-tartalmú réztömb vagy sárgaréz-ötvözet állítható elő. Ennek alapján szakaszos eljárást dolgoztunk ki savas és lúgos vagy lúgos maratólevek feldolgozására és cink-ammónium-klorid kettős só és fém réz vagy sárgaréz ötvözet előállítására maratólevekből. A híradástechnikai iparban, pl. a nyomtatott áramkörök gyártásánál lúgos vagy savas, rézzel fokozatosan telítődő cink-ammónium-klorid tartalmú maratólevek keletkeznek, amikor a lapról a felesleges rezet lemaratják sósavas közvetítő sóoldattal. Ezek a dezaktivált maratólevek az élővizekben nem engedhetők, feldolgozásukat és tárolásukat nehezíti az a körülmény, hogy szennyezőként Sb, Pb és Hg sóit, rendszerint kloridját is tartalmazzák. A maratószerek, elsődlegesen az alkalikus oldatok hasznosítására több eljárást dolgoztak ki. Az eljárások közös alapelve a réztartalom eltávolítása illetve hasznosítása. A 178964 ljsz. magyar szabadalom a réztartalmat elektrolízissel nyeri ki a réz-tetramin-klorid alapú maratószerekből, szakaszos módon. A Siemens AG. folyamatosan működő folyadék-folyadék extrakció segítségével regenerálja az alkalikus Cu++, NH3+ és Cl' ionokat tartalmazó maratólevet. Ismeretesek a mozgóágyas elektróddal dolgozó elektrolizáló cellák, pl. a Chemelec-cella vagy a csörgedeztető tornyos elektrokémiai reaktor, amely bipoláris elektródokkal van ellátva, és szakaszosan üzemeltethető. Kémiai módszerrel is kinyerhető a réz réz-hidroxid vagy bázikus réz-só alakban. Ismert a réztartalmú oldatok hasznosítása alumínium, cink-por vagy vasforgáccsal történő cementálással. Az ismertetett eljárások közös hátránya, hogy a réz kinyerése után nem megoldott a szennyvíz kezelése, a savas vagy lúgos szennyvizek a maradék nehézfém-só szennyezés miatt és a pH miatt közvetlenül nem engedhetők a csatornába. Találmányunk célkitűzése olyan eljárás kidolgozása, amellyel a savas és lúgos vagy lúgos maratólevek feldolgozhatók környezetkímélő módon és hulladékmentesen. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a savas, Cu2+ és CT ion tartalmi illetve alkalikus Cu2+NH3+ és CT ion tartalmú dezaktivált maratólevekből a rezet fém cinkkel, előnyösen hulladék cinkkel kicementálva, megfelelő cink-klorid, illetőleg cink-ammónium-klorid tartalmú oldat nyerhető, melyek Zn-tartalmát a cementálás során oldódó Zn, NH4+-tartalmát az alkalikus oldat NH3-tartalma biztosítja. Az oldatokat a szokásos módon bepárolva, kristályosítással nyerhető a ZnCh (NH4C1)x (x=1-6) általános összetételű kettős só, vagy a ZnCh só. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy az alkalikus és a savas oldatok megfelelő arányú keverésével befolyásolható a Zn : NH3 arány. A találmány alapja az a felismerés is, hogy a mérgező nehézfémek a kicementált rézben koncentrálódnak és a maradék oldat elszegényedik bennük. A találmány eljárás réz- és klorid ionokat tartalmazó savas és réz, ammonium- és klorid ionokat tartalmazó lúgos maratólevek környezetkímélő feldolgozására a maratólevek réztartalmának cink-poros kicementálásával atmoszferikus nyomáson, azzal jellemezve, hogy az oldat elszíntelenedéséig adagolunk cinket, miközben az oldat hőmérsékletét 80 °C-ig növeljük, a kivált rezet és a fel nem oldott cinket célszerűen szűréssel elválasztjuk, a szűrletet a sókiválás megkezdődéséig bepároljuk, majd a 20 °C-ra lehűlt oldatból elkülönítjük a ZnCh (NH4C1)x általános képletű kettős sót, ahol x értéke 1-6 közötti egész szám, az anyalúgot pedig a reakcióba visszavezetjük. A találmányunk szerinti eljárás egyszerűsége több meglepő és ezért nem várt eredménnyel járt:- A maratólé réztartalma 99,9 % hatásfokkal leválik szennyezések és hulladékcink alkalmazása esetén is (forgács, stancolási maradék, stb.).- A kiváló rézben feldúsul a maratólé összes nehézfém tartalma is (Sn, Pb, Hg), úgy, hogy a rézporból olvasztott réztömb tisztaságát nem csökkentik a megengedett határétrék alá (MSZ 64 „D” szerint 99,8 %).- Az anyalúgok pH beállításával, keverésével, bepárlásával és kristályosítással kívánság szerint ZnCh, ZnCh.2NH4Cl, illetőleg ZnCh (NHiCl)x x+1- 6 általános képletű kettős sókat állíthatjuk elő.- A sóleválasztás után maradó szennyvizek tovább nem jelentenek problémát, mivel mennyiségük a bepárlással lecsökkentek, a jó hatásfokú leválasztások (99 % a rézé és 99 %-os a sóké is) következtében nincs jelentős oldott ion-tartalmuk. A találmány szerinti eljárás rugalmassága lehetővé teszi, hogy mindenkor a leggazdaságosabb eljárás legyen választható a dezaktivált maratólé hasznosítására:- rézleválasztás és beolvasztás- sárgaréz gyártás- rézleválasztás mellett - ZnCh- ZnCh (NH4C1)x kettős só előállítása lényegében azonos berendezésben is mind hulladék kiindulási anyagok felhasználásával. Eljárásunk vari5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
