200729. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bázikus cink-karbonát előállítására
HU 200729 B 1 A találmány tárgya eljárás bázikus cink-karbonát előállítására cink-tartalmú vizes oldatok és alkálifém és/vagy alkáliföldfém-karbonátok és/vagy hidrogénkarbonátok reagáltatása útján. Ismeretes, hogy a vegyipar számos területén képződnek különféle fémionokat tartalmazó, többnyire 1% hulladékoldatok, amelyek feldolgozása a szigorú környezetvédelmi előírások miatt egyre nehezebb feladatot jelent. A cinkiont tartalmazó mérgező hulladékoldatok döntő mértékben egyrészt a galvánipar, másrészt a szerveskémiai ipar területén képződnek. A galvánipar területéről származó hulladékoldatokból iparilag hasznosítható fémsók előállítására számos megoldás ismert. Ezek közös jellemzője, hogy lúgos hatású vegyületekkel, így pl. alkálifémvagy alkáliföldfém-hidroxidokkal vagy -karbonátokkal közömbösítik a savas páclé-oldatokat. A galvántechnikai ipar cink-tartalmú hulladékoldatainak feldolgozására a legelőnyösebb megoldást a 170 070 sz. magyar szabadalmi leírás ismerteti. Az eljárás lényege, hogy a savas kémhatású cink-tartalmú hulladékoldat szabad sav tartalmát az egyébként ismert lúgos kémhatású anyagokon kívül finom elosztású és savakban spontán oldódó fémmel és/vagy alkálikus tulajdonságú cinksóval, előnyösen bázikus cink-karbonáttal semlegesítik. Az így nyert oldatot vagy bepároljuák, vagy pedig 45 °C-on tovább semlegesítik, és a kicsapódó terméket szárítják vagy felhasználják további páclevek semlegesítésére. Az eljárás egyszerű és olcsó, különleges berendezéseket nem igényel, és így iparilag könnyen megvalósítható. Ismeretes az is, hogy a szerveskémiai iparban képződő cinkion-tartalmú hulladékoldatok más fémet legfeljebb csupán nyomokban tartalmaznak. Ezért lehetővé vált, hogy a kinyert cink-karbonátot nem csupán a galvánipar, hanem a gyógyszeripar, a növényvédőszert és műtrágyát gyártó ipar és egyre jelentősebb mértékben a takarmányipar is felhasználja. A bázikus cink-karbonát ugyanis vízben nem oldódik, a tápok tartósságát nem rontja, és az élő szervezet kitűnően hasznosítja. Cink-tartalma a bázikusság fokától függ. A szakirodalomból ismert eljárások a cink-klorid és a cink-szulfát oldatok feldolgozására vonatkoznak, ahol megfelelő hőmérsékleten és koncentrációban cserebomlás útján alkálifém-karbonát, illetve alkáliföldfém-karbonát hozzáadásával bázikus cink-karbonátot képeznek. A 171177 sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint a lehető legmagasabb fémtartalmú bázikus fémkarbonátokat állítanak elő. Itt abból a felismerésből indulnak ki, hogy a bázikus fémkarbonátok az xMEC03.yMe(0H)2 általános képletnek megfelelően sokféle összetételben ismeretesek. Ezek a vegyületek összetételben tehát a fémkarbonát és a fémhidroxid molekulák egymáshoz való arányában különböznek. A javított eljárás abban áll, hogy a fém vízoldható sójából cserebomlás útján állítják elő a magas báziátás fokú fémkarbonátokat 45 °C- nál magasabb hőmérsékleten olyan módon, hogy vizet és azzal elegyedő proton-megkötő szerves oldószert és oldott, illetve szuszpendált alkálifém-karbonátot, adott esetben alkálihidroxidot is tartalma-2 zó heterogén elegybe adagolják a fémsót, illetve annak tömény oldatát, vagy a fémsó és karbonát egy részének szilárd keverékét, miközben az elegy pH- ját alkáliföldfém-karbonát felhasználása esetén 7,5 fölötti értéken tartják, amit adott esetben nátriumhidroxid adagolásával biztosítanak. Bár az eljárás viszonylag bonyolult, különleges biztosítanak. Bár az eljárás viszonylag bonyolult, különleges berendezéseket nem igényel, így iparÚag is megvalósítható. Hiányossága viszont, hogy a szerves oldószer felhasználása miatt nem elégíti ki a szigorú környezetvédelmi előírásokat. Az ismert eljárások közös hátránya, hogy nem alkalmasak a dnkion teljes leválasztására, aminek következtében a képződő anyalúg cink-tartalma meghaladja azt a határértéket, amely mellett a környezetbe minden további nélkül kiengedhető. A találmány kidolgozása során azt a célt tűztük magunk elé, hogy az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölésével olyan eljárást biztosítsunk, mely egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé cinktartalmú hulladékoldatokból a cink kinyerését az iparban széles körben felhasználható, magas cinktartalmú bázikus cink-karbonát formájában. A találmány alapja az a felismerés, hogy a cink gyakorlatilag teljesen kinyerhető a cink-klorid és/vagy cink-szulfát tartalmú oldatokból, ha a cinkiont magas bázicitású fokú bázikus cink-karbonát formájában választjuk le acetátionok jelenlétében. Ez a felismerés azért meglepő, mert a technika ismert állása alapján az volt várható, hogy az acetátok puffer hatása megnehezíti a leválasztás végpontjának észlelését, amiért is fennáll a lúgos anyag túladagolásának veszélye és ezzel együtt az amfoter jellegű cink visszaoldódása. A fentiek alapján a találmány eljárás bázikus cink-karbonát előállítására cink-tartalmú vizes oldatoknak alkálifém- és/vagy alkáliföldfém-karbonátokkal és/vagy -hidrogén-karobnátokkal legalább 60 #C, előnyösen 85-95 °C hőmérsékleten való reagáltatása útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a reakciót nátrium-acetátban kifejezve 40-90 g/1, előnyösen 60-70 g/1 acetátion-koncentráció jelenlétében folytatjuk le. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében úgy járunk el, hogy a 40- 90 g/1 acetátion-koncentrádót ecetsav és/vagy acetátok adagolásával állítjuk be. A találmány szerinti eljárást 90 g/l-nél több acetátiont tartalmazó kiindulási cinkoldatok esetén úgy folytatjuk le, hogy az oldat acetátion-koncentrációját a felesleges ecetsav kidesztillálásával állítjuk be 90 g/l-nél kisebb értékre. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) Gyakorlatilag a cinkionok teljes leválasztását teszi lehetővé, ami környezetvédelmi szempontból rendkívül előnyös. b) Cink-tartalmú hulladékoldatokból egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé magas cink-tartalmú bázikus cink-karbonát nagyipari előállítását. c) A leválasztáshoz nem igényli szerves oldószerek felhasználását. d) Az acetátionok jelenléte gyakorlatilag semleges anyalúgot eredményez. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
