201970. lajstromszámú szabadalom • 1,0-40 tömegszázalék olajtartalmú emulziók megbontására alkalmas készítmény
HU 201970 A A találmány tárgya 1,0-40 tömeg% olajtartalmú emulziók megbontására alkalmas készítmény. A találmány szerinti készítménnyel az olajtartalmú emulziókból az olaj gyakorlatilag kvantitatíven elválasztható. A fémipari műveletek során (esztergályozásnál, fúrásnál, marásnál, gyalulásnál, vésésnél, hengerlésnél, sajtolásnál, húzásnál stb.) nagymennyiségű szennyezett 1,0-40 tömeg% olajtartalmú hűtő-kenő folyadék képződik, melyből az olaj nehezen választható el. A szakirodalomból és a gyakorlatból számos kémiai eljárás ismeretes olajtartalmú folyadékok megbontására, melyek általában a szennyező anyagok megkötésén, ülepítésén alapszanak. A 427.046 sz. szovjet szabadalmi leírás szerint víz/olaj emulziót úgy bontanak meg, hogy az emulziót bárium-kloriddal kezelik, a kapott oldatot ülepítik, és a kivált vízréteget ammónium-szulfáttal semlegesítik. A semlegesítés során üledék keletkezik, melyet szűrni kell. Az eljárással a vizes fázis olajtartalma 7-10 mg olaj/1 liter víz-re csökkenthető. A 1.447.656 sz. brit szabadalmi leírás szerint nemionos emulgens és anionaktív emulgens tartalmú olajos fázist és vizes fázist tartalmazó olaj/víz emulziót úgy bontanak meg, hogy a pH-ját 4-9-re állítják be, majd legalább egy sót adnak hozzá (a példa szerint nátrium-kloridot vagy magnéziumkloridot használnak), forrásig melegítik, majd egy vas- vagy alumínium-sót (a példa szerint vas(II)szulfátot) adnak hozzá, majd levegőt fújnak rajta keresztül, amíg az emulgensek elbomlanak. Az elválasztás után kapott víz olajtartalma a példa szerint 6,9 mg olaj/1 liter víz. Feltehetően a vas-szulfát hatására egy harmadik, iszapos fázis is képződik, melyet a víztől el kell választani. A 129.217. sz. Német Demokratikus Köztársaság-beli szabadalmi leírás szerint kb. 150 g olaj/1 emulzió tartalmú olaj/víz emulziókat oly módon bontanak meg, hogy magnézium-kloridot, kalciumkloridot és szilícium-dioxidot adnak hozzá szobahőmérséklet körüli hőmérsékleten. A példák szerint az elválasztás után a víz olajtaralma 7-30 mg olaj/1 liter víz. A 492.013. sz. svájci szabadalmi leírás szerint többértékű fémek sóit, így rövidszénláncú zsírsavakkal képzett sóit és egy adszorbenst, így szilícium-dioxidot adnak víz/olaj emulziókhoz. A megbontás végén egy, a szilícium-dioxid alkalmazása miatt létrejjött harmadik fázist, és kb. 10 mg olaj/1 liter víz tartalmú vizes fázist kapnak. A 87.116. sz. német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírás szerint magnézium-kloridot használnak olajemulzió megbontására. A vizes fázisban a maradék olaj mennyisége 8-12 mg olaj/1 liter víz. A 22.150.958. sz. német szövetségi köztársaságbeli közzétételi irat szerint kalcium-kloridot, magnézium-oxidot és magnézium-hidroxidot tartalmazó készítménnyel bontanak meg olajtartalmú emulziókat. A „Castrol” gyártmányú emulziós típusú hűtőkenő folyadékok megbontási technológiája szerint a megbontandó emulziót pH = 3 értékig savanyít1 ják, keverik, majd 800 ppm alumínium-szulfáttal keverik össze. A kapott emulziót keverés nélkül 6 órán keresztül állni hagyják, majd az olajos és vizes fázist egymástól elválasztják. Mivel az így kapott vizes fázis a csatornába közvetlenül nem engedhető, nátrium- vagy káliumhidroxid hozzáadásával a pH-ját 7,8-8,0-ra állítják be, melynek hatására pelyhes csapadék képződik, és 1-2 óra állás után a tartály alján zagyot képez, melyről a vizes fázis elvezethető. Az eljárás hátránya, hogy hosszadalmas (legalább 18 órát vesz igénybe), nagy a vegyszerigénye és a kapott zagyot drágán, körülményesen lehet megfelelő telepekre elszállítani. Tisztítási hatásfoka KOI-t tekintve 98,6%-os, szerves oldószer extraktumra 99,7%-os. A 190.201 sz. magyar szabadalmi leírás szerint az olajos emulziót elektróda lemezek között áramoltatják, így az emulziót elektrokémiai úton bontják meg. Az eljárás során képződő buborkékok abszorbálják a kolloid részeket. Folyamatosan képződik alul az iszapos, felül pedig egy habos olajos fázis, valamint viszonylag tiszta vizes fázis. Tisztítási hatásfoka KOI-ra 82-97%, a szerves oldószer extraktumra 84-99%. Az eljárás hátránya a harmadik, felhasználhatatlan, iszapos fázis képződése, melynek megsemmisítése gondot jelent, az olajos fázis viszonylag magas víztartalma, az elektródalemezek állandó fogyása és a villamosenergia szükséglet. Kis (0,5-1,5 tömeg%) olaj tartalmú folyadékemulziók megbontására két készítményt, az ún. „Aquastatik” (Német Szövetségi Köztársaság) és „Szuperstatik” (’’Magyar-Csehszlovák Barátság” Mgtsz) márkanevű készítményeket ismerjük, amelyek pontos kémiai összetétele gyártási titok. Hatásfokuk a gépipari fúróolaj emulzió hulladék kezelésénél KOI-ra csak 95,3% ill. 96,0%, míg szerves oldószer extraktumra 95,6-95,9%. Mindkét készítmény esetén a bontott anyag két fázisra, iszapra ill. tisztított oldatra bomlik. A készítmények hatására az olajos emulzió viszonylag gyorsan megbontható, viszont hátrányuk, hogy lebegő, lassan kiülepedő csapadék, majd olajos iszap képződik, melynek elszállítása ill. megsemmisítése drága és környezetvédelmi problémát jelent. Az ismert megoldások jellemzői, hogy a) általában 10 t% alatti olajtartalmú zagyok megbontására alkalmasak, b) a bontás során csapadék keletkezik vagy a megbontásra használt keverék vízben nem oldódó anyagot tartalmaz, így az olaj és a vizes fázison kívül egy harmadik fázis is keletkezik, melyet a vizes fázistól el kell választani: ez egyrészt többletköltséget jelent, másrészt ez a hulladékanyag nem hasznosítható, tehát elhelyezése problémát okoz, c) a csapadékleválasztás általában nem semleges közegben (pH = 7), hanem ettől eltérő pH érték mellett történik, ezért a folyadékot közömbösíteni kell, mielőtt a csatornába eresztenénk, d) az olajos fázis elválasztás az izoelektromos pont beállításával, a flokkuláció egyéb módon történő előidézésével történik, mert a zagyot általában emulziónak tekintik, e) kvantitatív olajleválasztás nem érhető el, minden esetben a vizes fázis olajat is tartalmaz. Eddig nem volt ismeretes olyan megoldás, amely 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
