203504. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legalább 99,8 tömegszázalékos tisztaságú kalcium-karbonát, vagy kalcium-oxid előállítására tojáshéjból
1 HU 203 504 A 2 héj feloldására előnyösen sósavat vagy ecetsavat alkalmazunk vizes oldatban. A felhasznált savnak legalább egyenértékűnek kell lennie a tojáshéj kalciumion-tartalmával; célszerűbb azonban a savat kis (például legföljebb 10 mól%-os) fölöslegben használni. A savas kezeléskor kizárólag a tojáshéj kalciumionjai mennek oldatba, míg a tojáshéjban lévő szennyezőanyagok (különféle szerves szennyezések) oldhatatlan anyagként maradnak vissza, és szűréssel elkülöníthetők. A találmány szerinti eljárásnak ez a műveleti lépése nagymértékben hasonló ahhoz az ismert művelethez, amikor a szennyezett kalcium-karbonátot savban oldják, majd a savas oldatot tisztítási műveleteknek vetik alá. Esetünkben azonban csak egyetlen tisztítási művelet szükséges, az is a legegyszerűbb mechanikai tisztítás, a szűrés. Rendkívül meglepő volt az a felismerésünk, hogy tojáshéjat alkalmazva kiindulási anyagként csakis és kizárólag a kalciumionok oldódnak fel a savoldatban. Ennek pontos okát nem ismerjük, feltételezzük azonban, hogy a tojáshéjhoz kapcsolódó nagy molekulatömegű szerves anyagok szelektív tisztítószerekként hatnak, és eleve megakadályozzák a kalciumionoktól eltérő anyagok oldatba jutását Hasonló jelenségről tudomásunk szerint a szakirodalom nem számolt be. Ezután a savas oldatból karbonátokkal, hidrokarbonátokkal (és azt követő melegítéssel), vagy hidroxidokkal végzett Iúgositással és azt követő szén-dioxid beadagolással leválasztjuk a kalcium-karbonátot Ha az utóbbi megoldást alkalmazzuk, a szén-dioxidot gáz alakban vagy szilárd anyagként (szénsavhó formájában) egyaránt a reakciőelegyhez adhatjuk. A kivált kalcium-karbonátot elkülönítjük, vízzel öblítjük és szárítjuk. Az így kapott kalcium-karbonát igen finom szemcsés, por alakú anyag, tisztasága minden tekintetben eleget tesz a precipitált krétával szemben az MSZ 20 526-56 sz. szabványban támasztott követelményeknek. Kívánt esetben az így kapott kalcium-karbonátot 550- 1200 ’C-on, oxigéntartalmú gázáramban végzett hőkezeléssel kalcium-oxiddá alakíthatjuk. Oxigéntartalmú gázáramként levegőt célszerű használnunk. A reakció meggyorsítása végett a kalcium-karbonát disszociációja révén képződő szén-dioxidot célszerű a rendszerből elszívni. A hőkezelés eredményeként a kiindulási kalcium- karbonátéval legalább azonos tisztaságú, igen finom, porszerű kalcium-oxidot kapunk. Megjegyezzük, hogy a hőkezelést általában 960 ’C-ot meg nem haladó hőmérsékleten célszerű végeznünk, ugyanis ekkor kapjuk a legfinomabb szemcseméretű terméket A hőkezelés hőmérsékletét emelve már nő a szemcseméret A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesebben ismertetjük. 1. példa 1 tömegrész tisztítatlan, szárított tojáshéjhoz 8 tömegrész 10 tömeg%-os vizes sósavoldatot (a sósav 25 ’C-on meghatározott disszociáció-állandója: 1) adunk. Az oldatot a tojáshéj szilárd részének feloldódásáig keverjük, majd szűrjük, és a szűrlethez 1,5 tömegrész nátrium-karbonátot adunk. A kivált kalcium- karbonátot kiszűrjük és ionmentes vízzel mossuk, majd szárítjuk. 99.9 tömeg%-osnál nagyobb tisztaságú kalcium-karbonátot kapunk. Az így kapott kalcium-karbonátot nyitott rendszerben, levegő bevezetése közben 8 órán át 1000 ’C-on hőkezeljük. 99.9 tőmeg%-osnál nagyobb tisztaságú kalcium-oxidot kapunk. 2. példa 1 tömegrész tisztítatlan, szárított tojáshéjhoz 1 tömegrész 10 tömeg%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatot adunk, és a zagyot 1 órán át 80 *C-on keverjük. Ezután a szilárd anyagot kiszűrjük és vízzel mossuk. 1 tömegrész így kapott előkezelt tojáshéjhoz 6 tömegrész 20 tömeg%-os vizes ecetsav-oldatot adunk (az ecetsav 25 ’C-on meghatározott disszociáció-állandója 1,75* 10'5), és az elegyet a tojáshéj szilárd részének feloldódásáig keverjük. Az oldatot szűrjük, a szűrlethez 2 tömegrész nátrium-hidrogén-karbonátot adunk, és a kapott elegyet 60 ’C-ra melegítjük. A csapadékkiválás befejeződése után a kivált kalcium-karbonátot kiszűrjük, ionmentes vízzel mossuk, majd szárítjuk. 99,9 tömeg%-osnál nagyobb tisztaságú kalcium-karbonátot kapunk. 3. példa 1 tömegrész tisztítatlan, szárított tojáshéjhoz 8 tömegrész 10 tömeg%-os vizes sósavoldatot adunk. Az elegyet a tojáshéj szilárd részének feloldódásáig keverjük, majd szűrjük, és a szűrlethez 5 tömegrész 40 tömge%-os vizes nátrium-hidroxid oldatot adunk. Az oldatba a csapadékkiválás befejeződéséig szén-dioxid gázt vezetünk, majd a kivált kalcium-karbonátot kiszűrjük, ionmentes vízzel mossuk és szárítjuk. 99.9 tömeg%-osnál nagyobb tisztaságú kalcium-karbonátot kapunk. SZABADALMI IGÉNYPONT Eljárás legalább 99,8 tömeg%-os tisztaságú kalciumkarbonát vagy kalcium-oxid előállítására tojáshéjból, azzal jellemezve, hogy előkezeletlen vagy 1 tömegrész tojáshéjra vonatkoztatva 0,2-2 tömegrész 10-40 tömeg%-os vizes alkálifém-lúg-oldattal 50-120 *C-on előkezelt, majd elkülönített tojáshéjat 25 ‘C-on 4,3»10'7-nél nagyobb disszociációs állandójú és kalciummal csapadékot nem képező sav vizes oldatában oldunk, a vizes oldatot szűrjük, majd a szűrletet a) alkálifém-karbonáttal meglúgosítjuk és a kivált kalcium-karbonátot elkülönítjük, vagy b) alkálifém-hidrokarbonáttal meglúgosítjuk, a csapadékkiválás befejeződéséig legföljebb forráspontig melegítjük, és a kivált kalcium-karbonátot elkülönítjük, vagy c) alkálifém-hidroxiddal vagy kalcium-hidroxiddal meglúgosítjuk, a lúgos oldatba szén-dioxidot juttatunk, és a kivált kalcium-karbonátot elkülönítjük, és kívánt esetben az így kapott kalcium-karbonátot oxigéntartalmú gázáramban 550-1200 ’C hőmérsékleten hőkezeljük, és a képződött kalcium-oxidot elkülönítjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
