187328. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ásványi eredetű iszapok víztelenítésére
1 187 328 2 iszaphoz való hozzáadása útján oldható meg. Felismertük ugyanis, hogyha alkalmas típusú tenzideket viszonylag csekély mennyiségben adagolunk az iszaphoz, az iszap tixotrópiára való hajlama megszűnik vagy kisebb lesz, csökken az iszap szilárd részei és a víz közötti zéta-potenciál, a szilárd részecskék felületén megkötött szolvátvíz rétegek leválnak, a kolloid részecskék közötti kapillárisok felbomlanak vagy ki sem alakulnak, és így az ezekben megkötött víz is könnyen eltávolíthatóvá válik. Mindezek a kísérletileg is igazolható hatások azt eredményezik, hogy az iszapban diszpergált szilárd részecskék könnyen elválnak a folyékony közegtől és ülepítéssel, szűréssel vagy más ismert módszerrel könnyen és jó hatásfokkal elkülöníthetők. Ez a találmány alapját képező új felismerés elsősorban azért igen meglepő, mert a tenzidek általában a vizes közegben szuszpendált részecskéket nedvesítő, diszpergáló hatásúak, ezért az lett volna várható, hogy a tenzideknek az iszaphoz való hozzáadása éppen ellenkező, a szilárd részecskéknek a folyékony közeghez való kötődését növelő hatást fog kiváltani. Ismeretes ugyanis, hogy a tenzidek molekulái a szénlánc két végén két ellenkező természetű végrészt: egy hidrofil és egy hidrofób jellegű végcsoportot tartalmaznak, és a tenzid nedvesítő, diszpergáló hatása éppen azon alapul, hogy a tenzidmolekulák lipofil (hidrofób) végrészükkel a diszpergálandó részecskékhez kapcsolódva vonják be az önmagukban hidrofób részecskék felületét, míg hidrofil végükkel kifelé fordulva hidrofil réteget képeznek a részecske felületén, aminek következtében az egész részecske hidrofillé válik. A tenzid minőségének és mennyiségének megfelelő megválasztása esetén azonban elérhető, hogy ez a folyamat éppen ellenkező orientációval játszódik le: A tenzidmolekulák hidrofil végükkel kapcsolódnak az ásványi eredetű iszap szilárd részecskéihez, így a részecske hidrofób jelleget ölt, eltaszítja a felületén eredetileg megkötött szolvátvizet, ezzel egyidejűleg megszűnnek a kapillárisrendszer kialakulásának feltételei, a kapillárisvíz is felszabadul, és a szilárd részecskék a folyékony közegből való kiválásra válnak hajlamossá. Minthogy a tenzidmolekulák említett két ellentétes jellegű végrésze a tenzid kémiai természetétől függően különböző mértékben mutathat hidrofil, illetőleg lipofil hatást, a különböző tenzidek hidrofil-lipofil egyensúlya különböző mértékű lehet. Ennek az egyensúlynak a pontos megadására vezették be az egyes tenzidek fidrofil-lipofil egyensúlyát kifejező és az illető tenzidet egyértelműen jellemző „hydrophil-lipophil balance” (HLB) fogalmát, amely alkalmazható a jelen találmány alapját képező fentebb ismertetett hatás kifejtésére képes, és így a találmány szerinti eljárásban felhasználható tenzidek jellemzésére is. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy bizonyos tenzideknek az a meglepő tulajdonsága, hogy hidrofil végrészükkel tudnak a vizes közegben szuszpenzált ásványi jellegű részecskékhez hozzákapcsolódni, egyáltalán nem általános jelenség a tenzidek körében, hanem csak olyan tenzideknél áll fenn, amelyeknél a hidrofil és a lipofil jelleg megközelítőleg egyensúlyban van egymással, tehát, amelynek HLB értéke 10 körül, tehát 8 és 12 között, előnyösen 9 és 11 között van. Az ilyen 8 és 12 közötti HLB értékű, tehát a találmány szerinti eljárásban alkalmazható tenzidek példáiként elsősorban a polietilénglikol-zsírsavészterek, különösen a polietilénglikol-laurinát (HLB: 9,2) és polietilén-giikol-mirisztinát (HLB: 11,9), az oktil-meleinát (HBL: 11,6), hexaetilénglikol-monooleát (HLB: 9,8), poli(oxi-etilén)-szorbitán-monooleát (HLB: 10), poli(oxi-etilén)-szorbitán-trioleát (HLB:11) és hasonlók, valamint ezek elegyei említhetők. A tenzidek alkalmazandó mennyisége elsősorban a víztelenítendő iszap koncentrációjától, vagyis a szilárd részecskéknek az iszap egységnyi térfogatában jelenlévő mennyiségétől függ; így az előnyösen alkalmazandó (felületi rétegnek a szilárd részecskéken való képzésére elegendő) tenzidmennyiség - az iszap szuszpendrált részecskéinek mennyiségétől és granulometriai eloszlásától is függően - az iszap szárazanyag-tartalmára számítva 0,03 súly% és 2 súly% között lehet. Ebben az intervallumban az optimális mennyiség adott esetben kísérletileg állapítható meg. A fent megadottnál számottevően nagyobb mennyiségű tenzid alkalmazása nem célszerű, mert a tenzid feleslege már nem kapcsolódhat a fent leírt módon az iszap szilárd részecskéihez, sőt adott esetben már diszpergáló; vagyis a kívánttal ellentétes hatást fejthet ki. Minthogy az iszap szilárd részecskéinek felülete általában nem homogén, és ezért a felület zétapotenciálja helyenként eltérő lehet, az esetek többségében célszerű két vagy esetleg több, HLB érték szempontjából a fentebb megadott határértékeken belül egymástól némileg eltérő tenzid - például egy 10 alatti és 10 feletti HLB értékű tenzid - elegyét alkalmazni. A tenzidnek, ill. tenzidelegynek az iszaphoz való adása által elért hatás még jobban fokozható, ha a tenzidnek az iszaphoz való hozzákeverése és előnyösen az így kezelt iszap keveréssel végzett kondicionálása után vízben oldódó flokkulálószert is adunk az iszaphoz. A flokkulálószer hatása - ismert módon - elsősorban az ülepedés meggyorsításában nyilvánul meg. Flokkulálószerként célszerűen nemionos, anionos vagy kationos szerves polimerek (polielektrolitok) vagy esetleg csapadékképző szervetlen sók alkalmazhatók. A fent leírt módon megválasztott tenzideknek és adott esetben flokkulálószereknek a víztelenítendő iszaphoz való adása útján az iszap szűrhetösége (vagyis a kezeletlen iszaphoz viszonyított szűrési teljesítmény) 8-10-szeresére, a víztelenítés hatásfoka pedig 50-100%-kal növelhető. A fentiek értelmében tehát, a találmány olyan új eljárás ásványi eredetű iszapok víztelenítésére felületaktív anyag és adott esetben flokkulálószer hozzáadása útján, melyet az jellemez, hogy a víztelenítendő iszaphoz valamely 8 és 12 közötti, előnyösen 9 és 11 közötti HLB értékű vagy ilyen tenzidek elegyét adjuk az iszap szárazanyag-tartalmára számítva 0,03 súly% és 2 súly",, közötti mennyiségben, majd - célszerűen az elegy keveréssel végzett kondicionálása után - adott esetben az iszap szárazanyag 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
