198758. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gumiipari aktivátorként használható aktív cinkoxid cinkkarbonát tartalmú cinkiszapból történő előállítására
1 HU 198758 B 2 A találmány gumiipari aktivátorként használható aktív cinkosid cinkkarbonát tartalmú cinkiszapból történő előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. A cinkkarbonát-iszap a vegyiparban hulladékként nagy mennyiségben keletkezik, veszélyes környezetszennyező anyagnak minősül, és ártalmatlanítása súlyos problémát jelent. Jelenleg méregtemetókben tárolják. A tárolásával kapcsolatban gondot okoz, hogy a szokásos tárolóeszközöket, vashordókat a cinkiszap korrodeálja, ezért ezekbe helyezésüket megelőzően műanyag zsákokba zárják. Mivel azonban a cinkiszapban gyakran - ha csekély mennyiségben is - szerves komponensek is jelen vannak, amelyek a műanyag korrózióját idézik elő, a zsákok is kilyukadnak, tönkremennek, úgyhogy a cinkiszap ártalmatlanítása csak ideiglenes jelleggel tekinthető megoldottnak. A 700 446. számú szovjet szabadalmi leírásból megismerhető olyan eljárás, amely szerint cinkiszap-hulladékból (ZnC03) cinkoxidot (ZnO) állítanak elő. A cinkiszapot 600- -700 °C hőmérsékleten égetik. A művelet eredményeként szabályos kristály formájú (hexagonális) cinkoxid keletkezik, ami a gumiiparban például a kaucsuk szintetizálásánál aktivátorként nem használható. A találmány feladata récshibás aktív cinkoxid előállítása oly módon, hogy e művelet révén a cinkkarbonát tartalmú cinkiszap ártalmatlanítása is végleges és racionális megoldást nyerjen. A találmány azon az ismert tényen alapszik, hogy a cinkkarbonát (ZnCOä) tartalmú cinkiszap kiégetése eredményeként az anyag karbonátja elbomlik és cinkoxiddá alakul, és ilyen formájában nemhogy környezetszennyező hulladéknak nem minősül, hanem értékes ipari alapfanyag, amelyet számos iparágban - például a festék-, a gumi-, a műanyag-, a csempe- és a textiliparban - széles körben és nagy mennyiségben használnak. Mivel a cinkiszap más, égetéskor fel nem bomló komponensekkel (például arzén, nitrobenzol stb.) általában nem szennyezett, a cinkiszap kiégetésekor a levegőbe kerülő égéstermékek a környezetre ártalmatlanok. A fenti felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek sorén cinkkarbonát tartalmú cinkiszapot hóbontással kezelünk és amely eljárásra az jellemző, hogy a szárazanyagra vonatkoztatva legalább 95 tömegszázalék ZnCCú tartalmú cinkiszapot- adott esetben előzetes szárítását követően- 550-600 °C hőmérsékleten, önmagában ismert módon - előnyösen forgódobos kemencében - kiégetjük. Az eljárás egy előnyős változata szerint a nyers cinkiszap nedvességtartalmát a kiégetés előtt - célszerűen 10 tömegszázalék alá - csökkentjük. A szárítást célszerűen meleg levegővel hajtjuk végre. Az eljárás egy további előnyős változatára az jellemző, hogy a cinkiszapot szekrényes szárítóban, tálcás módszerrel, 80-100 °C hőmérsékleten mintegy 3-5 órán keresztül szárítjuk. Egy másik fontos találmányi ismérvnek megfelelően a cinkiszapot - például atomizerben - porlasztjuk és 80-600 °C hőmérsékleten szárítjuk, majd a szárított anyagot - adott esetben szitával történő szeparálását követően - 1000-1300 °C hőmérsékletű térben legfeljebb egy percen át, előnyösen néhány tized másodperces időtartamon keresztül égetjük úgy, hogy az égetőtérböl kilépő anyag hőmérséklete célszerűen kb. 600 °C legyen. Az igy kapott anyag kiváló gyorsító aktivótor a kaucsuk vulkanizálásánól. Amennyiben szükséges, a végtermékként kapott cinkoxidot - amely általában darabos, de könnyen porítható, sárgásfehér anyag - csomagolás előtt porit juk, esetleg szemcsenagyság szerint osztályozzuk. ■\ találmány a továbbiakban példákon keresztül ismertetjük részletesen. 1. példa Gyógyszergyárban - folyamatos termelés során - évente 500-600 to mennyiségben képződő cinkkarbonát-iszap összetételét (nedvességtartalom, szennyezettség stb.) és tulajdonságait elemeztük, és az alábbi eredményeket kaptuk (a kapott értékek - mivel a hulladék nem teljesen egységes összetételű - a vételezett minták vizsgálata során kapott átlagos értékek):- a kettős göngyölegben (műanyagzsák és vashordó) tárolt cinkiszap-hulladék centrifuga-száraz;- ZnCOa-tartalma 46-75 tőmegX;- nedvességtartalma 25-54 tömeg%;- PH 9;- szerves oldószerrel végzett kivonás eredményeként kapott száraz extraktum mennyisége 0,4-0,5 tömeg%. Az extraktum szerves szennyeződéseket (N, S), aromás anyagokat, szerves halogént nem tartalmaz;- NaC03 szennyeződés éppen kimutatható mennyiségben;- Fe 0,1-0,2 mg;- PbO a képződés helyétől függően nyomokban. A vizsgálati eredményekből kitűnik, hogy az iszap égetéskor bomló és a levegőbe kerülve környezetszennyező mérges anyagnak minősülő komponenseket, például arzént, nitrobenzolt nem tartalmaz, így a karbonát égetéssel való elbontásának és cinkoxiddá alakításának nincs akadálya. A fenti tulajdonságokkal rendelkező cinkiszapot laboratóriumban, szárítószekrényben 105 °C-os hőmérsékleten szárítottuk ki, majd izzítókemencében 560 °C-on égettük ki. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
