200616. lajstromszámú szabadalom • Eljárás savas és lúgos, vagy lúgos maratólevek környezetkímélő feldolgozására
1 HU 200616 B 2 ációi a feldolgozás helye és a kiindulási hulladékok mennyisége szerint optimalizálhatók. A találmány szerint úgy járunk el, hogy először meghatározzuk a savas és lúgos vagy lúgos maratólevek NH3, HCL és Cu-tartalmát. Az összetétel alapján számítással meghatározzuk a cementáláshoz szükséges cink mennyiségét. A számított mennyiségű alkalikus oldatot olyan edénybe adagoljuk, amely felül nyitott, alul üríthető, tengelye körül forgatható és megfelelően kopás-, sav- és lúgálló béléssel van ellátva. Ilyen edényt általánosan alkalmaznak réztartalmú oldatok cementálására. Az alkalikus oldathoz ezután egyenletes adagokban adagoljuk a számított mennyiségű savas oldatot, majd kisebb adagokban, az edény forgatása mellett, beadagoljuk a számított horgany hulladékot. A cementálás befejeződése után az edényből az oldatot és a kivált fémet az alsó ürítő nyíláson keresztül szűrőre engedjük és egymástól elválasztjuk. Az oldatot önmagában ismert módon bepároljuk, és a terméket kristályosítjuk. A rézport és a fel nem oldott cinkelegyet ugyancsak önmagában ismert módon beolvasztjuk vagy ötvözzük. Az oldatok keverési arányával beállítható az oldat pH-ja, a reakció sebessége, a képződő kettős só összetétele. A cink feleslegben történő adagolása sárgaréz-ötvözet készterméket eredményezhet A találmány szerinti megoldást a következő példákkal szemléltetjük: 1. példa A savas maratólé összetétele: Cu 100 g/1 HC1 150 g/1 Az alkalikus maratólé összetétele: Cu 160 g/1 NH3 70 g/1 NH4CI 30 g/1 Az oldatok összetétele alapján a közel semleges reakcióelegyet a savas : alkalikus oldatok 3,5 : 1 térfogatarányban történő elegyítésével állítottuk elő. 100 1 alkalikus maratóléhez 350 liter savas maratólevet adtunk. Az előzetesen meghatározott réztartalom alapján számított, 52 kg tömegű horganyhulladékot állandó keverés mellett, 10-10 kg-os részletekben adtuk az elegyhez. Az oldat elszíntelenedése után kb. 10 % feleslegben, összesen 5 kg horganyhulladékot adagoltunk az elegybe. A részletekben történő adagolással az oldat hőmérsékletét 60-80 *C között tudtuk tartani. Az exoterm reakció 20 perc alatt teljesen lejátszódott, az oldat kémhatása pH 6-ra emelkedett. A cementálási folyamat befejeződése után szűréssel elkülönítettük az oldatból a kivált rézport és a feleslegben maradt horganyt. A rézport mosás és szárítás nélkül, önmagában, az ismert módon olvasztottuk meg grafit tégelyben, fedősó alkalmazása nélkül. Az így kinyert réz tömege 50,5 kg volt, a számított réz-tartalom 99 %-a. A réz tisztasága elérte a 99,5 %-ot. A fel nem oldódott kb. 2 kg horganyhulladék az olvasztás során kiégett A kész oldat 240 g/1 Zn Cl2-t illetőleg 175 g/1 NüjCl-ot tartalmazott. Az oldatot 1/5 térfogatig bepároltuk, majd keverés közben kb 25 'C-ra lehűtöttük. A kivált kristályokat szűréssel különítettük el és levegő átszívatásával szárítottuk. Kinyertünk 99 kg kettős sót, melynek összetétele az elemzés szerint a ZnCh (NH4C1)2 képletnek felel meg. A kihozatal egyszeri kristályosítás után 48 %, fém cinkre számítva. Az anyalúgban a sók feldúsultak, egy literben 518 g ZnCh és 353 g NH4CI maradt. Az anyalúg mennyisége kb. 100 liter volt, mivel szennyező anyagokat nem tartalmazott, hozzáadtuk a következő kísérlet kristályosítandó oldatához. Az oly módon megvalósított eljárás során szennyvíz nem keletkezik, a technológia környezetkímélő. 2. példa Alkalikus maratólé feldolgozása. Az alkalikus maratólé összetétele: Cu 160 g/1 NH3 70 g/1 NH4CI 30 g/1 (azonos az első példa összetételével.) 100 liter alkalikus maratólében a réztartalom alapján számítva kb. 16 kg horganyhulladékot adagoltunk keverés közben, miután a martólét 60-70 *C-ra melegítettük. Az oldat szabad ammónia-tartalma miatt a réz 98 %-a cementálódik csak ki, mivel a képződött réz-por egy része folyamatosan visszaoldódik. Kb. 1 órás állás után a kivált rezet szűrőn elkülönítettük ismert módon beolvasztva a rézport 15,4 kg, 99 %-os tisztasági rezet nyertünk. A szűrt oldatot, amely 2-3 g/1 rezet 30 g/1 NHíCl-ot és 160g/l cinket tartalmazott, bepároltuk kezdődő sókiválásig, majd lehűtöttük kb 25 °C-ra. A kivált sókat szűréssel elkülönítettük. A kinyert só tömege 25,4 kg volt, összetétele az elemzési eredmények alapján ZnCl2 (NH4C1)3, minősége ipari céloknak megfelel. Az anyalúg térfogata 26 liter volt, magas, 10-18 g/1 réztartalma miatt a körfolyamatba visszaadtuk. SZABADALMI IGÉNYPONT Eljárás savas és lúgos vagy lúgos réz ammónium- és klorid ionokat tartalmazó maratólevelek környezetkímélő feldolgozására a maratólevek réztartalmának cinkporos kicementálásával azzal jellemezve, hogy az oldat elszíntelenedéséig adagolunk cinket, miközben az oldat hőmérsékletét 80 °C-ig növeljük, a kivált rezet és a fel nem oldott cinket célszerűen szűréssel elválasztjuk, a szűrletet a sókiválás megkezdődéséig bepároljuk, majd a 20 °C-ra lehűlt oldatból elkülönítjük a ZnCl2(NH4Cl)x általános képletű kettős sót, ahol x értéke 1-6 közötti egész szám, az anyalúgot pedig a reakcióba visszavezetjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3
