201716. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mérgező hatású sófürdők ártalmatlanná tételére
1 HU 201716 B 2 A találmány tárgya eljárás mérgező hatású sófürdők ártalmatlanná tételére. Az eljárással a kimerült edzőfürdők maradéktalanul, a meglévő sófürdő berendezésekben, a vonatkozó biztonsági előírások betartása mellett ártalmatlanná tehetők. Cianid fürdők ártalmatlanná tételére az irodalomban már számos módszert írtak le. A különböző módszerek közül főleg a vizes oldatban formaldehiddel végzett ártalmatlanítás, valamint a hipoklorittal történő alkálikus klórozás vált be. Ezek a módszerek azonban igen eszközigényes, magas beruházásokat és járulékos eljárási lépéseket igényelnek, és a szennyvizet tetemes mennyiségű sóval terhelik. A 2 141 294 számú NSZK-beli közrebocsátási irat nyomás alatt végzett hidrolízist ismertet, amelynek során a cianidot emelt hőmérsékleten és emelt nyomáson elszappanosítják. Ez az eljárás szintén eszközigényes. A 2 109 939 számú NSZK-beli közrebocsátási iratban a cianid hidrogén-peroxiddal történő oxidativ roncsolását javasolják, de sem ez a módszer, sem a számos egyéb, oxigénnel történő reagáltatáson alapuló méregtelenítés üzemi mértékben nem került kivitelre. A 2 234 171, valamint 2 318 652 számú NSZK-beli közrebocsátási irat szerint a cianidot ömledék állapotban bontják salétromtartalmú sókkal; az eljárás balesetveszélyes, mert amennyiben a koncentrációt és a hőmérsékletet nem pontosan tartják be, a só robbanásszerűen kirepül az üstből. Az eljárást a gyakorlatban nem alkalmazzák. A 11 840 számú NDK-beli szabadalmi leírás szerinti megoldás - az ömledék 900 °C körüli hőmérsékleten, vasoxidokkal végzett reagáltatása - a reakció hevessége miatt szintén nem került be a gyakorlatba. A 147 769, valamint a 155 978 számú NDK-beli szabadalmi leírásokban a kimerült cianidfürdő 650-700 °C-on vastrihidroxid-tartalmú, semleges kémhatású, krómmentes olyan iszappal végzett méregtelenítését javasolják, amely a pácfürdők és galvanizáló fürdő üledéke. Az eljárást a gyakorlatban használják, alkalmazásának feltétele azonban az iszappal szemben támasztott minőségi követelmények és a többi technológiai paraméter pontos betartása. A fent vázolt eljárások közös hátránya, hogy a cianidfűrdők méregtelenítését a környezetvédelem szempontjából nem oldják meg kielégítően, ugyanis a végtermékek nem deponálhatók, nem hányóra vihetők, mert cianidmentesek ugyan, de egyéb mérgező komponenseket (vagy a cianidbontás termékeit vagy változatlanul maradt mérgező hatású sókat, például bárium-karbonátot) tartalmaznak. A toxikus sófürdők ártalmatlanná tételének komplex problémájára a föld alatti deponálás sem kielégítő megoldás; ez csak ideiglenes és átmeneti megoldás lehet, mert a sók mérgező hatása megmaradt. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel a toxikus sófürdő mindegyik mérgező hatású komponense lebontható, illetve úgy alakítható át, hogy a keletkező végtermék probléma nélkül deponálható legyen. A találmány kidolgozása során abból indultunk ki, hogy a kimerült sófürdők maradéktalan méregtelenítése a meglévő berendezésekkel, beruházás nélkül a legjobban úgy oldható meg, hogy a fürdőt az adott mérgező komponensekre fajlagos méregtelenítő szerekkel összeolvasztjuk. Ezt a találmány szerint úgy valósítjuk meg, hogy a megfelelő méregtelenítő szer hozzáadása után a sófürdőt minden edzőműhelyben meglévő sófürdő üstben ömledékké olvasztjuk, a kimerült só konzisztenciájától és összetételétől függően 600 °C és 900 "C közötti hőmérsékleten. Méregtelenítő szerként vasszulfátot alkalmazunk, amely a cianiddal ismert módon reagálva bontja azt. A cél az volt, hogy a vas-szulfáttal a sófürdőben különböző mennyiségben jelen lévő bárium-karbonátot is reagáltassuk teljesen veszélytelen bárium-szulfáttá, de ez a reakció a sófürdők kezelése során szokásosan alkalmazott körülmények mellett nem megy végbe. Meglepő módon azt találtuk, hogy a bárium-karbonát ömledékben mégis reagál bárium-szulfáttá, ha az ömledékhez alkálifém- szulfátot, előnyösen nátrium-szulfátot adunk. A kimerült sófürdőt vas-szulfáttal és nátrium-szulfáttal ömlesztve egyrészt a cianid várható bomlása következik be, másrészt a bárium-karbonát teljesen reagál az ártalmatlan bárium- szulfáttá, és az elreagált ömledék deponálható. A többi kémiai reakció kombinálása az eddig ismert méregtelenítési eljárások hátrányait kiküszöböli; nemcsak a cianidot, hanem a bárium- karbonátot is ártalmatlanná teszi. Az alábbiakban az eljárást részletesebben írjuk le. A sófürdő üstöt mintegy 500 “C-ra előfűtjük, majd megtöltjük a rendszerint szabálytalan alakú darabok formájában lévő kimerült sóval, valamint a méregtelenítő szerekkel úgy, hogy az első, legalsó réteg fürdősó legyen. így az előzetesen kimért cianidsónak körülbelül a felét, és a vas-szulfát egészét töltjük az üstbe. A bárium-karbonát átalakításához szükséges nátrium-szulfátot a vas-szulfáttal együtt adhatjuk az üstbe, ha ez azonban túlságosan tele van, megvárhatunk vele addig, míg az eddig behelyezett adag megolvadt, és a nátrium-szulfátot az olvadékhoz adjuk. Az üstöt tovább melegítjük, míg a sók teljesen megolvadtak, ami a darabok méretétől függő térfogatcsökkenéssel jár. Ezt követően a cianidos fürdősó megmaradt részét is adjuk az üstbe. Az olvasztás teljes végbemenetele alatt, és ezt követően még mintegy 30 percen keresztül az üst tartalmát néha keverjük, hogy az ömledék homogén, a reakció teljes legyen. A cianidot ártalmatlanná tevő reakció az alsó hőmérsékleti tartományban (mintegy 550-700 °C-on) zajlik le, és a sófürdő cianid-koncentrációjától függően többé-kevésbé erős habzással jár. Ezért a további felfűtés során a hőmérsékletet óvatosan emeljük, nehogy kifusson az üst tartalma. Ha a habképződés megszűnt és az olvadék tükre tiszta, a hőmérsékletet a 700-750 °C-tól 900 °C-ra emeljük és ezen a hőfokon az olvadékot még 1-3 órán át tartjuk. Ez alatt az idő alatt a méregtelenítés teljesen lezajlik, az alábbi reakcióegyenlet szerint: 2 BaS04+3 Na2C03+2 NaCl+4 C02+3N2+Fe0 A kihűlt olvadékot elemzésnek vetjük alá, és miután ártalmatlansága megállapítást nyert, deponáljuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
