202899. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vasoxid pigment előállítására vörösiszapból
1 HU 202 899 B 2 A találmány a Bayer eljárásnál keletkező vörösiszapból vasoxid tartalmú festék- és műanyagipari célokra alkalmas színező, töltő és korróziógátló pigment előállítására vonatkozik. Az eljárás során a vörösiszap vizes szuszpenziójának pH beállításával és az azt követő ioncserés felületkezeléssel, szűréssel, illetve hidrociklonos elválasztással állítjuk elő a festék- és műanyagipari szempontból értékes, fő tömegében vasoxidvörös, valamint az egyéb kismennyiségű nehéz fémoxidokat tartalmazó legfeljebb 25 pm szemcseméretű pigmenteket. Ismeretes, hogy a vasoxid tartalmú pigmentek tekintélyes mennyiségben kerülnek felhasználásra a műanyagiparban, valamint korrózióvédő és dekoratív célokra szolgáló festékek előállításánál, mint igen jó színtartósággal, fedőképességgel és hőállósággal rendelkező szervetlen pigmentek. Vasoxid tartalmú pigmentet festékipari célokra vassókból, elsősorban Fe- S04-ból állítanak elő, szintetikus úton (4 129 454; 3 987 156; 4 153 472 sz. USA szabadalmi leírások). Ismeretes olyan eljárás is nagystabilitású pigmentek előállítására, ahol vörösiszapból indulnak ki. A 158626 sz. magyar szabadalmi leírás szerinti eljárás vasoxidvörös, krómsárga és krómzöld pigmentek stabilizálásra vonatkozik. A stabilizáló szer lényegében egy vizes oldat, amely Al, Ti, Si, Co, Cr, Be, Ga, Zr és Ni sókat, illetve ezek elegyét tartalmazza. A stabilizáló oldatot a Bayer eljárás melléktermékeként keletkező vörösiszapból nyerik savas feltárással és frakcionált kioldással. A vörösiszapot savas feltárással vízoldható fémsókká dolgozzák fel és azokat 3 frakciókra különítik el. Az első menetben a vötösiszapból híg sósavval AICI3 alakban kioldják annak Al tartalmát. Az oldatot később a vasoxid pigment stabilizálására használják. A második menetben 30 t%-os sósavval golyósmalomban őrlik az Al tartalmától megfosztott iszapot, miáltal a vörösiszap vasoxidvörös tartalma teljes egészében vaskloriddá alakul. A vaskloridot a továbbiakban a hagyományos vasoxidvörös pigmentgyártás kiindulási anyagaként hasznosítják. A harmadik menetben a visszamaradó iszapot oxálsavval vastalanítják, majd perklórsavas kezeléssel oldatba viszik annak TÍO2, C03O4, NÍO2, Z1O2, Cr2C>3, BeO és Ga203 tartalmát. A nyert oldatot krómsárga pigmentek stabilizálására hasznáják. Az eljárás nem festékpigmentet nyer ki a vörösiszapból, hanem vízoldható Fe, AI, Ti, Zr, V, Co, Cr, Ni és Ga sókra dolgozza fel azt. Ezzel szemben a jelen találmányi bejelentésünkben ismertetett eljárással a vörösiszapből a festék- és műanyagipari szempontból fontos, fő tömegében vasoxidvörös pigmentet és korrózióvédelmi szempontból kedvező tulajdonságú, az előbbiekben felsorolt, társult fémoxidokat azok kémiai összetételének megváltoztatása nélkül könnyen és hatékonyan nyerjük ki. Az így kapott pigment oldható nátriumvegyületeket vagy más korrozív ionokat nem tartalmaz, festékipari kötőanyagokban, műanyagokban igén könnyen diszpergálható. A velük készült festékbevonatok, műanyagok vízállósága, vegyszerállósága, korrózióvédő képessége és élettartama vizsgálataink szerint mintegy másfélszerese a hagyományos pigmenteket tartalmazó hasonló készítményekének. Az általunk javásolt eljárás kivitelezési módja a következő: A Bayer eljárás során kapott, feldolgozandó vörösiszapot vízzel, előnyösen csapvízzel felszuszpendáljuk és 10-40 t% tömegszázalék szárazanyag tartalomra beállítva homogenizáljuk. További hígítás után a szuszpenziót ásványi savakkal (HCl, H2SO4, HNO3), ezek elegyével vagy hengerművi páclevekkel pH=5-7 közé állítjuk be. Pihentetés és adott esetben vizes hígítás után ezt a zagyot megfelelő szitarendszeren szűrjük, vagy hidrociklonnal osztályozzuk a 20-25 pm feletti meddő anyagok és szemcsék elválasztása céljából. Ezt követően a visszamaradt 20-25 pm alatti szemcsék szuszpenziójához alkáli földfémek kalcium, magnézium, bárium, stroncium, illetve vas, cink, alumínium vízoldható sóit (kloridjait, szulfátjait), illetve ezek vizes oldatait adjuk, majd ezekből ammónia vagy alkálihidroxid hozzáadásával (pH—7,5—9) a vasoxid szemcsék felületére a fenti fémek hidroxidjait csapjuk le. Vízoldható alkáli foszfátok, szilikátok vagy karbonátok egyidejű hozzáadásával hidroxidok helyett a megfelelő foszfátok, karbonátok, illetve ezek kívánt arányú keverékével boríthatjuk a vasoxid pigmentszemcséket. A fenti hidroxid, foszfát, szilikát vagy karbonát aránya a vasoxid tömegére vonatkoztatva 0,25- 3 tömegszázalék. Ezt követően a pigmentszemcséket ismert módon (ld. 151862 sz. magyar szabadalmi leírás) felületkezeljük C12-C18 szénatomszámú monokarbonsavaknak vagy a ftálsav, a maleinsav Cs-Ci6 szénatomszámú alkoholokkal képzett félésztereinek ammónia vagy alkáli sói vizes oldataival. Eljárásunk lehetővé teszi a technológia olyan kivitelezését is, hogy a feldolgozandó vörösiszapot átsavanyítás után a meddőtől nem választjuk el, hanem azzal együtt kezeljük, és organofilizáljuk az előzőekben leírt módon, majd ezt követően levegő befúvatásával a meddőt a vasoxid szemcséktől elválasztjuk. A meddő a szuszpenzió alján, az organofilizált finomszemcsés vasoxid koncentrátum pedig a felületen helyezkedik el, amely leúsztatással vagy dekantálással közvetlenül a mosószűrőre vihető. A felületkezelést követően az így kezelt anyagot szűrőprésen, szűrőmosó centrifugán, dobszűrőn stb. vízzel, előnyösen csapvízzel mossuk, végül ionmentes vízzel öblítjük, majd 105-110 'C-on szárítjuk. Az így nyert termék a lakkfesték- és műanyagiparban a korszerű, felületkezelt pigmentekre jellemző módon feldolgozható. Példák 1. példa A Bayer eljráással kapott (3,5 t% Ti02-ot, 0,015 t% NiO-ot, 0,018 t% Zr02-ot, 0,25 t% Cr203-ot, 0,18 t% Ga203-t, valamint 0,1 t% BeO-ot tartalmazó) 70 t% szárazanyag tartalmú és 0,1-150 pm szemcseméretű vörösiszapból keverőberendezésben csapvíz vagy szűrt folyóvíz hozzáadásával, keverés révén 40 t% szilárd5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
