HU200729B - Process for producing basic zinc carbonate - Google Patents

Description

(57) KIVONAT

A találmány tárgya eljárás bázikus cink-karbonát eloltására cink-tartalmú vizes oldatoknak alkálifémés/vagy alkáliföldfém-karbonátokkal és/vagy -hidrogén-karbonátokkal legalább 60 ’C hőmérsékleten való reagáltatása útján. A találmány értelmében úgy járnak el, hogy a reakciót nátrium-acetátban kifejezve 40-90 g/1 acetátion-koncentráció jelenlétében folytatják le.

A leírás terjedelme: 3 oldal, ábra nélkül

HU 200 729 B

-1HU 200729 Β

A találmány tárgya eljárás bázikus cink-karbonát előállítására cink-tartalmú vizes oldatok és alkálifém és/vagy alkáliföldfém-karbonátok és/vagy hidrogénkarbonátok reagáltatása útján.

Ismeretes, hogy a vegyipar számos területén képződnek különféle fémionokat tartalmazó, többnyire híg hulladékoldatok, amelyek feldolgozása a szigorú környezetvédelmi előírások miatt egyre nehezebb feladatot jelent. A cinkiont tartalmazó mérgező hulladékoldatok döntő mértékben egyrészt a galvánipar, másrészt a szerveskémiai ipar területén képződnek.

A galvánipar területéről származó hulladékoldatokból iparilag hasznosítható fémsók előállítására számos megoldás ismert. Ezek közös jellemzője, hogy lúgos hatású vegyületekkel, igy pl. alkálifémvagy alkáliföldfém-hidroxidokkal vagy -karbonátokkal közömbösítik a savas páclé-oldatokat.

A galvántechnikai ipar cank-tartalmú hulladékoldatainak feldolgozására a legelőnyösebb megoldást a 170 070 sz. magyar szabadalmi leírás ismerteti. Az eljárás lényege, hogy a savas kémhatású cink-tartalmú hulladékoldat szabad sav tartalmát az egyébként ismert lúgos kémhatású anyagokon kívül finom elosztású és savakban spontán oldódó fémmel és/vagy alkálikus tulajdonságú cinksóval, előnyösen bázikus cink-karbonáttal semlegesítik. Az így nyert oldatot vagy bepároljuák, vagy pedig 45 ’C-on tovább semlegesítik, és a kicsapódó terméket szárítják vagy felhasználják további páclevek semlegesítésére. Az eljárás egyszerű és olcsó, különleges berendezéseket nem igényel, és (gy iparilag könnyen megvalósítható.

Ismeretes az is, hogy a szerveskémiai iparban képződő dnkion-tartalmú hulladékoldatok más fémet legfeljebb csupán nyomokban tartalmaznak. Ezért lehetővé vált, hogy a kinyert cink-karbonátot nem csupán a galvánipar, hanem a gyógyszeripar, a növényvédőszert és műtrágyát gyártó ipar és egyre jelentősebb mértékben a takarmányipar is felhasználja. A bázikus cink-karbonát ugyanis vízben nem oldódik, a tápok tartósságát nem rontja, és az élő szervezet kitűnően hasznosítja. Cink-tartalma a bázikusság fokától függ.

A szakirodalomból ismert eljárások a cink-klorid és a cink-szulfát oldatok feldolgozására vonatkoznak, ahol megfelelő hőmérsékleten és koncentrációban cserebomlás útján alkálifém-karbonát, illetve alkáliföldfém-karbonát hozzáadásával bázikus cink-karbonátot képeznek. A 171177 sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint a lehető legmagasabb fémtartalmú bázikus fémkarbonátokat állítanak elő. Itt abból a felismerésből indulnak ki, hogy a bázikus fémkarbonátok az xMECO3.yMe(OH)2 általános képletnek megfelelően sokféle összetételben ismeretesek. Ezek a vegyületek összetételben tehát a fémkarbonát és a fémhidroxid molekulák egymáshoz való arányában különböznek. A javított eljárás abban áll, hogy a fém vízoldható sójából cserebomlás útján állítják elő a magas bázicitás fokú fémkarbonátokat 45 ’Cnál magasabb hőmérsékleten olyan módon, hogy vizet és azzal elegyedő proton-megkötő szerves oldószert és oldott, illetve szuszpendált alkálifém-karbonátot, adott esetben alkálihidroxidot is tartalma2 zó heterogén elegybe adagolják a fémsót, illetve annak tömény oldatát, vagy a fémsó és karbonát egy részének szilárd keverékét, miközben az elegy pHját alkáliföldfém-karbonát felhasználása esetén Ί£ fölötti értéken tartják, amit adott esetben nátriumhidrond adagolásával biztosítanak Bár az eljárás viszonylag bonyolult, különleges biztosítanak. Bár az eljárás viszonylag bonyolult, különleges berendezéseket nem igényel, így iparibg is megvalósítható. Hiányossága viszont, hogy a szerves oldószer felhasználása miatt nem elégíti ki a szigorú környezetvédelmi előírásokat.

Az ismert eljárások közös hátránya, hogy nem alkalmasak a cinkion teljes leválasztására, aminek következtében a képződő anyalúg cink-tartalma meghaladja azt a határértéket, amely mellett a környezetbe minden további nélkül kiengedhető.

A találmány kidolgozása során azt a célt tűztük magunk elé, hogy az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölésével olyan eljárást biztosítsunk, mely egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé cinktartalmú hulladékoldatokból a cink kinyerését az iparban széles körben felhasználható, magas cinktartalmú bázikus cink-karbonát formájában.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a cink gyakorlatilag teljesen kinyerhető a cink-klorid és/vagy cink-szulfát tartalmú oldatokból, ha a cinkiont magas bázidtású fokú bázikus cink-karbonát formájában választjuk le acetátionok jelenlétében. Ez a felismerés azért meglepő, mert a technika ismert állása alapján az volt várható, hogy az acetátok puffer hatása megnehezíti a leválasztás végpontjának észlelését, amiért is fennáll a lúgos anyag túladagolásának veszélye és ezzel esgyütt az amfoter jellegű cink visszaoldódása.

A fentiek alapján a találmány eljárás bázikus cink-karbonát előállítására cink-tartalmú vizes oldatoknak alkálifém- és/vagy alkáliföldfém-karbonátokkal tslvagy -hidrogén-karobnátokkal legalább 60 ’C, előnyösen 85-95 ’C hőmérsékleten való reagáltatása útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a reakciót nátrium-acetátban kifejezve 40-90 g/1, előnyösen 60-70 g/1 acetátion-koncentráció jelenlétében folytatjuk le.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében úgy járunk el, hogy a 4090 g/1 acetátion-koncentrádót ecetsav és/vagy acetátok adagolásával állítjuk be.

A találmány szerinti eljárást 90 g/l-nél több acetátiont tartalmazó kiindulási cinkoldatok esetén úgy folytatjuk le, hogy az oldat acetátion-koncentrációját a felesleges ecetsav kidesztillálásával állítjuk be 90 g/l-nél kisebb értékre.

A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők:

a) Gyakorlatilag a cinkionok teljes leválasztását teszi lehetővé, ami környezetvédelmi szempontból rendkívül előnyös.

b) Cink-tartalmú hulladékoldatokból egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé magas cink-tartalmú bázikus cink-karbonát nagyipari előállítását.

c) A leválasztáshoz nem igényli szerves oldószerek felhasználását.

d) Az acetátionok jelenléte gyakorlatilag semleges anyalúgot eredményez.

-2HU 200729 Β

e) Az eljárással előállított termék szárazanyagtartalomra vetített cink-tartalma 57-58%.

A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg:

1. példa

Visszafolyató hűtővel és hőmérővel ellátott 1000 ml-es háromnyakú gömblombikba bemérünk 300 ml 113,6 g/1 koncentrációjú cink-klorid oldatot és 130 ml 250 g/1 koncentrációjú nátrium-acetát oldatot, és 85 °C-ra melegítjük. Ezután állandó keverés mellett 332 ml 80 g/1 koncentrációjú és 60 ’C-ra előmelegített szódaoldatot adagolunk hozzá. A csapadékos elegyet fél órán át 85-95 *C-on tartjuk, majd szűrjük, kloríd-mentesre mossuk és 105 ’C-on tömegállandóságig szárítjuk. Az oldat végső nátrium-acetát koncentrációja 44 g/1. Az anyalúg cinktartalma 7 n^L

Az így kapott bázikus cink-karbonát cink-tartalma 75,6 tömeg%, tömege 27,8 g, a kitermelés 97,9%.

Ellenpélda az 1. példához

Mindenben az 1. példa szerinti módon járunk el, azzal az eltéréssel, hogy nátrium-acetátot nem adagolunk a cink-klorid oldathoz. Az így kapott bázikus cink-karbonát rosszul ülepedik, lassan szűrődik és nehezen lehet klorid-mentesre mosni. Cink-tartalma 51,8 tömeg%, tömege 30/5 g, a kitermelés 96,6%. Az anyalúg cink-tartalma 71 mg/1.

2. példa

Mindenben az 1. példa szerinti módon járunk el, azzal az eltéréssel, hogy a cink-klorid oldathoz 195 ml 250 g/1 koncentrációjú nátrium-acetátot adagolunk. Az oldat végső nátrium-acetát koncentrációja 66 g/1. Az így kapott bázikus cink-karbonát cinktartalma 57,8 tömeg%, tömege 27,9, a kitermelés 98,6%. Az anyalúg cink-tartalma 5 mg/1.

3. példa

Keverővei, visszafolyató hűtővel és hőmérővel ellátott 1000 ml-es háromnyakú gömblombikba bemérünk 300 ml 134,6 g/1 koncentrációjú cink-szulfát oldatot és 400 ml350 g/1 koncentrációjú magnézium-acetát oldatot, és a kapott oldatot 85 ’C-ra melegítjük. Ezután 2ŰO ml vízben szuszpendált 20,7 g magnézium-karbonátot 60 ’C-ra melegítünk, és a cink-szulfát oldathoz adagoljuk. A csapadékos elegyet fél órán át 85-95 ’C-on tartjuk, majd szűrjük, szulfát-mentesre mossuk és tömegállaadóságig szárítjuk. Az oldat végső acetát-koncentrádója nátrium- acetátban kifejezve 89,6 g/1. Az így kapott bázikus cink-karbonát cink-tartalma 57,0 tömege 26,8 g, a kitermelés 95%. Az anyalúg cink-tartalma 93 mg/1.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (3)

1. Eljárás bázikus cink-karbonát előállítására cink-tartalmú vizes oldatoknak alkálifém- ésjvagy alkáliföldfém-karbonátokkal és/vagy -hidrogénkarbonátokkal legalább 60 ’C, előnyösen 85-95 ’C hőmérsékleten való reagáltatása útján, azzal jellemezve, hogy a reakciót nátrium-acetátban kifejezve 40-90g/ζ előnyösen 60-70 g/1 acetátion-koncentráció jelenlétében folytatjuk le.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 40-90 g/1 acetátion-koncentrádót ecetsav és/vagy vízoldható szervetlen acetátok adagolásával állítjuk be.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás 90 g/l-nél több acetátiont tartalmazó kiindulási cinkoldatok esetén, azzal jellemezve, hogy az oldat acetátion-koncentrációját a felesleges ecetsav kidesztillálásávaL