CS254233B1 - Sposob výroby stabilizovaného lignínsulfananu železnatého - Google Patents

Abstract

Riešenie sa zaoberá spůsobom výroby stabilizovaného lignínsulfonanu železnatého. Jeho podstata spočívá v tom, že sulfitové výluhy a/alebo sulfitové výpalky připadne s obsahom sacharidov sa v kyslom prostředí stabilizujú kyselinou sírovou a/alebo hydroxidom vápenatým pri teplote 30 až 105 °C po dobu 1 až 24’ h pri pH 0,1 až 5, pričom vzniklý roztok sa upraví na pH 2 až 3 hydroxidom sodným, hydroxidom amónnym alebo· kyselinou sírovou, potom sa pri teplote 30 až 90 CC po dobu 15 min. až 43 h přidá síran železnatý v takom množstve, aby roztok vzniklého lignínsulfonanu železnatého po úpravě s hydroxidom sodným na pH 2,5 až 3,5 obsahoval 0,1 až 13 g železa na 100 g sušiny reakčného roztoku. Riešenie sa dá využíval v geologickom priemysle, stavebnom priemysle ako retardér tuhnutia cementovej malty a pod.

Description

4 254233

Predmetom vynálezu je sposob výrobystabilizovaného lignlnsulfonanu železnaté-ho ako aditíva výplachu pre geologickýprieskum.

Pri geologickom prieskume pody hlbinnýmvrtáním odvřtanú horninu zo sondy na po-vrch -vynáša vrtný výplach. Tento je vhá-ňaný do sondy výkonnými čerpadlami. Vrt-ný výplach pri híbení sondy recirkuluje aako recirkulujúce médium musí vykazovatρο-čas vřtania určité reologické vlastnostiako sú: viskozita, čerpatelnosf, filtrovatel-nosť, hrubka filtračného koláčt a tixotro-pia.

Aby výplach vykazoval uvedené vlastnos-ti, pridávajú sa do vrtného výplachu adití-va, napr. organické zlúčeniny s obsahomchrómu, ako je Metalignit X-30, Adisol, Adi-sol AF alebo obdobné chróm obsahujúcezlúčeniny, ako je Q Broxin. Aj keď uvedenéčinidla zabezpečujú vrtnému výplachu po-žadované reologické vlastnosti, ich společ-nou nevýhodou je, že obsahujú chróm, kto-rý je toxický. Z tohto dovodu sú uvedenéčinidlá hygienicky závadné pri hladainí pod-zemných zásob pitnej vody, pri navrtaní no-vých zdrojov a studní na pitnú vodu. Okremtoho pri kalovom hospodárstve vrtného vý-plachu je -možnost, že jeho- část sa dostávádo- pody, přesahuje až do spodných -vod aich znečisťuje. Zo zdravotnického hladiskazvlášť chróm v spodných vodách je nevíta-nou zložkou. Z toho dovodil sa ukázalo na-nejvýš žiadúce nahradit v. aditívach, ktoréobsahujú toxický katión chrómu, netoxic-kým katiónom železa.

Doterajšie známe postupy přípravy lignín-sulfonanu železnatého sa zakladajú na pó-s-obení síranu železnatého na roztok sulfi-tového výluhu alebo sulfitových výpalkov,a to za tepla. Nedostatky takéhoto postupuspočívajú v tom, že sulfitové výluhy a sul-fit-ové výpalky sa před vlastnou reakciounestabilizovali a tvorba lignínsulfonanu že-leznatého sa nepreviedla pri optimálnompH reakčného prostredia.

Uvedené nevýhody odstraňuje sposob, kto-rého podstata spočívá v tom, že sa sulfitovévýluhy a/alebo sulfitové výpalky popřípaděs obsahom sacharidov v kyslom prostředístabilizujú kyselinou sírovou a/alebo hydro-xidom vápenatým pri teplote 30 až 105 IOCpo -dobu 1 hodiny až 24 hodin pri pH 0,1až 5, pričom vzniklý roztok sa upraví napH 2 až 3 hydroxidom amonným alebo ky-selinou sírovou, potom sa pri teplote 30 až90 °C po- dobu 15 min. až 48 hodin přidá sí-ran železnatý v množstvo 0,03 až 30 g na100 g reakčného roztoku tak, aby roztokvzniklého lignínsulfonainu železnatého -poúpravo s hydroxidom sodným na pH 2,5 až3,5 obsahoval 0,1 až 13 g železa na 100 gsušiny reakčného roztoku.

Kolísavý obsah volnej a aldehydicky via-zanej kyseliny si-ričitej, viazanej na kyselinulignínsulfonovú a monosacharidy v použi-tých sulfitových výluhoch a sulfitových vý- palkoch, sú příčinou ich neštandardnýchTeologických vlastností. O-dstránením toho-to nedostatku podta vynálezu, sa reologic-ké vlastnosti vých-odzej suroviny stabilizujú,stávajú sa vhodnou surovinou a dávajú mož-nost z nich vyrobit vysokoúčinné aditívumštandardných Teologických vlastností.

Pri stabilizácii v kyslom prostředí, účin-kom kyseliny sírovej z reakčného roztoku,prchá plynný kysličník siřičitý. Tento vzni-ká rozkladem volnej kyseliny siřičitej, prí-tomnej v reakčinom roztoku, ako aj rozkla-dům kyseliny siričitej aldehydicky viaza-nejna kyselinu lignínsulfonovú a monosacha-ridy, obsiahnuté v použitých sulfitových vý-luhoch a sulfitových výpalk-och. Pri stabili-zácii v kyslom prostředí, účinkom hydroxi-du vápenatého za tepla, dochá-dza k reakciipoužitej zásady s kyselinou siřičitou, pří-tomnou v roztoku k odštepovaniu aldehydic-ky viazanej kyseliny siričitej za súčasnejtvorby siričitanov. V případe, že reakčná prostredie lignín-sulfonanu železnatého neleží v oblasti pH2,5 až 3,5, nezíská sa lignínsulfonan že-leznatý opti-málnych -Teologických vlastnos-tí. Pri pH vyššom ako 3,5 z reakčného roz-toku sa vylučuje železo a získá sa zmeslignínsulfonanu železnatého, hydroxidu že-leznatého a hydroxidu železitého. Pri pHnižšom ako 2,5 získaný lignínsulfonan že-leznatý ine-vykazuje dostatočnú schopnostznižovať viskozitu suspenzií. V oboch prípa-doch sa získá lignínsulfonan železnatý, kto-rý nevykazuje maximálně reologické vlast-nosti. Příklad 1 850 1 zahuštěných sulfitových výluhovkonc. 51,3 hmot. percent s obsahom mono-sacharidov- 23 hmot. percent sa po-dta AOč. 234 808 pri teplote 95 °C desulfituje a de-sacharizuje za neustálého miešania účinkom145 litrov hydroxidu sodného o koncentrácii330 g v 1 lilTi pri pH = 13 po -dobu 2 ho-din. Reakčný roztok sa zriedi 1 000 1 teplejvody a kyselinou sírovou ko-ncentrácie 95,02hmot. % upraví sa za miešania na pH == 2,5. Do desachariz-ovanéh-o a desulfito-vaného roztoku sa postupné připustí 64litrov roztoku síranu železnatého teploty60 °C a obsahu 32,5 g železa vila pri tep-lote reakčného roztoku 60 °C sa mieša 15miinút. Roztok sa potom neutralizuje hyd-roxidom sodným na pH = 2,5. Síran vápe-natý ako- vedlajší -reakčný produkt sa od-dělí od roztoku napr. sedimentáciou alebofiltráciou. Získaný číry roztok lignínsulfonanu že-leznatého po přepočítaní na 100 g sušinyroztoku obsahuje 0,31 g katiónu železa avykazuje vynikajúce reologické vlastnosti.Jeden gram sušiny roztoku v 100 g sladko-vodnej bent-omitovej suspenzie Sabenyl okoncentrácii 6 % zníži pri 20 °C jej rela-

Claims (1)

1. 5 S tív.nu viskozitu o 50 %, filtráciu o 20 °/o,hrůbku odfiltrovaného koláča o 50 %, pri-čom suspenzia vykazuje tixotropné vlastnos-ti a je dobře čerpatelná. Příklad 2 920 1 sulfitových výluhov o konc. 11,1hmot. % s obsahom 10,11 hmot. % mono-sacharidov o pH = 1,2 sa prl teplote 80 °Cza miešania v teplom prostředí postupnéneutralizuje na pH = 5 so 17,5 1 vápennéhomlieka s obsahom 13,72 % kysličníka vápe-natého. Počas doby 1 až 24 hodin sa roztokdesulfituje za vzniku siričitanu vápenatého.Nezreagované ipodiely hydroxidu vápenaté-ho a vzniklý siričitan vápenatý sa oddělísedimentáciou. Dekantáciou získaný číryroztok sa zahustí na koncentráciu 45 hmot.percent. 146 1 uvedeným postupem připra-veného' zahuštěného sulfitového· výluhu saza miešania okyslí kyselinou sírovou o kon-centrácii 93 hmot. % na pH = 2,8 zriedi savodou na objem 240 1, vyhřeje sa na teplotu60 C a postupné sa připustí 109 1 síranuželeznatého teploty 55 °C o obsahu 132 gželeza v 1 1. Roztok sa nechá reagovat 48hodin, pričom vzniklý síran vápenatý sa od-dělí sedimentáciou. Číry roztok po dekantácii sa zneutralizu-je koncentrovaným hydroxidom sodným napH = 3,5 a vysuší sa na kotúčovej sušiarni.Získá sa iprášok lignínsulfonanu železnaté-ho o sušině 82 % a s obsahom 12,7 g železav 100 g sušiny prášku. 1 g sušiny připrave-ného prášku v 100 g sladkovodnej bentoni-tovej suspenzie o koncentrácii 6 % znižujejej relatívnu viskozitu o 45 %, filtráciu o10 %, hrůbku filtračného koláča o 15 %.Připravená bentonitová suspenzia s obsa-hom lignínsulfonanu železnatého má přeprax vyhovujúcu čerpatelnosf a tixotropnévlastnosti. Příklad 3 900 1 zahuštěných sulfitových výpalkovkonc. 49,5 hmot. % sa pri teplote 50 'C po-čas jednej hodiny postupné acidifikuje skoncentrovanou kyselinou sírovou na pH =— 1,2 a roztok sa mieša až do unikinutiakysličníka siřičitého. Potom sa zriedi 160 1vody, zneutralizuje sa hydroxidom sodnýmo konc. 330 g hydroxidu sodného v 1 1 napH ~ 3, vyhřeje sa na teplotu 60 °C a ne-chá sa naň účinkovat 180 1 roztoku síranuželeznatého o· konc. 131,5 g železa v litri.Po 1 hodinovom miešaní roztok vykazujepH = 3,5, sušinu 390 g/l, obsah 3,8 g železana 100 g sušiny roztoku. Obsah 1 % sušinytohto roztoku pri skúškach na sladkovodnejsuspenzii bentonitu o konc. 6 % znižovaljej zdánlivá viskozitu o 40 až 50 %, filtro-vatelnosf o 15 % a hrůbku odfiltrovanéhokoláča o 15 %. Lignínsulfonain železnatý možno použit vgeologickom prieskume ako aditívum vrt-ného výplachu. Udržiava recirkulujúci vrt-ný výplach v čerpatefnom stave, vhodné u-pravuje viskozitu, filtráciu a tixotropiu vrt-ného výplachu. Možno ho aplikovat pri geo-logicko-prieskumných prácach, pri hfadanínových ložísk ropy, zemného plynu, novýchzásob nerastného bohatstva. Pretože je ne-toxický, možno ho s výhodou použit priodkrývaní podzemných zásob vody, najmapri vrtaní studní na pitnú vodu. Ďalej ho možno aplikovat ako retardértuhnutia cementovej malty, ako spomalovačtuhnutia betonu a ako činidlo proti chlóro-ze vimnej révy, ovocných stromov a okras-ných rastlín. Velkou výhodou vynálezu je,že pri výrobě sa využije odpad celulózo-pa-pierenského priemyslu. Využitím predmetuvynálezu dojde ku komiplexnejšiemu zužit-kovaniu drevnej hmoty, zníži sa znečisťo-vanie životného prostredia. PREDhET Sposob výroby stabilizovaného lignínsul-fonanu železnatého zo sulfitových výluhova/alebo sulfitových výpalkov, popřípadě sobsahom sacharidov, vyznačujúci sa tým,že sulfitové výluhy a/alebo sulfitové výpalkypopřípadě s obsahom bez obsahu sachari-dov, sa v kyslom prostředí stabilizujú kyse-linou sírovou a/alebo hydroxidom vápena-tým pri teplote 30 až 105 °C po dobu 1 až24 hodin pri >pH 0,1 až 5, pričom vzniklý VYNÁLEZU roztok sa upraví na hodnotu pH 2 až 3 hyd-roxidom sodným, hydroxidom amonným a-lebo kyselinou sírovou, potom sa pri teplote30 až 90 °C po dobu 15 minut až 48 hodinpřidá síran železnatý v množstve 0,03 až 30gramov ma 100 g reakčného roztoku tak,aby roztok vzniklého lignínsulfonanu želez-natého po úpravě s hydroxidom sodným napH 2,5 až 3,5 obsahoval 0,1 až 13 g železana 100 g sušiny reakčného roztoku. I