PL31927B1 - Sposób obróbki odpadkowego lugu siarczynowego - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu obróbki lugu odpadkowego, otrzymywa¬ nego przy gotowaniu materialu drzewne¬ go w roztworach siarczynowych wapnia, sodu lub amonu. Po oczyszczeniu lugu sposobem wedlug wynalazku nadaje sie on do dalszej przeróbki, np. do wytwarzania substancji organicznych o wlasciwosciach permutytu (organolitów), garbników albo do przeprowadzania w stan staly zawar¬ tych w nim substancji* organicznych.Sposób wykonywa sie przepuszczajac lug odpadkowy przez warstwe zawieraja¬ cego wodór wymiennika kationu, zdolne¬ go do wymiany jonu wodorowego. W dal¬ szym ciagu opisu substancja, posiadajaca taka wlasciwosc, bedzie nazywana „kwas¬ nym wymiennikiem kationu".Wykryto, ze kwasne wymienniki ka¬ tionu, zwlaszcza wytworzone z samego lu¬ gu odpadkowego, moga z latwoscia wia¬ zac z lugu odpadkowego wieksza czesc zasad takich, jak wapno, lug sodowy, amo¬ niak, oddajac mu jony wodorowe, dzieki czemu lug ten staje sie bardziej kwasny, niz byl pierwotnie. Normalny lug wyka¬ zuje np. pH — 2,5—3, natomiast lug, po¬ traktowany odpowiednio wymiennikiem kationu, wykazuje *pH nizsze niz 1.Lug, obrobiony w ten sposób, mozna np. zobojetniac amoniakiem az do odpo¬ wiedniego pH, a nastepnie obrabiac dalej w celu otrzymania produktu o wlasciwos¬ ciach garbnika. Produkt ten daje bardzo malo popiolu i Wykazuje czystosc, nieosia¬ galna dotychczas przy otrzymywaniu od-powiednich produktów, wytwarzanych z odpadkowego lugu siarczynowego.Lug odpadkowym -oczyszczony w opisa¬ ny sposób, moze byc równiez uzyty do wy¬ twarzania wymiennika kationu przez od¬ parowywanie do sucha, a nastepnie moz¬ na go poddawac dlugotrwalemu ogrze¬ waniu w stosunkowo niskiej temperatu¬ rze, nie przekraczajacej 130°C.Suszenie moze byc dokonywane w prózni. Po wysuszeniu przewazna czesc substancji jest nierozpuszczalna w wodzie.Po wygotowaniu w wodzie, przy czym do roztworu przechodza weglowodory, pozo¬ staje substancja, która moze latwo wiazac zasady z surowego lugu odpadkowego i moze oddawac te zasady, jesli zostanie potraktowana rozcienczonym kwasem siarkawym albo innymi rozcienczonymi kwasami.A zatem za pomoca tych wymienni¬ ków kationów mozna w fabryce celulozy odzyskiwac zasady z lugu.Wiadomo juz, ze lug odpadkowy, otrzy¬ mywany przy wytwarzaniu celulozy siar¬ czynowej, mozna przeprowadzac w stan staly przez odparowywanie i ogrzewanie pod cisnieniem. Dalej wiadomo, ze przez dodawanie kwasu i ogrzewanie pod cis¬ nieniem mozna stracac zen substancje or¬ ganiczne. Zabiegi te, a zwlaszcza ostatni z nich, sa bardzo kosztowne ze wzgledu na koniecznosc odparowywania oraz ze wzgledu na ilosc potrzebnego do tego cza¬ su. Lug odpadkowy, oczyszczony sposo¬ bem wedlug wynalazku i wykazujacy pH równe 1 lub mniejsze, mozna przeksztal¬ cic w postac stala bez Uprzedniego odpa¬ rowywania albo tez mozna go rozlozyc w taki sposób, iz praktycznie biorac wszy¬ stkie substancje organiczne ulegaja stra¬ ceniu, po czym mozna je oddzielic prz'ez saczenie, otrzymujac ciecz kwasna i bez¬ barwna, która mozna odprowadzac do ka¬ nalu sciekowego. Oddzielony material sta¬ ly, najlepiej po wysuszeniu, mozna stoso¬ wac jako opal albo jako srodek nawozo¬ wy. Mozna go równiez stosowac jako su¬ rowiec do wytwarzania wegla chlonnego, wegla elektrodowego i koksu, prawie zu¬ pelnie nie dajacego popiolu..Cukry fermentujace, zawarte w lugu, zaleca, sie odzyskiwac przez fermentacje w celu wytwarzania alkoholu albo w celu wytwarzania paszy zawierajacej bialka, gdyz w przeciwnym razie te substancje cukrowe zostalyby stracone. Taka obrób¬ ke fermentacyjna wykonywa sie przed obróbka kwasnym wymiennikiem katio¬ nów. Ponizej podaje sie kilka przykladów wykonywania sposobu zarówno jesli cho¬ dzi o oczyszczanie, jak i o dalsza obróbke oczyszczonego roztworu.Przyklad I. 390 cm3 lugu odpadkowe¬ go, otrzymywanego przy stosowaniu kwa¬ snego siarczynu amonowegp sposobem Gross-Engelstada i zawierajacego w 100 cm3 11,5 g suchego materialu oraz 0,59 g NH3, przepuszczono przez 100 g wymien¬ nika kationu, wytworzonego tak, jak po¬ dano w przykladzie II. Lug odpadkowy, pierwotnie wprowadzony (100 cm3), za¬ wieral 0,00136 g NH3 (100 cm3) oraz wy¬ kazywal pH mniejsze niz 1; druga frakcja (100 cm3) zawierala 0,0034, trzecia frak¬ cja (100 cm3) — 0,041, a czwarta frakcja (90 cm3) — 0,256 g NHZ (100 cm3). Trze¬ ciej z tych frakcji mozna bylo uzyc bez¬ posrednio, jako materialu do wytwarzania kwasnych wymienników kationów. Moz¬ na ja bylo równiez ogrzewac pod cisnie¬ niem w celu stracenia substancji organicz¬ nych.Czwarta frakcje mozna calkowicie uwolnic od amoniaku przez obróbke swie¬ zo wytworzonym kwasnym wymiennikiem kationu i mozna ja nastepnie zuzytkowac tak, jak trzy pierwsze frakcje.Po przemyciu wymiennika kationu wo¬ da zastapiono zawarty w nim amoniak wo¬ dorem przez potraktowanie woda z dwu¬ tlenkiem siariki o zawartosci S02 wyno- — 2 —szacej ^,6%. Okazalo sie, ze przy dosta* tecznym nadmiarze wody zawierajacej S02 udaje sie odzyskac praktycznie bio¬ rac caly amoniak, zawarty w roztworze, jako dwusiarczyn amonowy.Nalezy zaznaczyc, ze jesli roztwory maja jednakowe aniony (jon siarczynowy lub dwusiariczynowy), to przemywanie czysta woda pomiedzy stosowaniem obu roztworów jest zbyteczne.Przyklad IL Wl celu wytworzenia kwasnego wymiennika kationu 2 litry amoniakalnego odpadkowego lugu siar¬ czynowego, pozbawionego zawartej w nim zasady przez obróbke kwasnym wymien¬ nikiem kationu, odparowano do sucha i ogrzewano dalej w ciagu 4—6 godzin w temperaturze 105—110°C. Wytworzo¬ na substancje stala rozdrobniono i wygo¬ towano w wodzie, przy czym cukier i po¬ dobne substancje ulegly rozpuszczeniu oraz powstal wymiennik zasady, którego skutecznosc wynosi 116 mekv/g.Przyklad III. 1,6 1 lugu odpadkowego o zawartosci zasad, obnizonej przez obró¬ bke kwasnym wymiennikiem kationu do 0,0034 g amoniaku w 100 cm3 ogrzewano w autoklawie w temperaturze 180—200°C w ciagu pól godziny. Otrzymano 830 cm3 bezbarwnego przesaczu oraz 112 g abso¬ lutnie suchego materialu, co odpowiada 70 kg/m3 lugu 'odpadkowego i co stanowi 85% suchego materialu, zawartego w lugu odpadkowym.Jezeli stosuje sie nizsza temperature, to zabieg trwa dluzej, w wyzszej zas tem¬ peraturze, np. 220—230°C, mozna goskon- czyc w krótszym czasie.Przy ogrzewaniu pod cisnieniem za¬ wartosc S02 z cieczy odpadkowej mozna odzyskac wypuszczajac ten gaz u góry au¬ toklawu.Kwasna ciecz pozostala po ogrzewaniu pod cisnieniem mozna zuzytkowac do re¬ generacji lorganolitu, który wiazal zasady.Jezeli pozadana jest obróbka pod cisnie¬ niem lugtr odpadkowego, nie potraktowa¬ nego kwasnym wymiennikiem kationu i wymagajacego dodatku kwasu, to oka¬ zuje sie, ze stracanie substancji organicz¬ nej wymaga bardzo dlugiego czasu. Reak¬ cja w tym przypadku przebiega w ciagu mniej wiecej 2 godzin.Okazalo sie, ze przy reakcji stracania jest rzecza obojetna, czy uzyty' roztwór zostal wytworzony przez permutyzacje lugu odpadkowego, otrzymanego po obró¬ bce materialu drzewnego roztworem dwu- siarczynu sodowego, potasowego, czy tez amonowego. Wszystkie te lugi odpadko¬ we, po usunieciu z nich zasady za pomoca kwasnego wymiennika kationu, sa prak¬ tycznie biorac identyczne.Przyklad IV. Lug odpadkowy, otrzy¬ many przy obróbce materialu drzewnego dwusiarczynem sodowym albo wapnio¬ wym, obrabia sie kwasnym wymiennikiem kationu, po czym dodaje sie ilosc amonia¬ ku odpowiadajaca ilosci usuwanych zasad.Do obróbki tej mozna stosowac rów¬ niez wymiennik kationu, zawierajacy wy¬ mienialne jony amonowe, przy czym za¬ wartosc wyzej wspomnianych zasad w tym lugu odpadkowym zostaje zastapiona amo¬ niakiem bez koniecznosci pózniejszego do¬ dawania amoniaku.Nastepnie ciecz odparowuje sie, aby otrzymac gesty wyciag albo substancje stala, która mozna przerobic na proszek, przy czym wyciag albo proszek nalezy do typu otrzymywanych w procesie stosuja¬ cym lug odpadkowy po kwasnym siarczy¬ nie amonowym, to znaczy, ze'zawiera on malo popiolu, a dzieki zawartosci azotu jest bardzo odpowiedni jako garbnik.Wszystkie te zabiegi mozna wykony¬ wac w temperaturach zwyklych albo wyz¬ szych. W ostatnio podanym przypadku do oczyszczania lugu i do wytwarzania garb¬ ników (przyklad I i IV) mozna stosowac bezposrednio goracy odpadkowy lug siar- - 3 -czynowy (o temperaturze 60—70°, a na¬ wet 90°C).Jak wynika z powyzszego opisu, spo¬ sób wedlug wynalazku pozwala na calko¬ wite zuzytkowywanie odpadkowego lugu siarczynowego z fabryk celulozy siarczy¬ nowej, a jednoczesnie sposób ten 'umozli¬ wia odzyskiwanie zasad, poniewaz wy¬ miennik kationu, nasycony zasadami, tra¬ ktuje sie rozcienczonym kwasem siarka¬ wym, który zastepuje jego zasady jonami wodorowymi, po czym roztwór stosuje sie do obrójki materialu drzewnego, a kwas¬ ny wymiennik kationu moze ponownie wiazac zasady lugu odpadkowego.Fakt, ze wymiennik kationu mozna wytwarzac w urzadzeniu do gotowania miazgi drzewnej, czyni sposób wedlug wy¬ nalazku latwym do zastosowaniu w prze¬ mysle. PL

Claims (7)

1. Z a s t r ze zenia pate nt o we. 1. Sposób lobróbki odpadkowego lugu siarczynowego, znamienny tym, ze odpad¬ kowy lug siarczynowy po uprzednim usu¬ nieciu zawartych w nim cukrów za pomo¬ ca fermentacji albo bez usuwania cukrów obrabia sie kwasnym wymiennikiem ka¬ tionu . (organolitem) w celu uwolnienia go od wiekszej czesci zawartych w nim zasad.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzyty wymiennik kationu (orga- nolit) regeneruje sie przez potraktowanie wodnym roztworem S021 przy czym pow¬ staje kwasny roztwór dwusiarczynu, któ¬ rego mozna uzywac do obróbki miazgi drzewnej.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze lug odpadkowy, potraktowany or¬ ganolitem, ogrzewa cie pod cisnieniem bez uprzedniego odparowywania, przy czym glówna czesc substancji organicznej stra¬ ca sie w postaci stalej, która nastepnie zostaje oddzielona od cieczy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3, zna¬ mienny tym, ze zawartosc S02 z lugu od¬ zyskuje sie wypuszczajac gaz wywiazany podczas ogrzewania pod cisnieniem. '
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, w zastoso¬ waniu do dbróbki odpadkowego lugu za¬ wierajacego wapn albo sód, znamienny tym, ze lug odpadkowy traktuje sie wy¬ miennikiem kationu, zawierajacym wy¬ mienialne jony amonowe (np. organoli¬ tem) i potraktowanym uprzednio roztwo¬ rem amoniaku albo soli amonowej, przy czym zawartosc wyzej wspomnianych za¬ sad w'lugu odpadkowym zostaje zasta¬ piona amoniakiem.
6. 6. Sposób wedlug zastrz.. 1, w zastoso¬ waniu do obróbki lugu odpadkowego, za¬ wierajacego zasady rózne od amoniaku, znamienny tym, ze lug odpadkowy, poz¬ bawiony swych zasad przez potraktowa¬ nie organolitem, przeksztalca sie w amo¬ niakalny lug odpadkowy przez traktowa¬ nie amoniakiem.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do obróbki siarczynowego lugu odpadkowego stosuje sie kwasny wymien¬ nik kationu, wytworzony z siarczynowego lugu odpadkowego, uwolnionego od za¬ wartych w nim 'zasad. Norsk Hydro- El ektrisk K v a e 1 s t o f a k t i e s e 1 s k a b Zastepca: M. Skrzypkowski rzecznik patentowy 40248 PL