Спосіб одержання мінерального дубителя

Спосіб одержання мінерального дубителя шляхом взаємодії розчину хромомістких гальванічних відходів з сірчаною кислотою в присутності відновника при нагріванні, який відрізняється тим, що як відновник використовують гіпосульфіт натрію з формальдегідом при витраті гіпосульфіту натрію 65-160, а формальдегіду 25-45 масових частин від вмісту Сr2О 3 у відходах, при цьому процес ведуть протягом 30-60 хвилин. (19) (21) 2000116640 (22) 23.11.2000 (24) 15.05.2001 (33) UA (46) 15.05.2001, Бюл. № 4, 2001 р. (72) Плаван Вікторія Петрівна, Журавський Василь Антонович, Цимбаленко Олексій Опанасович (73) КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ 38918 сті від 25 до 45 масових частин, достатня для здійснення окислювально-відновної реакції. Збільшення витрати гіпосульфіту натрію при одночасному зменшенні витрати формаліну в заявлених межах дозволяє одержати дубитель з певним ступенем маскування. Витрата разом як відновників 60 м.ч. гіпосульфіту натрію і 40 м.ч. формальдегіду, для проведення окислювально-відновної реакції недостатня. Витрата разом 165 м.ч. гіпосульфіту натрію і 30 м.ч. формальдегіду надмірна, при цьому внаслідок окислювально-відновної реакції утворюється хромовий екстракт з високим ступенем маскування, що майже позбавляє його дубильної здатності і не забезпечує потрібної термостійкості шкіри. Рідкі хромомісткі гальванічні відходи утворились після процесів хромування деталей машин і крім сполук хрому містять у незначній кількості Fe, Cu, Ni та сірчану кислоту. Спосіб реалізують таким чином: в реактор завантажують задану кількість рідких хромомістких гальванічних відходів, попередньо визначивши вміст Сr2О2 в них, доливають необхідну кількість сірчаної кислоти, при цьому враховують ту сірчану кислоту, яка міститься у відхода х, та підігрівають утворений розчин до 85-90°С. Необхідну кількість сірчаної кислоти на 100 масових частин Сг2О3 розраховують за відомими методиками за формулою Н = 1,93 (100-а). Потрібну кількість формальдегіду у вигляді 30% розчину (формаліну) та гіпосульфіту натрію, як відновників, додають порціями при постійному перемішуванні. При цьому температура реакційної суміші збільшується і реакцію відновлення ведуть при кипінні розчину протягом 30-60 хвилин. Кінець відновлення визначають по зміні забарвлення розчину з червоно-коричневого до смарагдово-зеленого. Одержаний дубитель охолоджують, відстоюють протягом 24 годин, при необхідності фільтрують. Проводять аналіз на вміст оксиду хрому та визначення основності. Якщо необхідно, основність хромового дубителя коригують карбонатом натрію, кількість якого розраховують за формулою m = 2,09( А-а) , де m-кількість % карбонату натрію, яку необхідно додати від маси Сr2О3, щоб підвищити основність хромового екстракту від його початкового значення а до потрібного А. Приклади виконання способу: Приклад 1. В реактор з нержавіючої сталі, який оснащено мішалкою, наливають 100 л рідких гальванічних відходів з вмістом Сг2О3 195 г/л і сірчаної кислоти 3,6 г/л. Потім доливають 13,1 л сірчаної кислоти з густиною 1,84. Одержаний розчин підігрівають до температури 90°С і порціями при постійному перемішуванні додають 12,7 кг гіпосульфіту натрію (65 м.ч. від вмісту Сr2О 3 у відходах) та 30 л формаліну (45 м.ч. формальдегіду від вмісту Сr2О3 у відходах). Процес одержання дубителя відбувається при кипінні реакційної суміші протягом 30 хвилин. Кінець процесу спостерігають по зміні забарвлення розчину від червоно-коричневого до смарагдово-зеленого. Після відстоювання дубителя протягом доби, визначають його основність, яка дорівнює 24%. Для підвищення основності хромовий екстракт підігрівають до температури 65-70°С та при перемішуванні частинами додають 4,5 кг карбонату натрію. Продукт відстоюють протягом доби. Основність екстракту 35%. Приклад 2. Реакцію проводять так як у прикладі 1, але одержання дубителя відбувається протягом 45 хвилин при такому співвідношенні компонентів, масові частини від вмісту Сr2 O3 у відходах: - рідкі хромомістки гальванічні відходи - 100 л; - сірчана кислота з густиною 1,84 - 13,1 л; - гіпосульфіт натрію - 15,8 кг (80 м.ч.); - формалін - 22 л (34 м.ч. формальдегіду). Після відстоювання дубителя протягом доби визначають його основність, яка дорівнює 26,7%. Для підвищення основності хромовий екстракт підігрівають до температури 65-70°С та при перемішуванні частинами додають 3,4 кг карбонату натрію. Продукт відстоюють протягом доби. Основність екстракту 35%. Приклад 3. Реакцію проводять так як у прикладі 1, але одержання дубителя відбувається протягом 60 хвилин при такому співвідношенні компонентів, масові частини від вмісту Сr2 О3 у відходах: - рідкі хромомістки гальванічні відходи - 100 л; - сірчана кислота з густиною 1,84 - 13,1 л; - гіпосульфіт натрію - 31,6 кг (160 м.ч.); - формалін - 16 л (25 м.ч. формальдегіду). Після відстоювання дубителя протягом доби визначають його основність, яка дорівнює 30,3%. Для підвищення основності хромовий екстракт підігрівають до температури 65-70°С та при перемішуванні частинами додають 2 кг карбонату натрію. Продукт відстоюють протягом доби. Основність екстракту 35%. Приклад 4. В реактор з нержавіючої сталі, що оснащений мішалкою наливають 100 л рідких гальванічних відходів з вмістом Сr2О3 195 г/л і сірчаної кислоти 3,6 г/л. Потім доливають 13,1 л сірчаної кислоти з густиною 1,84. Одержаний розчин підігрівають до температури 90°С і порціями при постійному перемішуванні додають 10,7 кг гіпосульфіту натрію (55 м.ч. від вмісту Сr2О 3 у відходах) та 30 л формаліну (45 м.ч. формальдегіду від вмісту Сr2О3 у відходах). Відновники додають при кипінні реакційної суміші протягом 30 хвилин, але зміни забарвлення розчину від червоно-коричневого до смарагдово-зеленого не відбувається. С уміш підігрівають ще півгодини, але в зв'язку з тим що витрачається недостатня кількість відновника, окисно-відновна реакція проходить не до кінця, а продукт який утворюється має недостатні дубильні властивості і його не бажано використовувати для дублення шкір. Приклад 5. Реакцію проводять так як і в прикладі 1, при такому співвідношенні компонентів, масові частини подано від вмісту Сr2О 3 у відходах: - рідкі хромомісткі гальванічні відходи -100 л; - сірчана кислота з густиною 1,84 - 13,1 л; - гіпосульфіт натрію - 33,1 кг (170 м.ч.); - формалін - 16 л (25 м.ч. формальдегіду). При одержання дубителя по прикладу 5 витрачають надлишок відновника, внаслідок чого частина гіпосульфіту натрію не розчинюється і не бере участі в реакції, а дубитель, що утворюється, являє собою в'язку масу, яка погано розчиняється 2 38918 у воді при нормальній температурі. В процесі стояння відбувається подальше загущення дубителя, що утр уднює його застосування для дублення шкір. Дубителі, що одержані за прикладами 1-5 характеризуються показниками, наведеними в табл. 1. Як свідчать дані таблиці, хромові дубителі за вмістом сполук хрому та значенням основності за прикладами 1-3 задовольняють вимогам нормативно-технічної документації і можуть використовуватись для дублення шкір. За прикладом 4 спостерігається дуже низька основність, до того ж дубитель містить як сполуки Сr(ІІІ) так і сполуки Cr(VI), які не мають здатності дубити. За прикладом 5 дубитель перед застосуванням потрібно підігрівати, що, по-перше, змінює його властивості, а по-друге, ускладнює технологію дублення. Одержані дубителі використовували для дублення шкір для верху взуття із сировини великої рогатої худоби за типовою методикою. В табл. 2. наведені показники, що характеризують деякі властивості готови х шкір. Як видно із наведених в табл. 2 даних, при однаковій витраті хромового дубителя як за прототипом, так і за прикладами 1-3, вміст сполук хрому в зразках за прикладами 1-3 вище ніж у прототипу, що і пояснює більшу температур у зварювання готових шкір за прикладами 1-3. Використання дубителя, одержаного відповідно вказаного способу дозволяє одержати термостійку, досить еластичну шкіру, показники міцності якої задовольняють вимогам нормативно-технічної документації (межа міцності при розтягуванні повинна бути більше 15 МПа, видовження при навантаженні 9,8 МПа не менше 30%). Крім того, використання даного винаходу дозволить утилізувати хромомісткі гальванічні відходи без значних додаткових витрат. Таблиця 1 Показник Вміст Сг2О3, г/л Основність, % 1 215 35 2 190 35 За прикладами 3 4 196 195 35 10 Прототип 5 200 25 200 32 Таблиця 2 Показник Витрата дубителя, % від маси голини в розрахунок на Сг2О3 Температура зварювання, °С Вміст Сг2О3, % від маси абс. сухої шкіри Межа міцності при розтягуванні, МПа Видовження при навантаженні 9,8 МПа, % За прикладами 3 4 5 Прототип 1 2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 103 103 105 65 85 95 6,0 6,0 5,7 2,6 3,5 4,8 28 32 39 12 15 22 38 36 34 18 25 30 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3