KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 62
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 JUNA 1938.
PATENTNI SPIS BR. 14055
Solvay & Cie., Bruxelles, Belgija.
Postupak za prečišćavanje rastvora hidroksida alkalnih metala.
Prijava od 25 maja 1937.	Važi od 1 decembra 1937.
Naznačeno pravo prvenstva od 26 maja 1936 (Engleska).
Ovaj se pronalazak odnosi na -prečišćavanje rastvora hidroksida alkalnih metala.
Rastvori hidroksida alkalnih metala, koji se ddbijaju putem izvesnih industrijskih postupaka, kao što je uobičajeni postupak za kausticiranje kreča, vrlo često sadrže vrlo znatne količine neželjenih je-dinjenja siticijuma, aluminijuma i mangana.
Jedan od ciljeva ovog pronalaska jeste da se pruži podesan i efikasan način za otklanjanje tih jedinjenja, naročito si-licijumovih jedinjenja. Drugi cilj je da se pruži način za prečišćavanje, koji se može neposredno primeniti na relativno razbla-žene rastvore kaustičnih alkalija, kao što su rastvori kaustične sode, do-bijeni kao proizvod uobičajenog postupka za kausti-ciranje kreča.
Mi smo našli da mi možemo izdvojiti silicijumova jedinjenja iz rastvora hidroksida alkalnog metala, koji sadrži do približno 45% do 50%) po težini hidroksida alkalnog metala, putem digestiranja tih rastvora sa podesnim količinama dva ili više reagenasa, od kojih je bar po jedan izabran iz svake od sledečih grupa:
(1)	hidratisani oksidi, hidroksidi i soli trivaletntnog gvožda, obuhvatajući tu i soli kiselina dobijenih od feri-oksida, na primer, natrijum ferit;
(2)	oksidi, hidroksidi i soli kalcijuma.
Silicijumova jedinjenja, kao rezultat
tog tretiranja, padaju kao talog, koji se može izdvojiti cedilom, na centrifugi ili
prosto taloženjem. Jedinjenja aluminijuma i mangana, koja se nalaze u prvobitnom rastvoru, takođe se talože kao rezultat ovog tretiranja, iako stepen izdvajanja tih jedinjenja nije tako veliki, kao što je to slučaj sa jedinjenjima silicijuma. Talog, koji se stvara skupnom upotrebom jednog kalcijumovog i jednog jedinjenja gvožda, verovatno je neki složeni kalci-jum-feri-silikat, koji sadrži raznolike količine aluminijum oksida (obično u obliku mešovitog kristala) već prema prirodi prvobitnog rastvora. Izdvajanje aluminijum oksida pojavljuje se posredno iz ovog tretiranja, pošto je dejstvo jedinjenja gvozda i kalcijuma na aluminijum oksid ništavno, ako nisu prisutna i jedinjenja silicijumova. Vrlo je verovatno da se aluminijum oksid taloži u -obliku nekog kompleksa sa silicijum oksidom, gvožđem i kalci-jumom.
Skoro sva jedinjenja trivalentnog gvožda izgleda da su efektivna za ciljeve ovoga pronalaska. Svako jedinjenje gvožda, koje je u stanju da stvori feri-hidrok-sid ili hidratisani feri-oksid prilikom dodavanja u rastvor hidroksida alkalnog metala, može se upotrebiti. Naravno, ne treba upotrebljavati takva jedinjenja gvožda, u kojima se gvožđe nalazi u vrlo postojanom kompleksnom jonu, pošto se od tih jedinjenja ne može očekivati da će sude-lovati u reakciji ili u reakcijama, koje vode ka taloženju silicijumovih jedinjenja. Isto je tako razumljivo, da jedinjenja, koja sadrže silicijuma, ne mogu biti podesna,
Din. 10.—
pošte se njihovom upotrebom ne može u-neti mnogo više gvožđa u rastvor, nego što će se izdvojiti u talogu.
Kao jedinjenje trovalentnog gvožđa, mi najradije upotrebljavamo hidratisani feri oksid, feri hidroksid, feri sulfat, feri hlorid ili natrijum ferit. Podesna kalciju-mova jedinjenja su oksid, hidroksid, karbonat, sulfat, hlorid, nitrat, i aluminat. Mi smo dobijali dobre rezultate, kada smo u-potrebljavali feri hidroksid ili feri sulfat u vezi sa kalcijum hidroksidom ili karbonatom. Reagensi se mogu dodavati bilo kojim redom, ili istovremeno. Mi najradije izvodimo digestiranje na povišenoj temperaturi na primer na lOCPC, pošto smo našli da se time reakcija pospešava. U koliko je niža temperatura tretiranja, sve je duže vreme, koje je potrebno da se postigne isti stepen izdvajanja silicijum oksida.
lipo trebi je no jedinjenje trivalemtnog gvožđa može se dodavati kao takvo, ili se može stvarati, ako se to želi, u samom rastvoru, oksidacijom jedinjenja dvova-lentnog gvožđa. Tako na primer, mi možemo da upotrebimo ferihidroksid ili hidratisani ferioksid, bilo kao takve, i!, ih možemo stvoriti reakcijom neke fero ili feri-soli sa nekim rastvorom ili suspenzijom hidroksida ili karbonata, uz ubrizgavanje vazduha, ako se upotrebi kakva fe-ro-so. Alternativno, feri- jedinjenje, koje će se upotrebiti u postupku, može se izdvojiti iz taloga, koji je stvoren pri izvođenju postupka prema ovom pronalasku.
Količine reagenasa zavisiće od oblika, u kome se oni dodaju, a takođe i od količina silicijuma, aluminijuma ili mangana, koje se imaju izdvojiti. Pod pogodnim uslovima 90% ili više od manjih iznosa si-licijumoksida mogu se izdvojiti, upotrebljavajući najmanje 1,3 molekila jedinjenja gvožđa, obračunatog kao FeaOs, na mo-lekil silicijumoksida, i najmanje 5 molekila kalcijumovog jedinjenja, obračunatog kao CaO na jedan molekil silicijumoksida, ali se ovaj pronalazak ni u kom smislu ne ograničava baš samo na te proporcije.
Teorijski, molekilarni odnos jedinjenja gvožđa prema silicijumoksidu (Fe2C>3 : SiCk) mora biti veći od jedinice. Vrednost 1,3 odgovara bitno minimalnom odnosu, koji je potraba-n u praksi. Ta se vrednost može povećati, pa čak udvostručiti, radi pospešivainja reakcije, ali se, po pravilu, ne postižu nikakva preimućstva ako se ta vrednost pretera preko 2. Molekilarni odnos kalcijumovog iedinjenia prema silicijumoksidu (CaO : SiCk) može da varira između širokih granica. Može se povećati, bez štetnih posledica, do vrlo visoke vred-
nosti, na primer, 150. Ipak, optimalna vrednost tog odnosa izgleda da je negde oko 10. Molekilarni odnos kalcijumovog jedinjenja prema jedinjenju gvožđa, (CaO : Fe203) može da varira od 3 do 100 pa čak i više. Optimalna vrednost ovog odnosa nešto se malo menja sa molekilarnim odnosom jedinjenja gvožđa prema silicijumoksidu, i to u suprotnom smislu prema o-vom poslednjem. Može se staviti između 3 i 8 za molekilarne odnose jedinjenja gvozda prema silicijumoksidu od 2 i 1,3 res-pestivno.
Rastvor hidroksida alkalnog metala može biti relativno razblažen, na primer, može sadržavati oko 10% po težini hidroksida alkalnog metala. On može sadržavati i izvesne substance, kao što su karbonati, sulfati i kloridi, koje vrlo često nalazimo u kaustičnom likvoru, i oni ne sprečavaju dbaranje silicijumoksida. Rastvor takode može biti i u obliku magme ili mut-Ijaga, i može sadržavati čvrsti kalcijum karbonat ili hidroksid (na primer, magma dobijena iz postupka za kausticiranje kre-ča) i baš se taj kalcijum karbonat ili hidroksid mogu iskoristiti kao drugi reagens, pri čemu se dodaje još samo jedan reagens ili više reagenasa iz prve grupe.
Sledeči primeri prikazuju prirodu o-vog pronalaska, ali ga ni u kom smeru ne ograničavaju.
Prvi primer.
Izvorni rastvor sadržavao je 11 grama NaOH na 100 grama rastvora, a sadržaj silicijumoksida, sračunatog kao SiCb, iznosio je 400 delova na milion. U 100 grama ovog rastvora i na temperaturi od 100°C., bilo je dodato, uz neprekidno mešanje, 0,5 grama Ca (OH)2 i 0,34 grama ferisulfata u obliku 20%-nog rastvora. Rastvor je održavan na 100°C., za vreme od 2 sata, uz neprekidno mešanje, posle čega je talog izdvojen od rastvora na podesan način. Rastvor je sada sadržavao samo oko 40 delova na milion silicijumoksida, to jest, 90% silicijumoksida bilo je izdvojeno. Pored toga, 50% sadržaja alumi-nijumoksida u rastvoru, boji je prvobitno iznosio oko 300 delova na milion, bilo je takođe izdvojeno.
Uporedoim eksperimentima bilo je pokazano da ni Ca (OH)2 niti ferisulfat, sami po sebi i u gornjim iznosima, ne mogu da svedu sadržaj SiC>2 mnogo ispod 300 delova na milion. Dalje, čak i kada se upotrebi zasebno tako velika količina ferisulfata, kao što je 3,4 grama, mnogo se
manje silicijumoiksida otklanja, nego kada se istovremeno upotrebe i kalcijumhidrok-sid i ferisulfat u gore naznačenim količinama.
Drugi primer.
Izvorni rastvor sadržavao je oko 120 grama NaOH, 500 mg., SiC>2 i 3 do 4 mg., mangana na kilogram rastvora. Posle tretiranja od 5 časova, uz mešanje, na temperaturi od 95°C., sa 3,6 grama Fes (OH)e i 6,4 grama Ca (OH)2 na kilogram rastvora, i posle odvajanja dobijenog taloga, rastvor je sadržavao samo 30 mg., SiOa i manje od 0,1 mg., mangana na kilogram rastvora. Posle 2 sata, sadržaj mangana u rastvoru već je bio pao na manje od 0,1 mg., na kilogram rastvora.
Treći primer.
Izvorni rastvor sadržavao je oko 11% po težini kaiustione sode, silicijuma (sračunatog kao SiCh) 275 delova na milion i mangana 0,4 dela na milion. 150 kubna santimetra rastvora bila su tretirana za vreme od 2 sata, uz mešanje, na temperaturi od 100°C., sa 1,5 grama Ca (OH)2 i 1 gramom ferisulfata (kao 20%-ni rastvor), pa je dobijeni talog bio izdvojen. Rastvor je imao sadržaj silicijuma od 15 delova na milion (sračunato kao SiCh) i sadržaj mangana od 0,19 dela na milion.
Patentni zahtevi.
1.	Postupak za prečišćavanje rastvora hidroksida alkalnog metala, naznačen time, što se digestira rastvor, koji sadrži do 45%—50% po težini hidroksida alkalnog metala, sa podesnim količinama dva ili više reagenasa, od kojih je bar po jedan reagens izabran iz svake od sledečih grupa: (a) grupe koja obuhvata hidratisane okside, hidrokside i soli trivalentnog gvo-žđa, ubrajajući i soli kiselina, dcbijenih
od ferioksida, na primer, natrijumferit; b) grupe, koja obuhvata okside, hidrokside i soli kalcijuma, pri čemu se reagensi dodaju u bilo kome redu ili jednovremeno.
2.	Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što se kao prvi reagens uzima hidratisani ferioksid, ferihidroksid, ferisulfat, ferihlorid ili natri jumferit.
3.	Postupak prema zahtevu 2, naznačen time, što je prvi reagens ferihidroksid ili ferisulfat, a drugi reagens kalcijum hidroksid ili karbonat.
4.	Postupak prema zahtevu 1, 2 ili 3, naznačen time, što se prvobitni rastvor nalazi u obliku magme ili mutljaga, koji sadrži kalcijum karbonata ili hidroksida, pri čemu se taj kalcijum karbonat ili hidroksid upotrebljavaju kao drugi reagens, i samo se još jedan reagens, ili više reagenasa, iz prve grupe doda rastvoru.
5.	Postupak prema zahtevu 1, 2, 3 ili 4, naznačen time, što se jedinjenje trivalentnog gvožđa priprema na licu mesta, t.j. u samom rastvoru, koji se tretira, ako se to želi, putem oksidacije jedinjenja dvovalentnog gvožđa.
6.	Postupak prema zahtevu 1, 2, 3, 4 ili 5, naznačen time, što proporcija rea-gensa iz pive grupe, sračunatog kao FesOs, iznosi 1,3 molekila na molekil sili-cijumo-ksida, koji se ima izdvojiti, a proporcija reagensa iz druge grupe, sračunatog kao CaO, iznosi najmanje 5 molekila na molekil silicijumoksida, koji se ima izdvojiti.
7.	Postupak prema makojem cd zahteva 1 do 6, naznačen time, što je rastvor hidroksida alkalnog metala u relativno razblaženom stanju, na primer, sadrži oko 10% po težini hidroksida alkalnog metala.
8.	Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što se kao rastvor hidroksida alkalnog metala upotrebljava rastvor ikau-’Stične sode, dobljen uobičajenim postupkom za kausticiranje kreča.
9.	Postupak prema makojem od zahteva 1 do 8, naznačen time, što se digesti-ranje izvodi na povišenoj temperaturi, na primer, na temperaturi od 100°C.