Mezi nejběžněji používané kyseliny řadíme kyselinu chlorovodíkovou a kyselinu sírovou. Dále se také používá kyselina fosforečná, fluorovodíková nebo dusičná. K moření uhlíkových ocelí se se využívá kyselina sírová nebo chlorovodíková a pro nerezovou ocel se spolu s kyselinou sírovou aplikuje také kyselina fosforečná, dusičná či fluorovodíková.
Naše společnost přináší technická řešení, aby pomohla svým zákazníkům rozvíjet jejich podnikání a v tomto případě využívat maximální kapacitu mořicí lázně se zlepšením produktivity, nízkým dopadem odpadů na životní prostředí a úsporou na nákup nových chemikálií.
Technologie zařízení je vždy založena na základních chemických a fyzikálních principech, které umožňují řešení průmyslové recyklace. Výsledkem moření je rozpouštění kovu v mořicím roztoku. Tento proces se zpomaluje se zvyšující sekoncentrací nečistot v mořicím roztoku.
Chemická reakce moření kyselinou sírovou:
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Síran železnatý, který se tvoří ve výše uvedené reakci, je buď monohydrát nebo heptahydrát v závislosti na teplotě krystalizace (obr. 1).

Obr. 1: Síran železnatý ve vodné kyselině sírové

Rychlost moření se zvyšuje se rostoucí teplotou a koncentrací kyseliny. Jak moření pokračuje, kyselina se vyčerpává a sloučeniny železa se hromadí v mořící kapalině do bodu, kdy moření již není účinné. Vyčerpaná kapalina se vypustí a mořící nádrž se znovu naplní čerstvou kyselinou.
Níže jsou uvedena možná řešení pro nakládání s odpadními roztoky:
1. Likvidace mimo lokalitu.
2. Neutralizace na místě a likvidace v čistírnách odpadních vod.
3. Regenerace kyseliny.

Možnost 1 a 2 má následující nevýhody:
- Vysoké náklady na likvidaci a neutralizaci mimo závod.
- Ztráta kyseliny likvidací. Takže požadavek na nákup čerstvé kyseliny bude narůstat.
- Vypouštění a doplňování nádrží na kyselinu způsobí ztrátu času a výroby.
- Proměnlivá koncentrace kyseliny a železa v mořící nádrži ovlivní čas a kvalitu moření.
- Tyto metody nejsou šetrné k životnímu prostředí.

Obr. 2: Zařízení CRYSTAL

Výhody regenerace kyseliny sírové
- Je šetrný k životnímu prostředí.
- Neexistují žádné náklady na likvidaci nebo neutralizaci.
- Při likvidaci nedochází ke ztrátě kyseliny. Potřeba nákupu čerstvé kyseliny se tedy sníží.
- Systém uzavřené smyčky zvýší efektivitu výroby.
- Sníží se tvorba usazenin na dně mořící lázně.
- Optimální a konstantní koncentrace kyseliny / železa v mořících nádržích zvýší rychlost a kvalitu moření.
- Lze získat vedlejší produkty, jako je heptahydrát síranu železnatého, který lze prodávat jako vedlejší surovinu (hnojivo).
- Snadný provoz zařízení a nízká energetická náročnost.
- Dimenzování velikosti zařízení na míru potřeb provozu u zákazníka.

Obr. 3: Schéma procesu zařízení CRYSTAL

Funkce
Mořicí kyselina je čerpána z nádrže čerpadlem chemických látek a vedena přes předfiltr k odstranění hrubých částic (ve skutečnosti máme dva filtry, které fungují alternativně); pokud je první filtr příliš znečištěný, je kyselý roztok automaticky odeslán do druhého filtru, což operátorovi poskytne čas na vyčištění prvního filtru. Pokud jsou oba filtry zanesené, systém se automaticky zastaví. Roztok je poté odeslán do primárního chladiče, kde se teplota sníží ochlazenou kyselinou, která protéká výměníkem v protisměru (vrací se z konce procesu při teplotě 0°C). Tímto způsobem můžeme optimalizovat energetickou spotřebu dodávkou kapalin pro moření a krystalizaci s odpovídající teplotou a dosáhnout značnou úsporu energie.
Předchlazený roztok kyseliny je odeslán do krystalizačního reaktoru s primárním chladicím systémem založeným na principu chladničky: studená kapalina udržuje teplotu lázně v blízkosti 0°C. Při této teplotě se rozpustnost síranu železnatého snižuje a v důsledku toho přebytek soli vytváří krystaly. Roztok je neustále promícháván, aby se v reaktoru udržela stejnoměrná teplota, takže síran železnatý nemůže klesnout na dno.
Nádrž je připojena k usazováku, kde se soli usazují na dně. Ze dna usazováku je síran železnatý dopravován do násypného zásobníku, kde se skladuje a dehydratovaný plní do velkých pytlů. Mořicí lázeň (mořírenský louh) je poté recyklována do mořicí nádrže, zatímco získané soli jsou připraveny k prodeji jako sekundární surovina.
Navrhované zařízení je plně automatické. Systém je monitorován čidly teploty a tlaku. Jednotka je doplněna systémem, který je schopen zastavit proces v případě standardních situací, jako je například nulový průtok, nízký podávací tlak, teplota nad nastavenou hodnotou atd.

text/foto Jozef Šiška