An Environmentally Friendly leather-making process based on Silica Chemistry

Abstract

An environmentally friendly leather process involving a lime-free liming process and a nano-SiO2 tanning process based on silica chemicals was investigated. The investigation included evaluation of the environment characteristics of this process, gelatin recovery from shavings together with the hydrothermal stability and mechanical properties of resultant leathers. The results indicated that the lime-free liming process based on sodium silicate and enzyme had an equivalent effect on fiber opening compared with conventional liming process. The physical strength and shrinkage temperature of the resultant leather tanned with nano-SiO2 were all higher than the stipulated Chinese standards of chrome-free leather and were close to the chrome tanned leather control. More importantly, the lime sludge and chromium were at zero discharge because lime and chrome were not used in this experimental in this experimental process. The total water consumption, raw shin basis, was decreased from 16.15L/Kg to 14.20L/Kg. At the same time, the values of biochemical oxygen demand (BOD5), chemical oxygen demand (COD), the total nitrogen content (TNC) and total solids (TS) in wastewater were all lower than the conventional process, showing reductions of 30%, 45%, 55% and 72%, respectively. BOD5/COD analysis revealed that the wastewater from experimental treatment was more biodegradable than that of control treatment. Another interesting result was that the nano-SiO2 shavings produced in this process could be easily reused. High quality gelatin without chromium was obtained and large amount of water and chemical materials was saved in recovery processes, so the secondary pollution caused by the traditional recovery of chrome shaving could be avoided.ResumenUn proceso ambiental amigable para cuero con apelambrado libre de cal y un proceso de curtición por nano-SiO2 basado en agentes químicos silíceos fue investigado. La investigación incluyó la evaluación de las características medioambientales de tal proceso, recuperación de gelatina de las rebajaduras junto con las características de estabilidad hidrotérmica y propiedades mecánicas de los cueros resultantes. Los resultados indicaron que el proceso de pelambre exento de cal basado en silicato de sodio y una encima tuvo un efecto equivalente sobre la apertura de la fibra en comparación con un pelambre convencional. La resistencia física y la temperatura de contracción del cuero curtido con nano-SiO2 fueron más elevadas que los valores de la norma estipulados para cuero exento de cromo en China y cerca de los obtenidos en un control de cuero curtido al cromo. Más importantemente, los lodos de cal y cromo estuvieron en cero en la descarga porque ni cal ni cromo fueron utilizados en este proceso experimental. El total del agua en base a peso crudo de la piel, se mermó de 16,15L/Kg a 14,2L/Kg. Concurrentemente los valores de demanda de oxígeno biológico (BOD5), demanda química de oxigeno (COD), el contenido total de nitrógeno (TNC) y sólidos totales (TS) en los residuos líquidos fueron todos más bajos que en el proceso convencional, demostrando reducciones de 30%, 45%, 55% y 72% respectivamente. Análisis de BOD5/COD demostró que los residuos líquidos del tratamiento experimental fueron más biodegradables que los del proceso de control. Otro interesante resultado fue que las rebajaduras en proceso por nano-SiO2 serían muy fácilmente reutilizadas. Gelatina de alta calidad exenta de cromo fue obtenida y grandes cantidades de agua y productos químicos se ahorrarían en la recuperación, así que la contaminación secundaria causada por la tradicional recuperación de las virutas con cromo podría obviarse.