Способ регенерации отработанного травильного раствора

 

Изобретение относится к способу регенерации отработанного травильного раствора, содержащего хлориды двухи трехвалентного железа и хлорид меди . Цель изобретения - повьппение степени чистоты раствора. Способ включает две стадии: на первой стадии в отработанный раствор вводят смесь гидроокисей двух-и трехвалентного железа при их соотношении, равном 1,5 ()-а, где oi - степень отработки травильного раствора, а - корректирумдее число, равное 0,05-0,15, и ртфильтровьтают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентного железа. На второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на 1 моль хлорида меди, -отфильтровывают выпавшую в осадок смесь гидроокисей двухи трехвалентного железа и окисляют осадок воздухом до соотношения в смеси гидроокисей двухи трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадии процесса. 1 табл. $ сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 С 23 G 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3д;. -, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ."":,;"

К А STOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ".И." ду, -... (21) 4130255/31-02 (22) 09.07.86 (46) 23. 06.88. Бюл. й- 23 (71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (72) А.А.Светиков, В.А.Суворин и Е.А.Калинюк (53) 621.794.48(088.8) (56) Николаев Г.С. Регенерация отработанного травильного раствора на основе хлорида железа (III) для меди.

Депонированная в ВИНИТИ рукопись

N9 3895-,76 Деп.

I (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОГО

ТРАВИЛЬНОГО РАСТВОРА, (57) Изобретение относится к способу регенерации отработанного травильного раствора, содержащего хлориды. двухи трехвалентного железа и хлорид ме„„SU„„1404552 А 1 ди. Цель изобретения — повышение степени чистоты раствора. Способ включает две стадии: на первой стадии в отработанный раствор вводят смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа при их соотношении, равном 1,5 (Ы -1)-а, где о — степень отработки травильного раствора, а — корректирукицее число, равное 0,05-0,15, и ртфильтровывают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентного железа. На второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на 1 моль хлорида меди, .отфильтровывают выпав1пую в осадок смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа и окисляют осадок воздухом до соотношения в смеси гидроокисей двух- и трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадии процесса. 1 табл.

1404552

Изобретение относится к способам регенерации травильньм растворов, в частности содержащих хлориды двухи трехвалентного железа и хлорид меди.5

Цель изобретения — повышение степени чистоты раствора.

В таблице представлены данные проведения предлагаемого способа по примерам 1-7.

Как видно из данных таблицы, отработанный травильный раствор, регенерируемый по предлагаемому способу, имеет различную степень отработки Ы т.е. долю хлорного железа от содержа- 15 щегося в исходном растворе и израсходованного в процессе травления по реакции

2РеС1 + Cu = 2РвС1 + СиС1 20 (1)

Величина м зависит от условий проведения травления и составляет обыч-. но 40-60Х. По предлагаемому способу на первой стадии в отработанный раст-25 вор вводят смесь гидроокисей двухи трехвалентного железа, При этом происходит реакция обмена

Ре(ОН) 1 5(1 — о )

= -т — — — — = 1 5(Ы -1) (3)

Ре (ОН)

f что следует из материального баланса процесса при осаждении железа по предлагаемому способу.

Экспериментально установлено, что реакция (2) протекает полностью лишь . при некотором недостатке гидроокиси

2ГеС1 +ЗРе(ОН), = 2Ре(ОН) +ЗГеС1а 30 (23, при осуществлении которой на каждый моль непрореагировавшего в процессе травления хлорида железа вводят

1,5 моль гидроокиси железа (II), что по отношению к 1 моль хлорного железа в исходном травильном растворе составляет 1,5(1- сс) моль. При этом по реакции (2) получают (1- eC) моль

Ге(ОН) .-. Для того, чтобы в осадке гид-10 роакиси железа (II),который по предлагаемому способу растворяют в соляной кислоте для возвращения в процесс травления, оказалось 1 моль Ре(ОН)д, недостающее количество Ре(ОН)р допол- g5 нительно вводят с осадком Ре(ОН) после окисления в количестве пС моль. Соотношение Ре(ОН) к Fe(OH)q при этом с ос та вля ет железа (II). Образование такого недостатка достигается на стадии окисления Ге(ОН) путем некоторorо его переокисления сверх теоретически не-. обходимого уровня. Количественная характеристика такого недостатка является измеримой в показателях стадии окисления, для чего формула (3) корректируется на величину a, т.е.

1, 5 (м -1) — а, где д — корректирующее число. При а больше 0,05 реакция (2) протекает практически полностью, что обеспечивает высокое качество травильного раствора (примеры 1-3).

При увеличении а до значений, больших 0,15, возрастает необходимая степень окисления осадка и. увеличивается время, необходимое для осуществления стадии окисления. В случае, когда соотношение Ре(ОН) :Fe(OH)> = О, предлагаемый способ с двухстадийным осаждением переходит в одностадийный, что требует увеличения времени окисления с 20-30 мин до 1,5-2 ч.

В реальных условиях, когда величина р не постоянна; для регенерации каждого травильного раствора требуются различные соотношения F (OH) к

Ре(ОН), которые определяются по формуле (3) .

Необходимый уровень указанного отношения достигается путем проведения процесса окисления в течение времени, определяемого экспериментально для каждого конкретного случая, причем величина отношения может контролироваться аналитически.

После проведения первоч стадии процесса по реакции (2) и отделения фильтрованием образовавшегося Fe(OH)> который растворяют в соляной кислоте с получением травильного раствора, на второй стадии фильтрат обрабатывают газообразным или водным аммиаком, нижний предел избытка которого 2моль/моль

CuC1ä обусловлен его минимальным количеством, необходимым для перевода всей меди в тетрааммиакат, исключения ее накопления в цикле регенерации и попадания в отрегенерированньй раствор. Увеличение количества аммиака более 2,2 моль/моль хлорида меди нецелесообразно в связи с отсутствием эффекта от такого увеличения.

При осуществлении способа (например, в соответствии с примером 1)

1000 мл отработанного на 507 травиль ного раствора с содержанием 1,54 моль/л

1404552

РеС1, 1/54 моль/si FeC1 и 0,77 моль/л

CuCl смешивают с осадком, содержащим 2, 27 моль Ре(ОН) и 1,57 моль

Ре (ОН) . Получают осадок, содержащий

3,08 моль Fe(OH)» который после xipoмывки и отжатия растворяют в 740 мп соляной кислоты плотностью 1,19 г/см и разбавляют водой до 1 л. Полученный раствор содержит 500 г/л

10 (3,08 моль/л) РеС1 . Фильтрат после первой стадии осаждения, содержащий

0,77 моль СиС1 0,03 моль РеСlз и

3,8 моль РеС1, обрабатывают 10,8 моль газообразного или водного аммиака, внося тем самым избыток 2,03 моль/ моль CuGl . Осадок фильтруют и окисляют воздухом в присутствии содержащегося в нем тетрааммиаката меди в течение 20 мин, достигая соотношения

Ре(ОН) /Ре(ОН), равного 1,45 при а = 0,05. Степень окисления осадка

0,4. Окисленный осадок, содержащий

2,27 моль Ре(ОН), 1,57 моль Ре(ОН)з и 1,2 моль кристаллического хлорис- 25 того аммония, возвращают на первую стадию осаждения. Медь в осадке пос-. ле промывки его 5Х-ным аммиаком и водой отсутствует ° Полученный* как фильтрат раствор тетрааммиаката ме- 30 ди и хлорида аммония используют, например для приготовления медно-аммиачного травильного,раствора.

При проведении регенерации в условиях примерах 1 и поддержании величины а = 0 время окисления состав35 ляет 20 мин а содержание РеС1

0,02 моль/л.

Как следует из сравнения примеров

1,6 и 7, при понижении величины а ниже 0,05 избыток РеС1 в растворе недостаточен для растворения всего

Fe(0H) и раствор загрязнен РеС1 .

При повышении величины g выше 0,15 увеличивается время окисления (в примере 7 на 20Х по сравнению с примером 1).

При промышленном осуществлении предлагаемого способа процесс проводят в двух одинаковых емкостях, для чего 100 л отработанного травильного раствора с составом примера 1 заливают в .емкость, снабженную ложным днищем, перекрытым фильтрующей перегородкой, в которой содержится осадок

0,227 кмоль Fe(0H) и 0,157 кмоль

Ре(ОН), . Подают воду на разбавление и воздух на перемешивание. Через

15 мин фильтрат отсасывают под вакуумом во вторую точно такую же емкость, осадок промывают водой и подсушивают воздухом, затем смешивают с 74 л соляной кислоты плотностью

1, 19 г/см . Осадок растворяется, полученный раствор отфильтровывают и используют как травильный. Фильтрат во второй емкости отрабатывают

1,84 кмоль аммиака, затем барботиру- . ют воздух для окисления до отношения

Ре(ОН) /Ре(ОН) = 1,45, отфильтровывают и промывают осадок, используемый для следующей регенерации. Первая стадия следующей регенерации проводится во второй емкости, вторая в первой и так попеременно далее.

В сравнении с извес-,íb ì спсссбсм, предлагаемый позволяет получать травильный раствор, не загрязненный хлоридом аммсния и хлоридом железа (II) . и уменьшить время, затрачиваемое на окисление гидроксида железа (II), за счет снижения степени его окисления в среднем в 2,5 раза.

Формула изобретения

Способ регенерации страб таннсгс травильного раствора, содержащего хлориды двух- и трехвалентнсгс желе-за и хлорид меди, включающий извлечение трехвалентногс железа в виде гидроокиси, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты раствора, процесс извлечения трехвалентного железа из раствора ведут в две стадии: на первой ста— дии в отработачный раствор вводят смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа при их соотношении, равном 1,5(oL - 1) — а, где ь . — степень отработки травильногс раствора, а корректирующее число, равное 0,050,15, и отфильтровывают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентнсго zeлеза, а на второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на

1 моль хлорида меди, отфильтровывают выпавшую в осадок смесь гидрсокисей двух- и трехвалентного железа и окисляют осадок воздухом до соотношения в смеси гидрокисей двух- и трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадии процесса.

1404552

Время окисления мин, Пример

CuCl

Рес1

Следы 20

0,05

2,03

2,27

1,57

Следы

1,26

0,09

2,73

2,2

1,80

0i08

1,88

45

0,09

2,54

0,02

1,23

0,015 17

2,78

3,0

Следы

2,19

0,15 2,5

Следы 22

2,09

0,26

1,69

3,0

Составитель Е. Кубасова

Редактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор С.Черни

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3059/28

Производственно"полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Степень отработ ки травильноro раствора, Х

Содержание в смеси осадков, моль и

Fe(0н) Fe(0н) Величина корректи рующего числа, а

Избыток аммиак мелв/ моль

СиС1

Содержание примесей в отрегенерированном растворе, моль/л