Установка для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора

Изобретение относится к установкам для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, образующегося при очистке поверхности стального проката, работающим в замкнутом цикле, путем термического разложения раствора и последующей абсорбции образующегося при этом хлороводорода водой. Установка включает сборный бак для отработанного травильного раствора, камеру предварительного испарителя, реактор кипящего слоя, абсорбер для получения соляной кислоты, систему влажной газоочистки. Установка дополнительно содержит систему очистки от ионов меди солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, состоящую из бака-осадителя для обработки реагентом раствора, полученного в системе влажной газоочистки, сборника отработанного реагента, гидроциклона и фильтра для отделения взвеси от обработанного раствора, насосы для перекачивания обработанного раствора в гидроциклон и сборный бак для отработанного травильного раствора. Техническим результатом является регенерация соляной кислоты из отработанного травильного раствора с дополнительной очисткой от ионов меди с сохранением замкнутого цикла регенерации соляной кислоты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к установкам для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, образующегося при очистке поверхности стального проката, работающим в замкнутом цикле, путем термического разложения раствора и последующей абсорбции образующегося при этом хлороводорода водой.

Известна установка для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора термическим разложением, включающая сборный бак для отработанного травильного раствора, камеру предварительного испарителя, реактор для термического разложения, абсорбер для получения соляной кислоты, которая возвращается в ванну травления [Нойман Г. Подготовка поверхности перед цинкованием // Руководство по горячему цинкованию / Пер. с нем. Под ред. М.И. Огинского. - М.: Металлургия, 1975. С.40-97].

Отработанный травильный раствор, обогащенный хлоридами железа, из камеры предварительного испарителя поступает в реактор, где при температуре около 500°C происходит термическое разложение конденсата с образованием оксида железа(III) и газообразных продуктов, которые вместе с попутными газами поступают в камеру предварительного испарителя.

Недостатком известной установки является сравнительно низкая температура процесса термического разложения отработанного травильного раствора (~500°C), что определяет низкую производительность установки.

За прототип выбрана установка для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора термическим разложением, включающая сборный бак для отработанного травильного раствора, камеру предварительного испарителя, реактор кипящего слоя, абсорбер для получения соляной кислоты, которая возвращается в ванну травления, систему влажной газоочистки, после которой полученный водный раствор направляется в сборный бак для отработанного травильного раствора. Отработанный травильный раствор, обогащенный хлоридами железа, поступает в реактор кипящего слоя, где при температуре ~800°C происходит термическое разложение раствора с образованием оксида железа(III) и газообразных продуктов, которые вместе с попутными газами поступают в камеру предварительного испарителя [Аксенов В.И. и др. Травильно-регенерационные комплексы. - М.: Теплотехника, 2006. С.108-115].

Недостатком установки-прототипа, например, конструкции фирмы «Lurgi», является то, что при длительной эксплуатации солянокислых травильных растворов, регенерируемых по замкнутому циклу, происходит накопление в травильном растворе ионов меди, образующихся в растворе в результате взаимодействия кислоты с окалиной, содержащей соединения меди. Хлориды меди, входящие в состав газообразных продуктов термического разложения отработанного травильного раствора, попадают в регенерируемую соляную кислоту и в водный раствор системы газоочистки, что приводит к снижению качества проката вследствие контактного осаждения меди и появлению дефекта "медная пленка" на поверхности протравленного стального проката.

По данным химических анализов водные растворы системы влажной газоочистки содержат 0,067-0,330 г/дм3 ионов меди, 2,80-3,10 г/дм3 ионов железа, а содержание HCl не превышает 6,6-9,0 г/дм3.

Задачей изобретения является разработка установки, позволяющей осуществлять регенерацию соляной кислоты из отработанного травильного раствора, дополнительно содержащей систему очистки от ионов меди (СОМ), в которой водный раствор, полученный в системе влажной газоочистки, очищается от ионов меди с сохранением замкнутого цикла регенерации соляной кислоты.

Предложена установка для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора термическим разложением раствора (фиг.), включающая сборный бак для отработанного травильного раствора (1), камеру предварительного испарителя (2), реактор кипящего слоя (3), абсорбер для получения соляной кислоты (4), систему влажной газоочистки (5). Установка дополнительно содержит систему очистки от ионов меди солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, состоящую из бака-осадителя (6) для обработки реагентом раствора, полученного в системе влажной газоочистки, сборника отработанного реагента (7), гидроциклона (8) и фильтра (9) для отделения взвеси от обработанного раствора, насосы (10) для перекачивания обработанного раствора в гидроциклон и сборный бак для отработанного травильного раствора.

Для повышения экологической безопасности работы установки она дополнительно содержит теплообменник (11) для предварительного охлаждения водного раствора, полученного в системе влажной газоочистки, до температуры 20-30°C.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для регенерации соляной кислоты дополнительно содержит систему очистки от ионов меди водного раствора, полученного в системе влажной газоочистки, состоящую из бака-осадителя для обработки реагентом водного раствора, сборника отработанного реагента, гидроциклона и фильтра для отделения взвеси от раствора, очищенного от ионов меди, насосы для перекачивания обработанного раствора в гидроциклон и сборный бак для отработанного травильного раствора.

Процесс очистки от ионов меди солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, включает следующие операции:

- обработка водного раствора, содержащего ионы меди, поступающего из системы влажной газоочистки, реагентом в баке-осадителе при перемешивании;

- подача очищенного от ионов меди раствора в гидроциклон и на фильтр, и далее в сборный бак для отработанного травильного раствора;

- выгрузка отработанного реагента в сборник отработанного реагента.

Очистка от ионов меди солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, осуществляется путем однократного использования реагента. Солянокислый раствор, подлежащий очистке, поступает по трубопроводу в бак-осадитель. После заполнения бака раствором через загрузочный патрубок в верхней части бака-осадителя порционно вводят реагент и включают перемешивание. Время перемешивания 5-10 мин. После отключения перемешивания и отстаивания в течение 10-20 мин обработанный раствор через боковой патрубок насосом подают в гидроциклон, где происходит отделение взвеси от обработанного раствора, затем на фильтр, и далее насосом в сборный бак для отработанного травильного раствора. После этого производят выгрузку отработанного реагента, содержащую жидкую фазу, через нижний патрубок бака-осадителя в сборник отработанного реагента. Установка содержит байпасную магистраль (БМ), по которой может проходить не обработанный реагентом солянокислый раствор из системы влажной газоочистки (фиг.1).

Повышение экологической безопасности работы установки для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора термическим разложением раствора, содержащей систему очистки от ионов меди, без снижения эффективности очистки достигается тем, что солянокислый раствор, полученный в системе влажной газоочистки, сначала поступает в теплообменник для охлаждения до температуры 20-3 0°C, а затем в бак-осадитель.

Процесс очистки солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, от ионов меди повторяют до тех пор, пока содержание ионов меди в травильном растворе не снизится до нормативного уровня.

Опробование системы очистки солянокислых растворов от ионов меди, входящей в состав установки для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, проводили с использованием различных реагентов (порошок железа марки ПЖРВ2, механически активированная смесь порошков железа и серы (АСПЖС) при массовом соотношении компонентов 100:1, порошки ферромарганца FeMn с содержанием марганца 78 и 95%, моносульфид железа FeS и тиокарбамид (NH2)2CS), солянокислых растворов с различным содержанием ионов меди (0,068-0,330 г/дм3), при различных температурах (80°C - без теплообменника и 22-26°C - с теплообменником) и различной длительности обработки реагентом (3-90 мин). Контроль исходного и остаточного (после фильтра) содержания ионов меди в солянокислом растворе проводили методом атомно-абсорбционной спектроскопии с электротермической атомизацией проб раствора на приборе ПЕРКИН-ЭЛМЕР (модель РЕ-4100) с графитовой печью типа HGA-500 в качестве атомизатора.

Пример 1. Опробование системы очистки солянокислых растворов от ионов меди, входящей в состав установки для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, проводили с использованием порошка железа марки ПЖРВ2, солянокислого раствора с содержанием ионов меди 0,250 г/дм3, при температуре 80°C (без теплообменника), при длительности обработки реагентом 15 мин. Остаточное содержание ионов меди после фильтра 0,047 г/дм3. Наблюдали газовыделение.

Последующие примеры опробования системы очистки солянокислых растворов от ионов меди, входящей в состав установки для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, выполняли аналогично примеру 1, изменяя составы реагентов, содержание ионов меди в солянокислых растворах и режим обработки. Результаты приведены в таблице.

Таблица
Примеры опробования системы очистки солянокислых растворов от ионов меди, входящей в состав установки для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора
№ опыта Реагент (масса в 1 дм3 исходного раствора) Режим обработки Содержание ионов меди в солянокислом растворе, г/дм3 Газовыделение (да, нет)
Исходное Остаточное (после фильтра)
1 ПЖРВ2, (30,0 г) 80°C, 15 мин 0,250 0,047 да
2 80°C, 15 мин 0,098 0,039 да
3 АСПЖС, (2,1 г) 80°C, 3 мин 0,067 <0,001 да
4 23°C, 15 мин 0,067 <0,001 нет
5 АСПЖС, (0,7 г) 22°C, 15 мин 0,067 0,033 нет
6 FeMn 78, (5,0 г) 80°C, 5 мин 0,068 <0,001 да
7 FeMn 95, (1,0 г) 80°C, 5 мин 0,068 0,061 да
8 FeS, (14,1 г) 80°C, 15 мин 0,330 0,047 да
9 (NH2)2CS, (0,625 г) 22°C, 15 мин 0,250 0,050 нет

Из результатов таблицы следует, что использование теплообменника в системе очистки от ионов меди (для охлаждения солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, от 80 до 22-26°C), повышает промышленную безопасность работы установки для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора в связи с отсутствием газовыделения.

1. Установка для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора термическим разложением раствора, включающая сборный бак для отработанного травильного раствора, камеру предварительного испарителя, реактор кипящего слоя, абсорбер для получения соляной кислоты, систему влажной газоочистки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит систему очистки от ионов меди солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки, состоящую из бака-осадителя для обработки реагентом раствора, полученного в системе влажной газоочистки, сборника отработанного реагента, гидроциклона и фильтра для отделения взвеси от обработанного раствора, насосов для перекачивания обработанного раствора в гидроциклон и сборный бак для отработанного травильного раствора.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплообменник для предварительного охлаждения солянокислого раствора, полученного в системе влажной газоочистки и поступающего в систему очистки от ионов меди.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гальваническому производству, а именно к способу восстановления работоспособности кислых растворов и электролитов, содержащих сильные окислители.

Изобретение относится к травлению горячекатаных полос из кремниевой стали и фильтрации травильных растворов, предназначенных для непрерывного травления этих полос при непрерывной очистке травильного раствора от образованного в нем кремнезема.

Изобретение относится к утилизации отработанных кислых (солянокислых и сернокислых) травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в металлургической промышленности, промышленной экологии, а также в процессах водоочистки с использованием коагулянтов.
Изобретение относится к химической и электрохимической очистке металлических поверхностей от трудноудаляемых масляных загрязнений, например от прокатных смазок, с помощью моющих растворов, содержащих каустическую соду, фосфаты и поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Изобретение относится к очистке отработанных щелочных растворов меднения регенерацией катионов меди (II) и комплексонов и может быть применено в гальванотехнике и в промышленной экологии.
Изобретение относится к способу регенерационной очистки медно-аммиачных травильных растворов. .

Изобретение относится к способам регенерации соляной кислоты из отработанных травильных растворов (ОТР), содержащих неиспользованную соляную кислоту и соли железа, и может быть использовано в гальванических производствах, в металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области регенерации высококонцентрированных кислых электролитов и может быть использовано для селективного извлечения ионов железа (Fe2+, Fe3+) и хрома (Cr3+, Cr6+) в гальванических производствах, в частности, растворов химического и электрохимического травления хромсодержащих сталей.

Изобретение относится к способу очистки содержащих металлы растворов, включающему нейтрализацию раствора, восстановление входящего железа (III) и удаление входящего растворенного цинка, посредством этого способа входящий содержащий металлы раствор нейтрализуют с использованием магнетита и/или металлического железа, входящее железо (III) восстанавливают до железа (II) с помощью добавления металлического железа, входящие тяжелые металлы осаждают добавлением осаждающего количества сульфида, осажденные сульфиды регенерируют с помощью фильтрации, раствор необязательно подвергают операции ионообмена для перевода входящего цинка в несвязанную в комплекс форму, после чего цинк выделяют в виде карбоната цинка, железо (II) в оставшемся растворе окисляют до железа (III), после этого раствор используют как таковой или подвергают дальнейшей обработке для повышения содержания металла, чтобы использовать его в нужных целях.

Изобретение относится к очистке поверхности полупроводниковых пластин от металлических загрязнений, а также к регенерации отработанных травильных растворов и может быть использовано в радиотехнической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии утилизации отходов, включающих соединения титана, и может быть использовано для улучшения экологии путем переработки техногенных отходов, возникающих в процессе производства полуфабрикатов и изделий из сплавов на основе титана, а также для получения товарного продукта - гексафторотитаната калия (K2ТiF6).

Изобретение относится к утилизации отработанных кислых (солянокислых и сернокислых) травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в металлургической промышленности, промышленной экологии, а также в процессах водоочистки с использованием коагулянтов.

Изобретение относится к области металлургии молибдена, в частности к извлечению молибдена из кислых растворов, содержащих смесь азотной и серной кислоты и молибден в широком диапазоне концентраций, а также другие примеси, и может быть использовано при извлечении молибдена из отходов электролампового, электронного и гидрометаллургического производств.
Изобретение относится к очистке отработанных щелочных растворов меднения регенерацией катионов меди (II) и комплексонов и может быть применено в гальванотехнике и в промышленной экологии.

Изобретение относится к регенерации отработанных травильных кислотных растворов и утилизации отходов, образующихся при травлении титановых сплавов. .

Изобретение относится к химическому кислотному травлению металлов, приводящему к образованию отработанных металлсодержащих травильных растворов и промывных вод.

Изобретение относится к травлению стали с последующей регенерацией травильного раствора. .

Изобретение относится к технологии травления углеродистых сталей и сплавов и может быть использовано для создания безотходной технологии травления с одновременной непрерывной регенерацией отработанных растворов.

Изобретение относится к области химической обработки поверхности цветных металлов и сплавов и может быть использовано при утилизации и обезвреживании травильных растворов и щелочных расплавов с получением полезного продукта.
Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения гидроксохроматов меди(+2) включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего хром(+6) и медь(+2), образование осадка гидроксохроматов меди(+2) и его отделение от раствора. В качестве источника хрома(+6) используют жидкий отход гальванического производства - отработанный раствор, содержащий хром(+6), а в качестве источника меди(+2) используют жидкий отход радиоэлектронного производства - отработанный раствор травления печатных плат и/или отработанный раствор гальванического меднения печатных плат. Изобретение позволяет утилизировать жидкие отходы гальванического производства и производства печатных плат. 12 з.п. ф-лы, 7 пр.

Изобретение относится к установкам для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, образующегося при очистке поверхности стального проката, работающим в замкнутом цикле, путем термического разложения раствора и последующей абсорбции образующегося при этом хлороводорода водой

Наверх