Способ травления сталей серной кислотой

 

СССР

Класс 48 d, 1 м 57588

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В

Зарегистрировано в Ьюро изобретений Госийана ири .ПК СС(.P

А. П. Белопольский.

Способ травления сталей серной кислотой.

"у, ) Заявлено 15 апреля 1939 гола в НКЧМет за _#_n 23244.

Опубликовано 31 июля 1940 года.

При обычном способе травления сталей серной кислотой получается в качестве отхода железный купорос (семиводный сульфат железа). Последний находит себе применение как инсектофунгисид, коагулянт для очистки вод, полуфабрикат для производства ряда продуктов (берлинская лазурь, реактивы и др.). Однако, при достаточно широких масштабах травления сталей на металлургических заводах количество получающегося железного купороса далеко превосходит необходимую потребность в нем. В этом случае возникает необходимость регенерации серной кислоты из железного купороса, которая, однако, весьма затруднена вследствие высокого содержания кристаллизационной воды в последнем. Предварительное отделение кристаллизационной воды железного купороса требует большой затраты топлива.

Согласно настоящему изобретению, предлагается семиводный сульфат железа, получающийся при охлаждении травильных растворов, обезвоживать с помощью серной кислоты или смеси серной кислоты с отработаиным тра вильным раствором до одноводного сульфата железа, а полученные растворы возвращать в круговой цикл травления.

Уже и ри низких температурах и соответствующем содержании серной кислоты в системе FeSO< — H SO— — Н,О появляются ветви насыщения одноводным сульфатом железа. Семиводный су1ьфат, приведенный в контакг с достаточно концентрированным по серной кислоте раствором сульфата железа, быстро обезвоживаегся до одноводной соли. Например, при перемешивании 120 г железного купороса с 300 г раствора, со1ержащего 11% г е$34 и 25%

Н SO<, о.езвоживание при температуре 70 заканчивается в 15 — 20 минут, а при 50 — в 1,5 — 2 часа. Чем выше концентрация серной кислоты и температура, тем скорее протекает обезвоживание. С повышением концентрации серной кислоты снижается температура, необходимая д я обезвоживания.

Примерная схема последовательности операции при осуществлении предлагаемого способа травления сталей с получением в качестве отхода одноводного сульфата железа, вместо семиводного, изображена на прилагаемом чертеже.

Соотношение между количествами травильного раствора и серной кислоты должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы: 1) концентрация Н,SO4 в обезвоживающей смеси была достаточна для быстрого обезвоживания;

2) количество жидкости было достаточно для создания благоприятных условий перемешивания с обезвоживаемым железным купоросом.

С целью не.слишком большого разбавления серной кислоты можно для создания необходимого соотношения между жидкой и твердой фазами проводить обезвоживание в присутствии постоянного количества насыщенного в отношении одноводного ферросульфата раствора с желаемой концентрацией серной кислоты. Для отмывки кристаллов одноводной соли от сильно. кислого маточника целесообразно пользоваться частью отработанного травильного раствора с минимальной по сравнению с другими растворами, участвующими в цикле, концентрацией серной кислоты. Под конец промывка ведется водой в количестве, равном содержанию ее в готовом продукте. При отсутствии надобности в столь тщательной промывке необходимая для замыкания баланса веществ в круговом процессе вода добавляется к раствору, идущему на травление.

По сравнению с обычной схемой кругового травления в предлагаемом способе добавляются две несложные дополнительные операции: а) перемешивание железного купороса с обезвоживающим кислым раствором и б) фугование одноводной соли, но отпадает необходимость в дальнейшем обезвоживании методами плавления или сушки, требующими более громоздкой и сложной аппаратуры.

Принимая во внимание: 1) что температура растворов из травильных ванн порядка 50 ; 2) что при смешении этих растворов с концентрированной серной кислотой температура значительно повысится; 3) что для обезвоживания необязательно компенсировать расход тепла на отделение кристаллизационной воды, так как при соответствующей концентрации серной кислоты обезвоживание протекает и при пониженных температурах, можно видеть, что предложенный метод не требует дополнительных тепловых затрат. Если же для ускорения обезвоживания или для получения более крупных кристаллов одноводной соли возникает необходимость вести процесс при повышенных температурах, то количество затрачиваемого с этой целью тепла очень мало, ибо последнее расходуется лишь на подогрев суспензии.

Одноводный ферросульфат, полученный по описанному методу, является более транспортабельным продуктом, чем железный купорос, так как обладает большим насыпным весом и содержит до 19% FeSO4 против 54,6% в последнем.

Предмет изобретения.

Способ травления сталей серной кислотой с выделением в качестве отхода сульфата железа, получаемого при охлаждении отработанной травильной кислоты и возвращении маточного раствора в травильную ванну, отличаюи ийся тем, что получающийся при охлаждении травильных растворов сульфат железа обезвоживают известным образом с помощью серной кислоты или смеси серной кислоты с отработанным травильным раствором до одноводного сульфата железа, а полученные растворы во.вращают в круговой цикл травления.