Способ очистки кислого травильного раствора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1с) 598969 (61) Доутолнительиое к авт. свил-sy (22) Заявлено )6,0676 (21) 2373309/22-02 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет (43) Опубликовано 2503,78,Ваоллетень 3L y l (45) Дата опубликования описания 220278 (51) М. Хл.

С 25 Г 7/02 т есудерстеенный неюнтет

Санетн Уанннстрае СССР не,данаю наабретеннй н етнрытнй (53) УДХ 621. 3.035..48 (088.8) (72) Авторы

ИЗОбрЕТЕНИя Г.Д.Роэенштейн, О.A Êîëìàêàâ, Г.П.Шульпин и Г.A.Øàõîâà

P3) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛОГО TPABHJlbHOI О

РАСТВ0РА

Изобретение относится к области очистки и нейтрализации сточных вод, в частности, отработанных травильных растворов, и извлечению из них металлов, например, железа, никеля и ко- 5 бальта.

Известен .способ очистки кислого травильного раствора, от примесей железа, включакщий нейтрализацию раствора, фильтрацию и.прокаливание в пе 19 чи обжига гидроокиси железа (I) . Однако такой способ не позволяет проводить очистку растворов от примесей никеля и кобальта. Это обусловлено тем, что при обработке раствора, со- 35 держащего примеси никеля, кобальта и железа, раствором кальцинированной соды, происходит полное отделение железа при рН 3,5-4,5, а никель и кобальт можно осадить одновременно при в0 одном и том же рН 6,5 в виде их гидроокисей. Но в таком виде никель и кобальт трудно разделить, используя при этом технологию, аналогичную гидрометаллургической, которая требует сложного оборудования и, следовательно, увеличения затрат.

Известен также способ очистки кислого травильного раствора от примесей металлов группы железа, включающий йэвлечение железа путем нейтрализации щелочным раствором, извлечение никели и кобальта (2(. По такому способу после очистки от железа раствор поступает на разделение н. келя и кобальта.

При проведении этой операции кобальт переводят в осадок, а никель остается в раствсре. Прежде, чем осадить кобальт в виде гидроокиси, нужно его окислить газообразным хлором. Раствор нейтрализуют содой. Вместе с кобальтом осаживается некоторая часть никеля, в связи с чем осадок подвергают репульпации оборотным кобальтовым раствором. После репульпации осадок растворяют в серной кислоте в присутствии восстановителя (сернистый гаэ), затем раствор подвергают дополнительной очистке от железа и снова осаждают гидроокисью кобальта. После осаждения кобальта иэ раствора извлекают никель в виде сульфата. Вначале иэ раствора осаждают карбонат никели, промывают его горячей водой и растворяют в серной кислоте, затем направля. ют раствор на выпарку и кристаллизацию. Однако этот способ является многостадийным и требует использования агрессивных и вредных веществ (газообразный хлор и сернистый гаэ).

598969

Цель предлагаемого способа — упро3яение процесса.

Для этого извлечение никеля и кобальта осуществляют электролитическим путем в виде сплава никель-кобальт с последующим пропусканием раствора через катионообменную смолу.

На чертеже изображена схема очистки отработанных кислых транильных растворов.

Предлагаемый способ осуществляют. следующим образом.

Отработанный солянокислый транильный раствор, содержащий ионы железа, никеля и кобальта подвергают воздействию водного раствора кальциниронанной соды до рН 4,5-4,8. В результате этого из отработанного травильного раствора осаждается железо н виде гидроокиси. Полученный осацок гидроокиси отфильтровывают, а никель и кобальт остаются н фильтрате. Затем на основе фильтрата готовят электро лит для осаждения сплава никель-кобальт введением добавокг борной кислоты (25-30 г/л фильтрата), натрия лимоннокислого трехзамещенного (910 г/л фильтрата), .сахарина (1-1,5г/л фильтрата). В приготовленном электролите проводят электролиз (7) при следующем режиме. катодная плотность тока 1,5-2 A/äì ; f, =50-55 С; рН = 3-4,5, Й, Получают- иэделия из сплава никель-кобальт. Полученный, электролит работоспособен до достижения в нем концент.рации никеля 1 5-2 г/л.

Истощенный электролит направляют, на колонку с катионообменной смолбй, . где извлекается останшееся количество катионов никеля и кобальта. Фильтрат на выходе из колонки направляют на приготовление:травильиого раствора. Затем производят десорбцию металлов и регенерацию ионообменной смолы раствором соляной кислоты. Элюат, полученный при этом, направляется на приготовление электролита. Полученный фильтрат, используют для приготовления нового транильного раствора. В фильтрате содержатся добавки борной кислоты, натрия лимоннокислого трех-. замещенного и сахарина.

Исследования, проведенные но определению влияния данных добавок на характеристики травителя показали, что они не ухудшают свойства .травильного раствора.

При извлечении никеля и кобальта н виде сплава получают коррозионностойкие покрытия толщиной 3-15 мкм.

Так из 140 л отработанного травильного раствора можно изготовить методом гальванопластики выводные рамки для гибридных интегральных схем в количестве 1000-1200 штук. Данный сплан можно использовать для изготовления дру,гих деталей методом гальванопластики, а также н качестве защитно-декоратин" ного гальванического покрытия, при изготовлении прессформ для литья пластмасс и т д

Пример. За сутки на транильиой установке при травлении козара транильным раствором на основе соляной кислоты — 6% и перекиси водорода — 12% образуется 140 л отработан10 ного травильного раствора с общим содержанием катионов железа, никеля и кобальта 20 г/л. Для обработки такого количества травителя используют

28 л нодного. раствора кальцинированной соды (Ка СО ) с концентрацией, равной 400 г/л. Обработку производят при комнатной температуре (25 С) н баке с воздушным перемешинанием до достижения рН раствора, равном 4,5, при котором выпадает гидроокись железа.

После обработки раство подают на фильтр-пресс, где происходит отделение гидроокиси железа. Одновременно на фильтр-прессе осадок гидроокиси железа промывают водой, после чего

25 прокалинают при температуре 800 С до окиси железа. Фильтрат, полученный после отделения гидроокиси железа, н количестве 130 л напранляют в емкость для приготовления электролита, где

30 добавляют 3,9 кг борной кислоты, 1,3 кг натрия лимоннокислого-трехзамещенного и 0,2 кг сахарина.

Полученный электролит работоспособен до достижения н нем концентрации никеля 1,5-2 г/л. Электролиз проводят при температуре 50-55 С, плотности тока Дк 2 A/дм при перемешинании с графйтовыми анодами. B качестве катода завешивают медную заготовку.

D процессе электролиза электролит отрабатывают до содержания ионов металлов (N< ) = 1,5 г/л и (Со ) н 0,5r/л.

После. истощения электролит направляют на ионообменную колонку для извлечения и концентрирования катионов никеля и кобальта. За сутки образуется

130 л истощенного электролита с содержанием: йi =1,5 г/л

Я4

50 Со 0,5 г/л

Извлечение катионов производят ионообменной смолой Ку-2-8чс в водородной форме, После насыщения смолы проводят регенерацию 20Ъ-ным раствором соляной кислоты. За сутки образуется 6 5 л элю""òà с содержанием никеля 30 г/л и кобальта 10 г/л.

Формула изобретения

Способ очистки кислого транильного раствора от примесей металлов группы железа, включающий извлечение железа путем нейтрализации щелочным раствором, изнлечение никеля и кобаль.

598969

Составитель В.Бобок

Техред Н.Андрейчук КоРРектоРМ.демчик

Редактор A.Ìîðoçîâà

Заказ 1350/23 Тирам 738 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Уятород, ул. Проектная, 4 та, отличаюинйсятем, что, с целью упрошення процесса, извлечение никеля и кобальта осуществляют электролитическим путем в виде сплава никель-кобальт с последующим пропусканием раствора через катионообменную смолу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе1

1. Авторское свидетельство 1342950, кл. С 23 Я 1/36, 1972.

2. Смирнов В.И. и др. Металлургия медИ, никеля и кобальта, М., Металлургия, 1966, с. 3 4-339.