Способ регенерации травильного раст-bopa, содержащего серную кислотуи железный купорос

 

О Д И (. д Н И Е 827403

ИЗОБРЕТЕНИЯ боя Советваа

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4"

I (б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2456592 23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Г1риорнтет— (51) М Кл а

С 02 F 1 46 тосударствеииЬ!й комитбу

СССР по делам иаобретеиий и открытий (43) Опубликовано 07,05.81. Бюллетень Мо 17 (53) УДК 628.543.2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Авторы изобретения

В. А. Радциг, Л. Н. Корнякова и В. П. Величкин

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ

ТРАВИЛЬНОГО РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО СЕРНУЮ КИСЛОТУ

И ЖЕЛЕЗНЫЙ КУПОРОС

Изобретение относится к способу регенерации травильного раствора, содержащего серную кислоту н железный купорос, может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ регенерации травильного раствора, содержащего серную кислоту и железный купорос, путем обработки исходного раствора известковым молоком

Однако известный способ недостаточно эффективен н эконом" IcH.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации травильного раствора, содержащего серную кислоту и железный купорос, включающий электрохимическую обработку и нейтрализацию (21.

По известному способу исходный раствор подвергают электролизу в двух- и трехкамерных электролизерах.

Образование электрического поля между электродами в растворе электролита приводит к тому, что положительные ионы стремятся к электроду, заряженному отрицательно, а отрицательные ионы стремятся к электроду, заряженному положительно.

Для предотвращения конвекции и диффузии пространство между электродами пере2 гораживается нейтральными или ионитовыми мембранами. В результате этого в растворе анодной камеры повышается концентрация серной кислоты, а в катодной камере повышается концентрация сульфата железа.

Недостатком известного способа является низкий выход по току продуктов реакции, являющийся следствием анодного окис10 ления двухвалентного железа до трехвалентного. Кроме того, при значении рН электролита более 4,5 на поверхности мембраны выделяется гидроокись железа, которая ухудшает показатели протекающего

15 процесса.

Целью изобретения является удешевление процесса за счет снижения удельных энергозатрат и многократного использования реагентов, получаемых в процессе.

2О Поставленная цель достигается тем, что способ регенерации травильного раствора, содержащего серную кислоту и железный купорос, осуществляется путем нейтрализации исходного раствора и последующей его

25 электрохимической обработкой.

Отличие предложенного способа заключается в том, что нейтрализацию ведут перед электрохпмпчсской обработкой.

По предложенному способу концентри3п рованный раствор обрабатывают NaOH до

И27403

50 р!! 8,5 — 9,5, затем полученный раствор рсгенерируют в элсктролизере. Полученный в анодной камере раствор серной кислоты вновь используют в производстве, а раствор

ХаОН, образовавшийся в катодн прострапстве, повторно используют для нейтрализации концентрированного раствора.

Для осуществления предложенного способа используют нейтрализационно-осветлительную установку, включающую оборудование для сушки получаемого осадка, электрическую установку, включающую оборудование для очистки раствора серной кислоты от сульфата натрия и оборудование для компрессирования водорода, а также оборудование для растворения мерабилита и очистки полученного раствора.

В результате нейтрализации травильных растворов образуется раствор сульфата натрия и суспензия, содержащая гидрат закиси железа. Нейтрализованные стоки подвергают затем аэрированию, что способствует и условиях высокой температуры переходу гидратов закиси железа в гидрат окиси и в

Окисные соединения железа (магнетит и другие).

Аэрированную нейтрализованную су;пензию рекомендуется направлять самотеком из аэратора на вакуум-фильтр, где происходит разделение суспензии на кек и фильтрат. Кек направляется в сушилку, после которой вывозится как сырье для приготовления металлургического порошка или красителей. Фильтрат пропускается через напорный песчаный фильтр для получения очищенного раствора сульфата нат. рия, При электролизе сульфата натрия с деполяризацией воздухом в катодном пространстве получается раствор, содержа1ций

100 — 120 г/л едкого натра и около 180 г/л сульфата натрия. В анодном пространстве образуется раствор, содержащий 130—

140 г/л серной кислоты и 190 г/л сульфата натрия.

Расход электроэнергии постоянного тока на 1 кг едкого натра составляет 3,2 кВ/ч, Способ поясняется чертежом н осуществляется следующим образом.

Отработанный травильный раствор из травильных ванн 1 сливают в приемную емкость 2. Из приемной емкости 2 отработанный травильный раствор подают в смеситель 3, где он смешивается с нейтрализующим реагентом, подаваемым по линии а, рН нейтрализации 8,9 — 9,0. Это обеспечивает полноту перехода сернокислого железа в гидраксиды. Нейтрализованные сточные воды поступают в аэратор 4 для перевода двухвалентного железа в трехвалентную форму, гидраксиды которого обладают лучшими технологическими свойствами (меньшей растворимостью, меньшим сопротивлением фильтрации, по сравнению с гидраксидами двухвалентного железа). Из аэраторов 4

4 ш..игрализованные сточные воды подают на вакуум-фильтр 5 для механического обезвоживания. Обезвоженный осадок (кек) направляют на сушку и затем после измельчения используют в качестве сырья для получения металлургического порошка илн железноокисного пигмента. Фильтрат, представля ощий собой раствор сернокислого натрия, поступает на песчаный фильтр 6 для глубокого осветления. После осветления на песчаном фильтре раствор сернокислого натрия попадается в бак 7, предназначенный для сбора раствора сернокислого натрия. Сюда же подают раствор мнрабелита. кристаллы сернокислого натрия из холодильника 8. Из бака 7 раствор сериокислого натрия подают в электролизер 9. Смесь едкого патра и сернокислого натрия используют в качестве нейтрализующего реагсн га.

>О Смесь серной кислоты и едкого патра пода от в холодильник 8, где после Охлаждения до минус 10 С происходит кристаллизация сульфата натрия и выделение кристаллов нз раствора. Выделенные кристаллы 11() линии б подают в бак 7 для растворения, раствор серной кислоты Ilo линии II подаюг н травильный бак 1.

1(онцентрация отработанных травильных растворов по сульфатам составляет

ЗО Около 170 Г/л (17%).

Таким образом в предложенном способе

Осуществляется рециркуляция кислоты, используемой для травления металла, что устраняет надобность в затрате кислоты на травление. Требуется лишь подача небольших количеств дешевого мирабилита для покрытия потерь реагентов. При этом одновременно обеспечивается получение окислов железа, сырья для производства метал60 лургического порошка или красителей и товарного компрессированного водорода, а также устраняется надобность в сбросе сточных вод из системы.

Едкий натр, используемый для нейтра45 лизации, также находится в рециркуляции, а небольшие потери его покрываются электролизом мирабилита.

Формула изобретения

Способ регенерации травильного раствора, содержашего серную кислоту и железный купорос, включающий электрохимическую обработку и нейтрализацию, от л и5 ч а ю шийся тем, что, с целью удешевления процесса за счет снижения удельных энергозатрат и многократного использования реагентов, получаемых в процессе, нейтрализацию ведут перед электрохимической

60 Обработкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Генкин В. Е. Электромеханические мед тоды очистки некоторых видов промьпнленS27403

Составитель Н. Савенкова

Техрсд А. Камышиикова Корректор 3. Тарасова

Редактор Л. Курасова

Заказ 3399

Изд. М 372 Тираж 1007

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушскзя наб., д. 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

5 ных сточных вод и отраоотанных концентрированных растворов. Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук. М., 1967.

2. Бучило 3. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М., «Металлургия», 1974, с. 43 — 50 (прототип).