Способ регенерации отработанных фторсодержащих травильных растворов Советский патент 1983 года по МПК C23G1/36 

Изобретение относится к переработке фторсодержащих травильных растворов металлургического производства и может быть использовано также в машиностроительной промышленности.

Известен способ, согласно которому отработанные фторсодержащие растворы нейтрализуют известью или известковым молоком 1.

Однако при этом полностью теряются все ценные компоненты травильного раствора, так как осадок поступает в отвал,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, заключающийся в том, что в водный раствор, полученный, например, в ходе гидрометаллургических процессов и содержащий растворимые сульфаты, вводят ацетон, метанол или их смесь при 40с. Эти вещества снижают активность воды как растворителя, в результате чего тяжелые металлы выпадают в осадок в виде солей 2.

Недостатками известного способа являются малая степень регенерации фтора и недостаточная эффективность удаления железа из отработанных растворов.

.Целью изобретения является повышение эффективности процесса регенерации .

Поставленная цель достигается. тем, что согласно способу регенерации отработанных фторсодержащих травильных растворов, включ&надему введение ацетона, отделение осадка и отгонку ацетона, перед введением ацетона вводят фосфорную кислоту в соотношении 1 - 1,5 к железу, а ацетон вводят в соотношении 2:1 - 4:1 к объему раствора.

Способ осуществляют следующим образом. .

В отработанный фторсодержащий травильный раствор вводят фосфорную кислоту в количестве 1-1,5 от стехиометрии в расчете на железо, затем раствор при интенсивном перемешивании обрабатывают ацетоном в соотношении 2:1 - 4:1 к объег/iy травильного раствора при температуре 50 С. Полученную суспензию отстаивают в течение нескольких часов, обычно от 1 до 5 ч, после чего сливают осветленный слой раствора. Отделенный таким образом влажный фосфатов и фторидов металлов фильтруют и высушивают при температуре vlpS C.

Затем из раствора отгоняют ацетон при 56-70°С, который конденсируется и используется повторно. Регенерированный раствор корректируют по кислотам и возвращают в травильные ванны.

Предварительное введение во фторсодержащий раствор фосфорной кислоты

с последующей- обработкой его ацетоном приводит к увеличению степени регенерации фтора и повышению эффектйвности удаления железа.

Введение в отработанный фторсо5 держащий раствор фосфорной кислоты приводит к связыванию ионов железа фосфат-ионами к образованию осадка фосфэта железа. В результате этого разрушаются фтopкo лплeкcы железа

0 и освобогадаются ионы фтора. Но эти , процессы в отсутствие ацетона идут неактивно вследствие большой прочности фторкомплексов железа и большой активности воды как растворите5 ля. Добавление ацетона в количестве 2:1 - 4:1 по отношению к объему раствора приводит к резкому снижению активности воды как растворителя, т.е. вызывает высаливающий эфQ фект. В осадок выпадают фосфаты и фториды железа, хрома и никеля.

Пример 1. .50 мл отработанного раствора состава кислотностью 0,79 г - экв/л, содержащего, г/л: . Fe3+43,4; ,4: ,4; Fe 57,l

с температурой 20 С обрабатывают

100 мл ацетона при интенсивном перемешивании в течение 10 мин и отстаивают в течение 4ч. Осветленный слой раствора сливают, а влажный

0 осадок отфильтровывают от остатков маточного раствора и высушивают при . Влажность осадка составляет 40%. Из раствора отгоняют ацетон g при 56-70с. Степень отгонки 98%.

5 Получают 47,5 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью 0,6 г -экв/л содержит, г/л: ,3; С г 0,43; ,43; ,7. Степень регенерации фтора 24,5%, степень удале0 ния железа 90,6%.

Пример 2. В 50 мл отработанного раствора того же состава, что и в примере 1, с температурой 40°С вводят при перемешивании 2,5 мл кон. центрированной фосфорной кислоты, что составляет стехиометрически необходимое количество по реакции с железом; затем обрабатывают 100 мл ацетона при интенсивном перемешивании в течение 10 мин и отстаивают в течение 4ч. Осветленный слой раствора сливают, а влажный осадок отфильтровывают от остатков маточного раств.ора и высушивают при 105 С. Влажность осадка составляет 39%.Из

5 раствора отгоняют ацетон при t 56-70°C. Стёпенё отгонкЪ 96,5%. Получают 48 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью 0,9 г - экв/л содержит, г/л: ,6; С ,9; ,;

0 ,4. Степень регенерации фтора 73%, степень удаления железа 96,5%.

Пример 3.К 50 Мл отработанного раствора того же состава, что и в примере 1, с температурой 20°С

5 приливают при переманивании 3,8 мл концентрированной фосфорной кислоты что составляет 150% от стехиометрически необходимого количества в рас чете на железо; затем обрабатывают 100 мл ацетона при интенсивном пере мешивании в течение 10 мин. Суспензию отстаивают 4 ч. Осветленный раст вор сливают, влажный осадок отфильт ровывают и высушивают. Влажность осадка 39,1%. Из раствора отгоняют ацетон, степень отгонки 98,2%. Полу чают 46,8 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью. 1,15г-экв/л содержит, г/л: ,76; С г 3 2/3; Ni 2,5; Fe 45,2. Степень регенерации фтора 74,1%, степень удаления железа 98,4%. Пример 4. 50 мл отработанного раствора, того же состава, что и в примере 1, с температурой обрабатывают при перемешивании 3,8 мл коицентрированной фосфорной кислоты и 200 мл ацетона. Суспензию отстаива1рт 4 ч. Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильт ровывают и высушивают. Влажность осадка 38,8%. Из раствора отгоняют ацетон. Степень отгонки, ацетона 95,1 Получают 47 мл регенерата кислотнос тью 1,1 к - экв/л следу1зщего состава, г/л: Fe 3 0,56; С ,8 ; Mi 1,9; ,8. Степень регенерации фтора 73,8%, степень удаления железа 98,8%. Прим ер 5. 50 мл обработанного раствора того же состава, что и в примере 1, с температурой 20С обрабатывают при перемешивании 2,3 мл концентрированной фосфорной кислоты Ч 90 мл ацетона. .Суспензию отстаивают 4 ч. Осветленный раствор сливают, влёокный осадок отфильтровывают . и высушивают. Влажность осадка 39,4%. Из раствора отгоняют ацетон. Степень отгонки 96%, получают 48,5 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью О,.81 г - экв/л содержит, г/л: ,7; ,0; ,3; р-39,2. Степень регенерации фтора 66,6%, степень удаления железа 94%. Прим ер 6. 50 мл отработанного раствора того же состава, что и в примере 1, с температурой Обрабатывают при перемвА1вании 4 мп концентрированной фосфорной кислоты и 210 мл ацетона. Суспензию отстаивают 4ч. Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность осадка 38,6%. Из раствора отгоняют ацетон. Степень отгонки 92%. Получают 48,5 г/л реген рата. Состав регенерата кислотностью 1,2 г - экв/л содержит, г/л: ,52; ,75; ,8; ,7. Степень регенерации фтора 74,2%, степень удаления железа 98,8%. Результаты испытаний представлены в таблице.

ч

fo г-

VO VO

г

г-

п ю

о

N Г

1Я

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАЙНЫХ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТЮРОВ, включающий введение ацетона, отделение осадка н отгонку ацетона, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса регенерации, перед введением ацетона в раствор вводят фосфорную кислоту в соотношении 1-1,5 к железу, а ацетон вводят в соотнсшении 2:1 - 4tl к объему раствора. Кл

п г

m г

Ч

1Л

«о

со

00

00 (П

со

СП

ел

со

f го

Ч

(Л го

1Л те

аго

«л

1Л N

го

.ш г-

со

о

го

сч in

VO Г|

ггч

гН| со

о тЧ о

о

оо

гч

ш

VO

«Г|

а

ОЛ

Т1

N

ito

«г

о

о

о о

о о . о

тН CSl

М

М о

о

о

о

1Л

VO

1Л

о

го

оо

00

«

V

(N

го

го

о

го

о

о г

fS

чо in

о m

о

о in

in

Степень регенерации фтора при обработке раствора ацетоном составляет 24,5%, при предварительЕюм же введение фосфорной кислоты 7374%, степень удаления железа 90,6% и 96,5-98,8%, соответственно.

Введение фосфорной кислоты в колчестве, меньшем от стехиометрически необходимого, приводит к небольшой степени регенерации фтора (1б7%) и недостаточной степени удаления железа И4%).

Введение фосфорной кислоты в кол честве,. стехиометрически необходимо по реакции образования фосфата железа, приводит к большой степени регенерации; фтора и к увеличению степени удаления железа. Степень регенерации фтора составляет 73%, степень удаления железа 96,5%. При полуторном избытке фосфорной кислот степень регенерации фтора составляет 74%, степень осаждения железа 98,4-98,8%.

При введении фосфорной кислоты в количестве, превышающем 1,5 стехиометрии , степень регенерации фтор увеличивается незначительно (до 74,2%), а степень удаления железа остается на том же уровне (т.е. 98,8%). Поэтому введение фосфорной кислоты в количестве, превышающем 1,5 от стехиометрии, нецелесообрайно.

При введении ацетона в количестве двух объемов к одному объему травильного раствора не достигается высокая степень регенераций-фторреагента и достаточная степень удаления железа.

В интервале соотношений объемов ацетона и травильного раствора 2:1 4:1 достигается значительная степен регенерации фтор-реагента (73-74%) и достаточная степень удаления железа (98,4-98,8%).

Добавка ацетона в количестве, большем четырех объемов к одному объему травильного раствора, нецелесообразна, поскольку это приводит к увеличению энергозатрат на отгонку значительных количеств ацетона и незначительно сказывается на степени регенерации фтора

и не влияет на степень удаления железа.

Предварительная обработка травильного раствора фосфорной кислотой приводит, к некоторому уменьшению степеней осаждения хрома и никеля, что несущественно. Ионы хро.ма и никеля не оказывают заметного .влияния на последующий процесс травления металла в регенерированном растворе ввиду своей незначительной по сравнению с железом концентрации Процессу травления мешает накопление железа в травильном растворе.

По предлагаемому способу степень удаления железа составляет .

Использование предлагаемого способа позволяет по сравнительно простой технологии регенерировать из отработанных фторсодержащих травильных растворов дорогостоя-щий фтор-реагент и возвращать его в цикл травления.

Таким образом, в результате совместного действия фосфорной кислоты и ацетона удается значительно увеличить степень регенерации дорогостоящего фтор-реагента, а также (ПОВЫСИТЬ эффективность удаления железа из отработанного травильного раствора.

Осадок фосфата железа с примесью фторидов хрома и никеля можно использовать в металлургическим производстве.

Лцетон легко отгоняется из смеси с раствором при невысоких температурах (56-70°С) и повторно используется для регенерации -фтора. При этом потери ацетона незначительные, они не превышают 5%. Предлагаемый способ прост в эксплуатации, не требует значительных затрат и обеспечивает высокую степень регенерации дефицитного и дорогостоящего фторреагента.

При обработке травильного раствора ацетоном степень регенерации фтора не превышает 25%. При введении ;фосфорной кислоты с последующей .обработкой раствора ацетоном степень регенерации фтора достигает 74%.