Способ регенерации отработанного травильного раствора Советский патент 1988 года по МПК C23G1/36 

4i

о

4ih

сл

СП 1ч9

Изобретение относится к способам регенерации травильных растворов, в частности содержащих хлориды двух- и трехвалентного железа и хлорид медиЦель изобретения - повьшение степени чистоты раствора.

В таблице представлены данные проведения предлагаемого способа по примерам 1-7.

Как видно из данных таблицы, отработанный травильный раствор, регенерируемый по предлагаемому способу, имеет различную степень отработки oi , т.е. долю хлорного железа от содержащегося в исходном растворе и израсходованного в процессе травления по реакции

2FfiCl, + Си 2РеС1з + CuCl

(1) Величина oi. зависит от условий про-

ведения травления и составляет обыч-.

но 40-60%. По предпагаемому способу

на первой стадии в отработанный раст-

нор вводят смесь гидроокисей двухи трехвалентного железа. При этом

происходит реакция обмена

2FeClj +3Fe(OH).. 2Ге(ОН)з+3FeClj

(2Ь

при осуществлении которой на каждый моль непрореагировавшего в процессе травления хлорида железа вводят 1,5 моль гидроокиси железа (II), что по отношению моль хлорного железа в исходном травильном растворе составляет 1,5(1-oi) моль. При этом по реакции (2) получают (l-ei) моль Fe(OH)j .Для того, чтобы в осадке гид роокиси железа (II), которьй по предлагаемому способу растворяют в соляной кислоте для возвращения в процесс травления, оказалось 1 моль Fe(OH)j недостающее количество Fe(OH)j допол- нительно вводят с осадком Ft(OH)2 после окисления в количестве si моль. Соотношение Fe(OH)2 к Fe(OH)3 при этом составляет

Fe(OH)2 (1-0) . ., ,., .. ,„.

рёТонУз -

что следует из материального баланса процесса при осаждении железа по предлагаемому способу.

Экспериментально установлено, что реакция (2) протекает полностью лишь при некотором недостатке гидроокиси

5

0

5

0

п д

0

5

железа (II). Образование такого недостатка достигается на стадии окисле ния Fe(OH)j путем некоторого его переокисления сверх теоретически обходимого уровня. Количественная характеристика такого недостатка является измеримой в показателях стадии окисления, для чего формула (3) корректируется на величину а , т.е. 1,5(oi -1) -а , где q - корректирующее число. При а больше 0,05 реакция (2) протекает практически полностью, что обеспечивает высокое качество травильного раствора (примеры 1-3). При увеличении а до значений, больших О,15,возрастает необходимая степень окисления осадка и. увеличивается время, необходимое для осуществления Ьтадии окисления. В случае, когда соотношение Fe(OH)j, :Ре(ОН)з О, предлагаемый способ с двухстадийным осаждением переходит в одностадийньш, что требует увеличения времени окисления с 20-30 мин до 1,5-2 ч.

В реальных условиях, когда величина oi не постоянна j для регенерации каждого травильного раствора требуются различные соотношения FeCOH) к Fe(OH)g, которые определяются по формуле (3).

Необходимый уровень указанного отношения достигается путем проведения процесса окисления в течение времени, определяемого экспериментально для каждого к онкретного случая, причем величина отношения может контролироваться аналитически.

После проведения первой стадии процесса по реакции (2) и отделения фильтрованием образовавшегося Fe(OH)j который растворяют в соляной кислоте с получением травильного раствора, на второй стадии фильтрат обрабатывают газообразным или водным аммиаком, нижний предел избытка которого 2моль/моль CuClj обусловлен его минимальным количеством, необходимым для перевода всей меди в тетрааммиакат, исключения ее накопления в цикле регенерации и попадания в отрегенерированный раствор. Увеличение количества аммиака более 2,2 моль/моль хлорида меди нецелесообразно в связи с отсутст- . вием эффекта от такого увеличения.

При осуществлении способа (например, в соответствии с примером 1) 1000 мл отработанного на 50% травильного раствора с содержанием 1,54 моль/л

Fed,, 1/54 моль/л FeCl иО,77 моль/л CuClj смешивают с осадком, содержащим 2,27 моль FeCOH) и 1,57 моль Fe(OH). Получают осадок, содержащий 3,08 моль Fe(OH)j, который после промывки и отжатия растворяют в 740 мл соляной кислоты плотностью 1,19 г/см и разбавляют водой до 1 л. Полученный раствор содержит 500 г/л (3,08 моль/л) FeCl. Фильтрат после первой стадии осаждения, содержащий 0,77 моль CuClj, 0,03 моль FeClj и 3,8 моль FeClj, обрабатывают 10,,8мол газообразного или водного аммиака, внося тем самым избыток 2,03 моль/ моль CuCl2 . Осадок фильтруют и окисляют воздухом в присутствии содержащегося в нем тетрааммиаката меди в течение 20 мин, достигая соотношения Fe(OH)/Fe(OH)5 , равного 1,45 при а 0,05. Степень окисления осадка 0,4. Окисленный осадок, содержащий 2,27 моль FeCOH) , 1,57 моль Fe(OH)3 и 1,2 моль кристаллического хлористого аммония, возвращают на первую стадию осаждения. Медь в осадке после промывки его 5%-ным аммиаком и водой отсутствует. Полученный как фильтрат раствор тетрааммиаката меди и хлоррща аммония используют, например для приготовления медно-ам- миачного травильного .раствора.

При проведении регенерации в условиях примерах 1 и поддержании величины а О время окисления составляет 20 мин, а содержание FeCl - 0,02 моль/л.

Как следует из сравнения примеров 1,6 и 7, при понижении величины а ниже 0,05 избыток FeCl3 в растворе недостаточен для растворения всего FeCOH) и раствор загрязнен FeCl . При повьшении величины а выше 0,15 увелИ Чивается время окисления (в . примере 7 на 20% по сравнению с примером 1).

При промьшленном осуществлении предлагаемого способа процесс проводят в двух одинаковых емкостях, для чего 100 л отработанного травильного раствора с составом примера 1 заливают в -емкость, снабженную ложным днищем, перекрытым фильтрующей перегорокой, в которой содержится осадок 0,227 кмоль Fe(OH)2 и 0,157 кмоль Fe(OH). . Подают воду на разбавление и воздух на перемешивание. Через

15 мин фильтрат отсасывают под вакуумом во вторую точно такую же емкость, осадок промывают водой и подсушивают воздухом, затем смешивают с 74 л соляной кислоты плотностью 1,19 г/см . Осадок растворяется, полученный раствор отфильтровывают и используют как травильный. Фильтрат во второй емкости отрабатывают 1,84 кмоль аммиака, затем барботиру- . ют воздух для окисления до отношения Fe(OH)/Fe(OH) 1,45, отфильтровывают и промывают осадок, используе- мый для следующей регенерации. Первая стадия следующей регенеращш проводится во второй емкости, вторая в первой и так попеременно далее.

0

5

0

В сравнении с известным способом, предлагаемый позволяет получать тра- вильньй раствор, не загрязне тый хлоридом аммония и хлоридом жепеза (II), и уменьшить время, затрачиваемое па окисление гидрокснда жепеза (II), за счет снижения степени его окисления в среднем в 2,5 раза,

Формула изобретения

Способ регенерации отработанного травильного раствора, содержащего хлориды двух- и трехвалентного желе- - за и хлорид меди, включающий извлечение трехвалентного железа в виде гидроокиси, отличающийся тем, что, с целью повьшеьшя степени чистоты раствора, процесс извлечения трехвалентного железа из раствора ведут в две стадии: на первой стадии в отработанный раствор вводят смесь гидроокисей двлгх- и трехвалент- .ного железа при их соотношеш н, равном 1,5( 1) -01 , гдео - степень отработки травильного раствора, Q - корректирзтощее число, равное 0,05- 0,15, и отфильтровывают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентного железа, а на второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на 1 моль хлорида меди, отфильтровывают выпавшую в осадок смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа и окисляют осадок воздухом до соотношения в смеси гидрокисей двух- и трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадш процесса.

5

0

0

Изобретение относится к способу регенерации отработанного травильного раствора, содержащего хлориды двухи трехвалентного железа и хлорид меди. Цель изобретения - повьппение степени чистоты раствора. Способ включает две стадии: на первой стадии в отработанный раствор вводят смесь гидроокисей двух-и трехвалентного железа при их соотношении, равном 1,5 ()-а, где oi - степень отработки травильного раствора, а - коррек- тирумдее число, равное 0,05-0,15, и ртфильтровьтают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентного железа. На второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на 1 моль хлорида меди, -отфильтровывают выпавшую в осадок смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа и окисляют осадок воздухом до соотношения в смеси гидроокисей двух- и трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадии процесса. 1 табл. $ сл с