Способ регенерации травильного раст-BOPA, СОдЕРжАщЕгО СЕРНую КиСлОТуи жЕлЕзНый КупОРОС Советский патент 1981 года по МПК C02F1/46 C23G1/36 C02F1/46 C02F101/20 

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

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

1.

Однако известный способ недостаточно эффективен и :)К0110.::гчен.

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 2.

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 перегораживается нейтральными или ноннтовыми мембранами. В результате этого в растворе анодной камеры повышается концентрация серной кислоты, а в катодной камере повьпяается концентрация сульфата железа.

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

процесса.

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

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

электрохимической обработкой.

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

По предложенному способу концентрированный раствор обрабатывают NaOH до

|)il 8,5-9,5, затем полученный раствор регенерируют в электролизере;. Полученный в анодной камере раствор серной кислоты вновь используют в производстве, а раствор NaOH, образовавшийся в катодном пространстве, повторно используют для пейтралнзацин концентрированного раствора.

Для осуществления предложенного способа используют иейтрализационно-осветлительпую установку, включающую оборудование для сутки получаемого осадка, электрическую установку, включающую оборудование для очистки раствора серной кислоты от сульфата натрия и оборудование для комнрессирования водорода, а также оборудование для растворения мерабилнта и очистки нолученного раствора.

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

Аэрированную нейтрализованную суспензию 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 натрия. При электролизе сульфата натрия с деполяризацией воздухом в катодном пространстве получается раствор, содержащий 100-120 г/л едкого натра и около 180 г/л сульфата натрия. В анодном пространстве образуется раствор, содержащий ISO-HO 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 чертел ом и 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 смещивается 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 лучщими технологическими свойствами (меиьщей растворимостью, меньщим сопротивлением фильтрации, по сравнению с гидраксидами двухвалентного железа). Из аэраторов 4

нейтрализованные сточные воды подают на вакуум-фильтр5 для механического обезвоживания. Обезвоженный осадок (кек) направляют на сушку и затем после измельчения используют в качестве сырья для получения металлургического порошка или железноокисного пигмента. Фильтрат, представляюпшй собой раствор сернокислого натрия, поступает на песчаный фильтр 6 для

глубокого осветления. После осветления па иесчаном 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 сернокислого натрия подают и электролизер 9. Смесь едкого иатра и сернокислого натрия используют в качестве нейтрализующего реагенга.

Смесь серной кислоты и едкого натра подают в холодильник 8, где иосле охлаждения до минус происходит кристаллизация сульфата натрия и выделение кристаллов из раствора. Выделенные кристаллы по

линии б подают в бак 7 для растворения, раствор серной кнслоты по линии в подают li травильный бак 1.

Концентрация отработанных травильных растворов по сульфатам составляет

около 170 г/л (17%).

Таким образом в предложенно.м способе осуществляется рециркуляция кислоты, нспользуемой для травления металла, что устраняет надобность в затрате кислоты па

травление. Требуется лищь подача неболь1НИХ количеств дешевого мирабилита для покрытия потерь реагентов. При этом одновременно обеспечивается получение окислов железа, сырья для производства металлургического порощка «ли красителей и товарного компрессированного водорода, а также устраняется надобность в сбросе сточных вод из системы.

Едкий натр, используемый для нейтрализации, также находится в рециркуляции, а небольшие потери его покрываются электролизом мнрабилита.

Формула изобретения

Способ регенерации травильного раствора, содер кан1его серную кислоту и ж&лезный купорос, включающий электрохимическую обработку и нейтрализацию, отлнчающийся тем, что, с целью удещевления процесса за счет снижения удельных энергозатрат и многократного использования реагентов, получаемых в процессе, нейтрализацию ведут перед электрохимической

обработкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Генкин В. Е. Электромеханические методы очистки некоторых видов промышленных сточных вод и отраоотанных концентрированных растворов. Автореферат диссертации на соискание стенени кандидата технических наук. М., 1967.

6

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