Способ регенерации травильногоСОляНОКиСлОгО PACTBOPA Советский патент 1981 года по МПК C23G1/36 

(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТРАВИЛЬНОГО СОЛЯНОКИСЛОГО РАСТВОРА :

Изобретение относится к области химической обработки металлов в ра творах, а именно к восстановлению травящей способности растворов. Известен способ регенерации соля нокислого травильного раствора, содержащего 250-300 г/л хлористого железа (FeCPi) и 40-75 г/л соляной кислоты (НС&), который пропускают через электродиализатор fl. Однако недостаток этого способа регенерации солянокислого травильного раствора заключается в том, чт в анодном пространстве электродиали затора при 30-100°С идет реакция окисления хлористого железа (FeCt) до хлорного (FeCC) с обильным выде лением агрессивных газов - хлора) и хлористого водорода, которые попадают в рабочую атмосферу и загрязняют ее, что значительно ухудапает условия труда. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является с соб регенерации солянокислого травильного раствора, содержащего соляную кислоту (НСЕ)и хлористое железо (.K который обрабатывают минеральной кислотой с последующей перегонкой и испарением полученной смеси, осаждением сернокислого железа, конденсацией газообразного хлористого водорода - водой, отделением сернокислого осадка и рециркуляцией остаточной жидкости для получения во и кислоты 2. Недостатком известного способа регенерации солянокислого травильт ного раствора являются неудовлетворительные условия труда, так как при перегонке и испарении смеси, протекакнцей при 114-200 С, образуется газообразный хлористый водород, который является вредным и агрессивным газом, попадающим в рабочую атмосферу, а при дальнейшей конденсадии образуется летучая агрессив,ная соляная кислота, отравляющая рабочую атмосферу. Цель, изобретения - улучшение усло вий труда и повьппение экономичности Поставленная цель достигается тем, что в способе регенерации солянокислого травильного раствора путем обработки его минеральной кислотой с последующим выделением осадка, соляную кислоту вводят до рН (-1) -(-1,2), после чего добавляют Предварительно прокаленную до -фазы трехокись железа. При регенерации солянокислого травильного раствора в сильнокислой среде при рН (-1) - (-1,2) в присутствии хлористого железа (FeCf,2.) при 20-25 С идет активное растворение прокаленной трехокиси железа У-фазы (Fe,jO) в соляной кислоте, которое заканчивается при перемешивании и отстаивании смеси, при этом гаэовьщеления не обнаруживается, а происходит накопление хлорного желез (III) (FeCe) с одновременным сниже нием количества хлористого железа (II) (ГеС&2) т.е. восстановление травильных свойств раствора. Следует отметить, что простое под кисление (без добавки Fe.,2.3) раствора не обеспечивает восстановлени травильных свойств при комнатной тем пературе. При этом не любая трехоки железа может растворяться в предлагаемых условиях: комнатная температура рН {-)-(-,2). Таким свойство облагает лишь предварительно прокаленная до- -фазы Fe 0.1 (мелкодисперс ный порошок). Часть непрореагировавшей .., может оставаться в. виде осадка. Восстанавливать травильные свойства отработанного раствора с помощ предлагаемого способа можно неоднократно до накопления в растворе 500 г/л Fe (II и III), после чего раствор необходимо подвергать термо лизу известньм способом для регенерации НОВ и , которые затем вновь могут быть использованы для получения травильного раствора. Пример I. В колбу со стеклянной мешалкой помещают 200 мл солянокислого травильного раствора, с держащего, г/л: хлористого железа (FeCEi) 200 и соляной кислоты (НСР) 50 - отхода травильного производств который обрабатывают концентрирован ной соляной кислотой до рН (-1,2) с получением состава травильного раствора, г/л: хлористого железа (FeCE) 200 и соляной кислоты (НСв) 300. Затем берут (отход цеха регенерации травильных растворов метизных цехов сталепрокатного производства) предварительно прокаливают в печи при- 500°С, в течении 3ч с об-фазы состава: Fe20394,4% и 5,6% примесей до у-фазы Fe 0. состава: 96,4% Fe/jOj и 5,6% примесей. К травильному раствору добавляют 20 г мелкодисперсного порошка трехокиси железа -фазы. Смесь перемешивают в течение 1 ч и определяют бихроматометрическим методом (реактив ,.)содержание хлорного железа в растворе (FeC). При этом накопление хлорного железа в растворе составлет 156,8 г/л. Затем смесь отстаивают в течение 23 ч. После отстаивания в растворе содержание хлорного железа (FeCBj) повьшается до 173,6 г/л. При добавлении в травильний раствор соляной кислоты до рН 0,9 идет слабое растворение трехокиси железа (.,) 7 Фазы и недостаточное восстановление травящих способностей раствора, а большой расход соляной кислоты (НСВ) до рН 1,3 нецелесообразен, так как растворение трехокиси железа (Fe,) -фазы и восстановление травильного раствора идет без изменения. Все процессы проводят при 20-25С. После приготовления травильного раствора в -чабораторных условиях проверяют его травящие способности на стандартном образце проволоке из углеродистой стали марки ст. 60. Время травления об регенерированном травиль ° растворе при 20 С составляет 12-14 с. Отсутствие газовыделения при этом подтверждается волюмометрическим определением. П р и м е р 2. Испытывают способ регенерации отработанного травильного раствора, содержащего, г/л: нее 50; FeCe2 200; до 1 л. Такой состав получают после обработки образцов из углеродистой стали марки ЗОх-ГСА раствором хлористоводородной кислоты (200 г/л) в течение 20 мин. Такой раствор для травления ппактически не пригоде1г.

так как скорость травления в нем снижается до 0,10 мкм/мин, а травильная способность равна 0,12 мг/сьГ-мин.

К 1 л отработанного раствора при 20 - добавляют концентрированную соляную кислоту )до содержания хлористого водорода 300 г/л, т.е. до рН (-1,2) и 20 г трехокиси желеэга (- -фазу), перемешивают в течение 30 мин, смесь отстаивают 2. ч. Непрореагировавшая часть остается в осадке. Состав полученного раствора, г/л: неб 270; FeCe2 200; ГеС&з170; Н до 1 л.

Компоненты травильного раствора, г/л:

нее

FeCe FeCE

Свойства травильных расстворов:Температура травления,°С

Скорость травления, мкм/мин

травильная способность,

Mr/CNT-MHH

Условия регенерации:

Температура процесса регенерации, С

Продолжительность, ч

Степень регенерации, % Расход г/л

Газовыделение в окружающую среду, %. Расход электроэнергии (на 1 ванну) кВт/ч

Содержание железа (III) определяют бихроматометрическим методом.

Восстановление травильных свойств 5 полученного раствора проверяют ка образцах, аналогичных предыдущим. Газовыделения контролируют волюмометрически.

10 Измеряют травильную способность .Гравиметрическим и скорость травления гравиметрическим и электрохимическим методами. Составы, свойства травильных растворов и условия

15 регенерации известного и предлагаемого способов приведены в таблице.

180

270 200 170

60

20

60

0,45

0,92 0,30

0,84 0,28

0,41

20-25

120-150

12-132-3

(для I ванны)(для любого

1 2 марает-объема) вора

100 20

Нет 10 Как видно из таблицы, предлагае fflaй способ позволяет восстановить травильнзпо способность раствора, причем она вдвое превьвпает травильную способность исходного раствора при 60 С и получен достаточный для практики уровень при 2СРСо При использовании предлагаемого способа при 20-25 С исключается выделение агрессивных паров, что улучшает условия труда. Кроме того низкотемпературная регенерация снижает расход электроэнергии в десятки раз, поскольку энергия расходуется лишь на превышение растворов. Экономический Эффект при регенерации 1 м травильного раствора составляет 149927 р. 98 Формула изобретения Способ регенерации травильного солянокислого раствора, включающий добавление к нему соляной кислоты и последующее отделение осадка, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда и повьш1ения экономичности соляную кислоту вводят до достижения рН (-1) -- (-1,2), после чего добавляют предварительно прокаленную до Jf -фазы трекокись железа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 438729, кл. С 23 G 1/36, 1974. 2. Патент Великобритании СССР № 1271891, кл. С 1 А, 1972.