Способ регенерации азотно-плавикового травильного раствора Советский патент 1981 года по МПК C23G1/36 

(.54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ДЗОТНО-ПЛАВИКОВОГО . ТРАВИЛЬНОГО РАСТВОРА Изобретение относится к хими еской обработке поверхности-металлов и может быть использовано при регенерации азотно-плавикового раствора для возможности повторного использования травильного раствора, а также для очистки сточных вод от продуктов травления в виде солей железа, хрома никеля, азотной и плавиковой кислот. Известен способ травления высоколегированных сталей и сплавов в расTBOpcix азотной кислоты с фторидами. Отработанные травильные растворы ней трализуют гашеной известью, после чего сбрасывают в водоемы. При этом в воде повышается не только солевой состав плохо раств9Римых фторидов кальция, ио и содержание растворимых фторидов, являющихся токсичными веществами tl3 Практика показывает,что стоимость строительства сооружений по очистке стоков травильных отделений во много раз выше стоимости строительства самих травильных отделений. В современных травильных отделениях лишь незначительная доля кислот расходует ся на травление, а основная их масса выбрасывается на обезвреживание. Так например, при травлении труб из высо колегированных сталей и сплавов в плавиково-азотнокислых растворах, содержащих 2-4% плавиковой и 13,518,9% азотной кислот без корректировок потери со сливом в канализацию, составляют 15-24% свободной плавиковой и 55-65% свободной азотной кисло Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ регенерации азотно-плавикового травильного раствора, включающий осал дение солей металлов путем добавления серной кислоты, экстрагируются ионы металлов, которые после обработки трибутилфосфатом выпадают в виде шлама сульфатов металлов, а .смесь HNOj, и HF отделяют в виде водного раствора 2. Недостатком этого способа является невозможность использования солей, выпавших в осадок и возможность попадания токсичных соединений в водоемы со сточными водами. Цель изобретения - повышение работоспособности травильного раствора и исключение загрязнения сточных вод токсичными соединениями. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем осаждение солей металлов путем введения в раствор сульфат-ионов, для введения сул фат-ионов используют сульфат натрия в количестве, в 4,6-4,8 раза превыша ющем содержание железа в отработанном растворе, после чего осадок отделяют от раствора. Этот способ регенерации азотноплавикового травильного раствора, включающий осаждение солей железа, хрома, никеля плавиковой и азотной кислот,при котором в отработанный травильный раствор вводят сульфат натрия до получения осадка двойных солей с по следующим разделением осадка и раствора, а затем полученный осветленный раствор корректируют кислотами до рабоче го состава,При этом сульфат натрия вводят в количестве, в 4,6-4,8 раза превышающем содержание железа в отработанном растворе. Количество идущего на обработку сульфата натрия обусловлено необходимостью удалить из раствора соли хрома, никеля и других легирующих элементов и установлено экспериментально. Введение сульфата натрия в отработанный азотно-плавиковый травильнь1й раствор после накопления в нем железа порядка 60 г/л обеспечивает выпадение в осадок двойных солей со става: NaFeF, - двойная соль фторидов железа и натрия, - суль фат и фторид натрия, МаСг С5О472. (IZ HiO - двойная соль сульфатов натрия и хрома, Na.aNiCSO) 4Н2.О сульфат натрия и никеля, NaN-iF - фт рид натрия и никеля и получение ста бильного по составу азотно-плавиков го, практически свободного от солей раствора. Пример . Для осуществления регенерации по предлагаемому спосо.бу выполняют следующие операции. Корректированный кислотами азотн плавиковый раствор с содержанием же леза порядка 60 г/л переливают в ре генерационный бак.Добавляют туда ра четное количество сульфата натрия. Раствор перемешивают 5-10 мин и отстаивают 10-15 мин.Осветленную част paqTBOpa переливают в травильную ва ну, анализируют на содержание кислот и железа,а затем корректируют кислота ми до рабочего состава. Осадок используется в производстве образивных материалов. ртработанный после корректировок аз6ч«о-плавиковый раствор объемом 0,5 м при содержании железа перели вают в бак для регенерации. Добавив туда 132 кг безводного сульфата натрия и перемешав в течение 7 мин, получают 0,55 м раствора, который отстаивается 11 мин. Затем осветлен ную часть объемом 0,37 содер жании железа 11 г/л переливают в 1травильную ванну и откорректировыва т, добавив туда 38 л плавиковой килоты плотностью 1,146 кг/м и 44 л-, азотной кислоты плотностью,, 339 кг/м олучился рабочий раствор объемом 0,45 м с содержанием железа 9,0 г/л. После травления и корректировок кислотами при концентрации железа порядка 60 г/л раствор снова регенерируют . Образовавшийся во время регенерации осадок из бака выгружают и отправляют на переработку. Скорость и качество травления в регенерированном растворе не отличается от травления в свежеприготовленном растворе. Металлографические исследования образцов труб, протравленных в этих растворах, показывают, что структура метсшла не имеет каких-либо отклонений. Кислоты добавляют в количествах, рассчитанных по уравнениям: 44, f- С„, К 209, ОЗсвоа НЫОъ С где 44,4 и 209,6 коэффициенты, найденные опытным путем; количество HF и сЕюв .p HKIO кислот, име,ющихся в регенерированном растворе;HF HNOi концентрация HF и НМОз в технических кислотах, применяемых при корректировке раствора; V - объем ванны. Предлагаемый способ регенерации азотно-плавикового травильного раствора обеспечивает по сравнению с известным удаление помимо солей железа соли хрома, никеля, что приводит к восстановлению азотно-плавикового травильного раствора. Тем самым снижается расход минеральных кислот. Кроме того, сокращаются потери металла при травлении, воды и тем самым .исключается загрязнение водоемов токсичными соединениями этого рода. Это в свою очередь позволяет снизить стоимость строительства очистных сооружений, так как создается замкнутый цикл использования азотноплавиковых растворов, где нет отработанных растворов, идущих на обезвреживание и слив, а значит, нет необходимости в очистных сооружениях. При годовом расходе на травильной установке 1000 т азотной и соответственно 211,64 г плавиковой кислот по предлагаемому способу экономический эффект по приведенным затратам составляет 191 тыс.руб. за счет сокращения расхода кислот, превращения сброса недоочищенных стоков и снижелия потерь металла активного при травлении.

Формула изобретения

Способ регенерации азотно-плавикового травильного раствора, включающий осаждение солей металлов путем введения в раствор сульфат-ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности травильного раствора и исключения загрязнения сточных вод токсичными соединениями, для введения сульфат-ионов используют сульфат натрия в количестве, в 4,6-4,8 раза превышанхцем содержание железа в отработанном растворе, после чего осадок отделяют от раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Липкин Я.Н., Штанько В.М. Химическая и электрохимическая обработка стальных труб.М.,Металлургия ;1974.

2.РЖ Технология неорганических веществ, Д1268, 1975, 23.