Способ регенерации отработанных фторсодержащих травильных растворов

Способ регенерации отработанных фторсодержащих травильных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С 23 G 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

k a»TOPCI4oMV»Вщ»Телль»ТВУ (21 ) 3408638/22-02 (22 ) 25.12.81 (46 ) 07.10.83. Вюл. В 37 (12 ) И. A. Вайнштейн, Л.Д. Кленьааева, Л.Л. Полищук, Т. В. Матвеева, Н. Г. Ващенко, В. A. Тарасенко и И. Ю Коробочк ин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (53) 621.794.48(088.8) (56 ) 1. Гребенщикова A.3. и др.

Регенерация азотноплавиковых и азотнокислых растворов. -"Сталь", 1971, В 12, с. 1135-1136.

2. Патент ПИР В 100880, кл. С 01 В 17/96, 1975, „„Su„„1046346 A (54) (57) СПОСОВ PErEHEPAHHH OTPASOJ

Танну @ТОРСОДЕРЖАЦИХ Трдщ щ, щу

РАСТВОРОВ, 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 соотно- шении 1-1,5 к железу, а ацетон вводят в соотнсыении 2:1 — 4:1 к объему раствора.

1046346 с последующей обработкой его ацетоном приводит к увеличению степени регенерации фтора и повышению эффектив- ности удаления железа.

Введение в отработанный фторсодержащий раствор Фосфорной кислоты приводит к связыванию ионов железа фосфат-ионами к образованию осадка фосфата железа. В реаультате этого разрушаются фторкомплексы железа

0 и освобождаются ионы фтора. Но эти, процессы в отсутствие ацетона идут неактивно вследствие большой прочности фторкомплексов железа и большой активности воды как растворите.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 эффект. В осадок выпадают фосфаты и фториды железа, хрома и никеля..

Пример 1..50 мл отработанного раствора состава кислотностью

0,79 r — экв/л, содержащего, г/л:

9+ 43,4; С гз+б 4 Ni 2+б 4. Fe 57 1 с температурой 20 С обрабатывают

100 мл ацетона при интенсивном перемешивании в течение 10 мин и отстаивают в течение 4 ч. Осветленный слой раствора сливают, а влажный осадок отфильтровывают от остатков маточного раствора и высушивают при

105 С. Влажность осадка составляет

О

40%. Из раствора отгоняют ацетон е при 56-70 С. Степень отгонки 98%, Получают 47,5 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью 0,6 r -экв/л содержит, г/л: Fe 4,3; С rз 0,43;

Ni + 1,43; F 14,7. Степень регенерации фтора 24,5В, степень удаления железа 90,6Ъ.

Пример 2. В 50 мл отработанного раствора того же состава, что и в примере 1, с температурой 40 C вводят при перемешивании 2,5 мл концентрированной 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 4 ч. Осветленный слой раствора сливают, а влажный осадок отфильтровывают от остатков маточного раствора и высушивают при 105 С.

Влажность осадка составляет 39%. Из раствора отгоняют ацетон при a=56-70 С.

Степень отгонки 96,55. Получают

48 мл pereнерата. Состав регенерата кислотностью 0,9 г - экв/л содержит, г/л: Fe +1,6; С г +2,9; Nt 2+3,1;

F"43,4. 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 приливают при перемешивании 3,8 мп

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 f1).

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, заключающййся в том, что 15 в водный раствор, полученный, например, в ходе гидрометаллургических процессов и содержащий растворимые сульфаты, вводят ацетон, метанол или их смесь при 40 С. Эти вещества снижают активность воды как раство» рителя, в результате чего тяжелые металлы выпадают в осадок в виде со" лей (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, включающему З5 введение ацетона, отделение осадка и отгонку ацетона, перед введением ацетона вводят фосфорную кислоту в соотношении 1 — 1,5 к железу, а ацетон вводят в соотйошении 2:1 — 4:1 40 к объему раствора.

Способ осуществляют следующим образом.

В отработанный фторсодержащий травильный раствор вводят фосфоРную 45 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 объему травильО ного 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 осадок фосфатов и фторидов металлов фильтруют и высушивают при температуре

-105 С, Затем из раствора отгоняют ацетон при 56-70ОС который конденсируется 60 и используется повторно. Регенерированный раствор корректируют по кисло-, там и возвращают в травильные ванны.

Предварительное введение во фторсодержащий раствор Фосфорной кислоты 65

1046346 концентрированной фосфорной кислоты, что составляет 150% от стехиоглетрически необходимого количества в расчете на железо; затем обрабатывают

100 мл ацетона при интенсивногл перемешивании в течение 10 мин. Суспензию отстаивают 4 ч. Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильт-. ровывают и высушивают. Влажность осадка 39,1%. Из раствора отгоняют ацетон, степень отгонки 98,2%. Полу- 10 чают 46,8 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью 1,15 r -экв/л, содержит, г/лг Fe +0,76; С r >+ 2,3;

M|2+ 2, 5; Fe 45, 2. Степень регенерации фтора 74,1%, степень удаления 15 железа 98,4%.

Пример 4. 50 мл отработанного раствора, того же состава, что и в примере 1, с температурой

40 С обрабатывают при перемешивании

3,8 мп концентрированной фосфорной кислоты и 200 мл ацетона. Суспензию отстаивают 4 ч. Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность

25 осадка 38, 8 В. Из раствора отгоняют ацетон. Степень отгонки ацетона 95,1Ъ.

Получают 47 мл регенерата кислотностью 1,1 к - экв/л следующего сос тава, г/л: Fe З+ 0,56; С г э+1,8;

И з+ 1; 9; F 44, 8. Степень регенерации фтора. 73,8%, степень удаления железа 98,8%.

Пример 5. 50 мл оТработанного раствора того же состава, что и в примере. 1, с температурой 20г С обрабатывают при перемешивании 2,3 мл концентрированной фосфорной кислоты

90 мп ацетона..Суспензию отстаивают 4 ч.. Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность осадка 39,4%.

Из раствора отгоняют ацетон. Степен1ь отгонки 96%, получают 48,5 мп регенерата. Состав регенерата кислотностью

0,81 r - экв/л содержит, г/л: fe+2,7 „

С ra+3 0; й!2+3 3; F-39,2. Степень регенерации фтора 66,6%, степень

yäàëåíèÿ железа 94%.

Пример 6. 50 мп отработанного раствора того же состава, что е и в примере 1, с температурой 43 С

Обрабатывают при перемешивании 4 мл концентрированной фосфорной кислоты н 210 мл ацетона. Суспензию отстаивают 4 ч. Осветленный раствор слива- ют, влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность осадка 38,6%.

Из раствора отгоняют ацетон. Степень отгонки 92%. Получают 48,5 г/л регенерата. Состав регенерата кислотностью 1,2 r - экв/л содержит, г/л:

Fe 0,52; С r3 1,75 Ni 2+1,8; F 43,7

Степень регенерации фтора 74,2%, степень удаления железа 98,8%.

Результаты испытаний представлены в таблице. !

1 1 1

Д Q Ф с

ЕХ40_#_aaaa l

ФФФХ! и4ах !

I аааА

° ф м

<С! !с

+ 4 у сО л с с

CO М а

+ ЮЪ

Ф ) О 1О с с м «ф

М аА с м с. 1 с (сЪ ааа аа

CO с

O\

CO с

aXI «3

Саа Оъ

1 ц

4 1

«3 с «

«3

«-1 «3

СО С«! с с Ф ОЪ

° Ф м с.

aO I сч н

Ф 1

Q 1

Ф 1

Ф +

4 ФЪ

Ф 3

O с>

Р3 ф н 1 + и о е и м

«У «-! с с

«-1

ОЪ М ч с

«-1 м в с

СЧ м

«! ОЪ с с о сч

CO О с

«-1 м

С9

an с

«О а Гс с с

Ю с«!

ЧЭ гс

Ю м «О с с, а гЧ

«-1 Ф с с о

«-« с

«-! с

I A I a!I ех! х ех ненохио

0 g o 4 х s3 н

l

1 I 1 Х

1 ООХ охх н е

I!!!ОИ

Ф о рв х ео

««

° °

ГЯ

«-«

° «

С«! с

«Ф

«-1

° 9

«3" CO

«-«

u e е х о х н

Ф о

Х Ф

l

1 1

Ю

О .ОЪ

Ю

Ю

«! о о о о

«-« .-!

1 о

«-1

I в; о с Ф

ОО с м

an (3

I I

I еенв!

z ааo av

ЕЕ <ЬОО е иная ю о

«! (с!! ! м Rmо о

aA Ln

I х и х

Ф Х

Ц Д<Ю !

- 5

Ъь

Я дно

Ф !ц хоп

Ф х н н о и х с

Д Р\ онана

ХОО I

Х1:Х4, I Ф о а R н

u m aaI е х

«! хое

5 «. е х р

1

1 Н I I I

1ОЕОНХ

1 н ФХ

1046346

С«! Ю с с сна чР

1 1. an

1 Ю Ю с с о е

Оъ Оа а

«О с с о о

Ф

I МЪ

1 с

CO 10

Oa Caa

«-1

° ° ° °

С 4 С«!

I о о

I an в

1 г! CO «О с с с

° и м IO г- цд Ф «-! с с

<ч

«О Г " an

1046346

Составитель В. Олейниченко

Редактор А Шандор Техред Ж.Кастелевич Корректор О. ««Р

Заказ 7670/27 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

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

Введение фосфорной кислоты в количестве, меньшем от стехиометрически необходимого, приводит к небольшой степени регенерации фтора ((67%) и недостаточной степени удаления желе- 10 за (W4%).

Введение фосфорной кислоты в коли-. честве,. стехиометрически необходимом по реакции образования фосфата железа, приводит к большой степени 15 регенерации фтора и к увеличению степени удаления железа. Степень регенерации фтора составляет. 73Ъ, степень удаления железа 96,5Ъ. При полуторном избытке фосфорной кислоты о степень регенерации фтора составляет 74Ъ, степень осаждения железа

98,4-98,8Ъ.

При введении фосфорной кислоты в количестве, превышающегл 1, 5 стехиоглетрии, степень регенерации фтора увеличивается нез начительно (до 74,2Ъ), а степень удаления железа остается на том же уровне (т. е. 98, 8% ) . .Поэтому введение фосфорной кислоты в количестве, превышающем 1,5 от стехиометрии, нецелесообразно.

При введении ацетона в количестве двух объемов к одному объему травильного раствора не достигает- 35 ся высокая степень регенерации фторреагента и достаточная степень удале ния желез а.

В интервале соотношений объемов ацетона и травильного раствора 2:1 — 4p

4:1 достигается значительная степень регенерации фтор-реагента (73-74Ъ) и достаточная степень удаления железа (98,4-98,8Ъ).

Добавка ацетона в количестве, 45 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

1 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 глешает накопление железа в травильном растворе.

По предлагаемому способу степень удаления железа составляет " 98Ъ.

Использование предлагаемого способа позволяет по сравнительно простой технологии регенерировать из отработанных фторсодержащих травильных растворов дорогбстоя-. щий фтор-реагент и возвраг-гать 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 производствее.

Ацетон 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 5Ъ. 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 25Ъ. При введении фосфорной кйслоты с последующей .обработкой раствора ацетоном степень регенерации фтора достигает 74%.