Способ отработанного травильного раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

CoLINàëèñòè÷åñêìê

Республик (737502 (61 ) Дол ол и и тел ьное к а вт. с вид- ву

2 (22) Заивлеио 20.01.78 (21) 2570400/22-26 (5! ) М. Кл.

С 23 G 1/36

С 02 С 5/02 с присоединением заявки И

Государственный комнтет (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.80, Бюллетень М 20

Дата опубликования, описания 02.06.80 по делам наооретеннй н аткрытнй (53) УДК 621.794.

° 48(088.8) Ю. В. Старченко, М. И. Войтович, Н. В. Минова и П, EL Савенкова (72) Авторы изобретения

Украинский научно-исследовательский институт полиграфической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТА Н11ОГО ТРАВИЛЬНОГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к способам очистки сточных вод полиграфической промышленности, а именно к очистке отработанного травильного раствора, содержащего азотную кислоту, азотнокислый цинк, сульфатированное касторовое масло и диатилбенэол, и может быть использовано для очистки отработанного раствора, образуемого при изготовлении печатных форм (клише) на полиграфическом цинке хими ческим травлением.

Известен способ очистки от азотной кислоты и ионов цинка, который заключается в нейтрализации азотной кислоты и получении труднорастворимых соединений цинка действием щелочных реагентов.

Недостатком этого способа является дополнительное для производства применение щелочного реагента, получение объемных влагосодержаших шлемов труднорастворимых соединений цинка, большое коли

- чество нитрат-ионов в сбрасываемых водах.

Известен также способ, позволяющий регенерировать и утилизировать продукты

2 очистки, например ионообменный способ очистки, заключающийся в очистке цинко-. содержащего азотнокислого раствора от ионов цинка с регенерацией азотной кислоты ионообменным методом fl).

По атому способу раствор азотной кислоты с аэотнокислым цинком пропускают через катионит, в котором происходитвыделение ионов цинка из раствора азотной кислоты. Очищенная таким образом от ионов цинка азотная кислота возврацает ся в производство.

Однако применение этого метода неэффективно, так как ионообменная очистка целесообразна при концентрации ионов цинка не выше 100-1000 мг/л, а обработанные раствтзры, образуемые при изготовлении клише, имеют концентрацию цинка не ниже 4-0 г/л. Кроме того, при наличии в отработан ном растворе поверхностно-активных веществ, (ПАВ), ионообменная очистка становится нецелесообразной, так KGK в атом случае активные центры ионообменных

3 7375 смол в значительной степени блокируются и их емкость по металлу еще более снижается, 1

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре5 зультату является способ регенерации травильной смеси, содержащий масло, в котором" предусматривается возможность регенерации травильного раствора, содержащего азотную кислоту; ионы цинка, суль- 10 фатированное касторовое масло, растворенное в органическом растворителе — диэтилбензоле $2).

Согласно этому способу, регенерация травильного раствора осуществляется сле- 5 дующим образом: отработанный травильный раствор разделяется на две фазы (водную и масляную), затем с помошью ионообменной смолы выделяют из водного раствора азотной кислоты ионы цинка 20 и после соединения регенерированной азотной кислоты и ранее отделенной масляной фазы проводят травление цинковых пластин.

Способ предусматривает регенерацию азотной кислоты с помощью катионообменной смолы, на которой происходит выделение ионов цинка. В состав масляной фазы входит сульфатировай ное касторовое маспо (ализариновое масло), представ1тяющее сложную смесь высших органических сульфокислот и их эфиров. В процессе эмульсионного травления происходят необратимые изменения в их составе и, соответ ственно, свойствах, поэтому повторное использование сульфатированного касторо вого масла при изготовлении печатных форм на микроцинке травлением невозможно.

Недостатком ионообменного метода регенерации азотной кислоты из отработанного раствора эмульсионного травления является также малая обменная емкость катионообменных смол, блокирование их активных центров находящимися в раствоf ре ПАВ. Кроме того, сульфатированное касторовое масло солюбизирует в водную фазу диэтилбензол до довольно высокой

50 концентрации 1-5 г/л вследствие чего невозможно удалить из водной фазы солюбизированный диэтилбензол и водорастворимую часть сульфатированного касторового масла. Поэтому в полиграфической npo-:

I5 мышленности такой метод регенерации ком понентов отработанного раствора эмульсионного травления не находит практическо го применения, 02 .ф

Цель изобретения — регс.нерация и утйлизация компонентов травильного раствора, которые позволят создать систему безотходного производства.

Поставленная цель достигается эвапорацией диэтилбензола из масляной фазы, / дистилляцией азотной кислоты из водного слоя, обра бо тко и кубового плава азотнокислого цинка соляной кислотой для удаления нитрат-ионов и выделения цинка электролизом из полученного раствора хлористого цинка.

Лля повышения степени регенерации азотной кислоты, дистилляцию проводят в присутствии азотнокислого цинка в количестве, соответствующем концентрации ионов цинка 90-100 r/ë.

Плав азотнокислого цинка обрабатывают соляной кислотой в количестве 4,55 г/г плава при нагреве до 140-150 С.

Способ очистки осуществляют следующим образом.

Из отработанного раствора эмульс ионного травления отделяют масляную фазу— сульфатированное касторовое масло и диэтилбензол. Из отделенной масляной фазы эвапорацией регенерируют диэтилбензол,который затем повторно используют, После этого водную фазу (раствор азотнокис- лого цинка в азотной кислоте) перегоняют с образованием цистиллята — азотной кислоты и кубового остатка - плава азотнокислого цинка. Для максимального выхода азотной кислоты в водную фазу перед дистилляцией вводят кубовый остаток-азотнокислый цинк. Полученную азотную кислоту используют для приготовления травильного раствора, а плав азотнокислого цинKG частично используют, как Высалив&к щий агент, для увеличения выхода азотной кислоты, остаток плава обрабатывают соляной кислотой для удаления нитратионов, препятствующих выделению цинка электролизом. Из полученного после обработки азотнокислого цинка соляной кислотой хлористого цинка приготавливается электрблит, из которого электролизом выделяют металлический цинк.

Пример 1. Из обработанного травильного, раствора, состоящего из раствора азотной кислоты (45-95 г/л) азотнскислого цинка (до 160 г/л) смеси сульфатированного касторового масла и диэтил бензола (25-45 г/л) методом отстаивания отделяют масляную фазу„Отделенную отстаиванием в течение 24 ч масляную ,фазу перегоняют методом эвапорации при

j95-100оС. Отгонку пиэтипбензола горя7375

100

80,5

85 0

84,7

97,2

130

94,0

84,9

124,2

163,4

205,4

93,2

93,2 73

55,0 40,8

65,0 53 О.

93,0

93,0

Из табл. 2 видно, что дополнительное введение в обрабатываемый раствор азот» нокислого пинка приводит к значительному увеличению выхода азотной кислоты. Мвк симальиый выход наблюдается при концепт « рации взотнокислого цинка в пересчете на Zn порядка 90-100 г/л. Выход азот-. ной кислоты зв счет высвливаюшего действия взотнокислого цинка, при этом до стигает 97,2%. Регенерированная азотная кислота используется для приготовления стандартного раствора эмульсионного трав» пения.

Пример 4. Из подученного при дистилляции плава азотнокислого пинка удаляют нитрат ионы, которые отрицательно влияют на выход цинка по току при электролизе, Способ выделения нитрат: ионов заключается в нагреве плввв азотнокислого цинка до 140-150оС с последуюшим введением концентрированной соляной кислоты (6 - 1,17-1,19 г/см5).

B результате реакций в азотнокислом пинке происходит замешение нитрат ионов -нв хлорид-ионы с выделением .МО, NO< и

С1 . Результаты представлень1 в табл.3. о .

26

46 15

20 47

30 чим паром проводят до прекрвшения увели.чения объема конденсата в приемнике. По окончании перегонки конденсат отстаивают для отделения диэтилбензола от воды.

Количество полученного диэтилбензолв составляет 90% от исходного. На полученном таким образом конденсвте диэтилбензола приготавливают стандартный раствор эмульсионного травления и проводят трав ление печатных форм — клише на микро- 0 цинке.

Пример 2. Из отработанного травильного раствора (см, пример 1) отделяют масляную фазу. Из кислой водной фа-. зы,содержашей азотную кислоту и азотно- 15 кислый цинк, методом дистилляции регенерируют азотную кислоту. Листилляцию проводят при атмосферном давлении при 103-

145оС. Результаты представлены в табл, 1.

Таблица 1

В результате перегонки образуется дистиллят азотной кислоты и плав азотнокислого цинке. Выход азотной кислоты колеблется от 34 до 51%. Регенерированная

З5 кислота используется для приготовления стандартного раствора эмульсионного трав ления.

Пример 3. Из отработанного травильного раствора (см. примеры 1-2) от40 деляют масляную фазу, Затем в водную фазу, содержвшую азотную кислотку, и азотнокислый цинк, дополнительно вводят кубовый остаток процесса дистилляциинлвв азотнокислого цинка. Йистилляцию

02 6 такого раствора проводят при 103-145 С.

Результаты представлены в табл. 2.

Табл ипа 2

737502

Та блица 3

4,2

5,9 Хлористый цинк 0,5 не выкристалли зовывается

1,4

11,8

4,2

Выкристаллизовывается хлористый цинк бурого цвета

0,04

2,8

4,2

17,7

П рактичес- 4,2 ки отсутствует

Выкристаллизовывается хлористый цинк белого цвета

ПНИИПИ Заказ 2549/5 Тираж 1074 Подписное

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Как видно из табл. 3, образование хлористего цинка с практическим выходом происходит при введении в плав соляной кислоты в количестве не менее 4,5-5 r/r нитрат-ионов.

Из полученного таким образом хлорис того цинка приготавливают электролит, из которого выделяют металлический цинк с выходом по току 92-94%. Электролиз проводят при концентрации цинка в электроли те 50-60 г/л, соляной кислоты 50 г/л, и плотности тока 1000-1800 А/дм .

Таким образом, как видно из приведен35 ных примеров, предлагаемый способ очист«и отработанного раствора эмульсионного травления позволяетрегенерировать диэтилбензол, азотную кислоту и утилизировать цинк, т.е. создать безотходную технологию с замкнутым циклом применяемых материалов.

Предлагаемый способ позвоцяет значительно снизить материальные затраты предприятий, оздоровляет условия очистки, пол- 5 ностью предотвращает сброс вредных веществ.

Формула изобретения

l. Способ очистки отработанного травильного раствора, состоящего из сульфа- go тированного касторового масла, диэтилбензола, азотной кислоты и азотнокислого цинка, путем отстаивания раствора, отделения масляной фазы от водной с последующей регенерацией азотной кислоты, отличающийся тем, что, с целью регенерации и утилизации компонентов травильного раствора, из масляной фазы эвапорацией извлекают диэтилбензол, из водного отстоя дистилляцией извлекают азотную кислоту, образующийся при этом сплав азотнокислого цинка обрабатывают соляной. кислотой для удаления нитрат ионов и выделяют цинк электролизом из

Ф полученного раствора хлористого цинка.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что для повышения степени регенерации азотной кислоты дистилляцию проводят в присутствии азотнокйслого цинка в количестве, соответствующем концентрации ионов цинка 90-100 г/л.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что IIJIGB азотнокислого цинка обрабатывают соляной кислотой в количестве 4,5-5 г/г плава при нагреве до 140-150 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 138448, кл. С 23 Ci 1/36, 1960.

2. Патент ФРГ № 2218020, кл. С 23 F 1/08, 1973 (прототип).