Способ извлечения щавелевой кислоты из отработанного травильного раствора

Способ извлечения щавелевой кислоты из отработанного травильного раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 01. 10. 80 (21) 2991533/22-02 (31) М. НЛ.З с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

С 23 G 1/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2307.82. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК 621. 794.48:

:621.794.422 (088. 8) 1

Ю.В. Старченко и Л.Д. Савенкова

Ir

Украинский научно-исследовательский институт. полиграфической промышленности (72} Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

ИЗ ОТРАБОТАННОГО ТРАВИЛЬНОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к способам регенерации промышленных сточных вод, а именно отработанного травящеrо раствора, образующегося при изготовлении из медьсодержащих сплавов изделий травлением в растворе, содержащем хлорное железо, щавелевую кислоту и другие добавки.

Изобретение может быть использовано в полиграфической, радиотехнической и других отраслях народного хозяйства, где применяются для изготовления изделий (клише, плат, печатных цилиндров и т.д.) из медьсодержащих сплавов химическим травлением

15 растворы, содержащие хлорное железо . и щавелевую кислоту.

Известны различные методы очистки отработанных травящих растворов, содержащих хлорное железо и соединения 2О меди. Наиболее распространенным является реагентный метод, сущностью которого является нейтрализация щелочными реагентами хлорного железа и получение малорастворимых соединений 25 меди (1).

Нейтрализационно-реагентный метод очистки недостаточно технико-экономически эффективен, так как требует дополнительного применения щелочного 30 реагента для нейтрализации хлорного железа и выделения меди ь виде малорастворимых соединений. Продукты такой очистки, как правило, вывозятся на поля захоронения. B случае нахождения в растворе щавелевой кислоты при щелочной обработке образуются оксалат натрия или кальция, которые также вывозятся на поля захоронения и безвозвратно теряются, что экономически не оправдано.

Известны способы очистки травящих растворов, содержащих хлорное и хлористое железо, с регенерацией последнего в хлорное железо. Так, например, возможно регенерировать отработачный травящий раствор, обрабатывая его хлором. При этом двухвалентное железо окисляется до трехвалентного. Однако при наличии в растворе оксалата меди, последний не регенерируется, т.е. наиболее дорогостоящий компонент раствора не возвращается в производство.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ извлечения щавелевой кислоты нз отработанного раствора — азотной и щавелевой кислоты. По этому способу азотную кислоту нз отработанного

945246 раствора отделяют известным способом от твердой фазы - оксалата цинка и повторно используют для составления раствора беэзмульсионного травления.

Для регенерации щавелевой кислоты из оксалата цинка последний обрабаты- 5 вают соляной кислотой при весовом соотношении оксалата цинка и соляной кислоты, равном 100:(230-290), или серной кислотой, при весовом соотношении оксалата цинка к серной кисло- 10 те 10:(180-200). Обработку оксалата цинка кислотами проводят при 70-90 С (ñ последующим охлаждением раствора и выделением известными способами выкристаллизовавшейся щавелевой кис- (5 лоты от жидкой фазы. Полученную таким способом щавелевую кислоту повторно используют для составления травящего раствора.

Отработанный раствор, применяемый 20 для изготовления изделий из медьсодержащих сплавов, состоит иэ хлорного и хлористого железа, оксалата меди и щавелевой кислоты, связанной с ионами трехвалентного железа в водорастворимый комплекс Fe((Сд04) ) (2) °

Применение известного способа для очистки указанного отработанного травящего раствора не приемлемо, так как оксалат меди отличается от оксалата цинка. по физико-химическим свойствам, и оксалат-ионы, связанные в оксалаткомплексы железа Fe((С 04) ) и находящиеся в растворе, не извлекаются и безвозвратно измываются.

Целью изобретения является повыше ние степени извлечения щавелевой кис-. лоты иэ отработанного раствора, содержащего хлорное и хлористое железо, хлорную медь, оксалат меди.и оксалатсодержащий комплекс Fe((С 04)> ) .40

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем осаждение оксалата металла, растворение осадка соляной кислотой при 80-90ОС и охлаждение полученного раствора для 45 выкристаллиэовывания щавелевой кисло ты, оксалат металла осаждают в виде оксалата меди путем введения H отработанный раствор 4-5 г хлорной меди на 1 г оксалат-ионов. 50

При введении в отработанный раствор хлорной меди (CuC1 2Н О) происходит перевод оксалат-иона из комплексного соединения железа в оксалат меди.

Fe (Fe (С 0 ) ) + ЗСпС1 ° 2H О

3СцС О (,+ 2РеС1 + 6Н О затеи обрабатывают оксалат меди соляно . кислотой в соотношении 1. 7. .Если оксалат меди обрабатывать меньшим количеством соляной кислоты, то резко падает технологический выход щавелевой кислоты. Затем раствор охлаждают и выкристаллизовывавшаяся 65 щавелевая кислота отделяется от жидкой фазы маточного раствора. Полую ченный маточный раствор, содержащий хлорную медь и соляную кислоту, подвергают электролизу с целью выделения металлической меди и ее последующей утилизации. Полученную щавелевую кислоту повторно используют для приготовления травящего раствора.

Применение в качестве регенерационного реагента азотной, серной, фосфорной и уксусной кислот не дает поло-. жительных результатов, так как оксалат меди в них практически не растворяется, образуя при перемешивании взвесь. Укаэанные кислоты при этом не изменяют цвет,. что указывает на то, что оксалат меди не растворился и ионов меди в растворе кислоты нет..

Пример. В отработанный травящий раствор добавляют хлорид меди из расчета 4-5 г на грамм оксалатионов, находящихся в комплексе желеэа, для наиболее полного извлечения из раствора оксалат-ионов в виде оксалата меди (табл. 1) Затем твердую фазу — оксалат меди отфильтровывают из раствора хлорного и хлористого (железа, которые регенерируют известными способами.

Результаты расхода кристаллогидрата хлорной меди для связывания оксалат-ионов приведены в табл. 1.

Отфил ь т ров ан н ый о к сал ат меди растворяется в соляной кислоте d = 1, 141, 17 г/см при. 80 С.

Влияние концентрации и количества соляной кислоты на выход щавелевой кислоты показано в табл. 2.

Как видно иэ приведенных в табл.2 данных, оптимальное соотношение оксалат меди;соляная кислота составляет 1:7.

Также необходимо для извлечения щавелевой кислоты применять концентрированную соляную кислоту (d = 1 143

1, 17 г/см ), так как при использовании разбавленной кислоты оксалат меди не растворяется.

После растворения оксалата меди раствор охлаждается до температуры я 10 С и проводится отделение известо ными способами кристаллов щавелевой кислоты. Полученная таким образом щавелевая кислота используется для приготовления травящего раствора и изготовления изделий из медьсодержащих сплавов травлением . Результаты травления идентичны применению щавелевой кислоты заводского изготовления (щавелевая кислота, хч, ГОСТ 5.1173-71).

Таким образом, как видно из приведенных данных, предлагаемый способ извлечения щавелевой кислоты из отработанного травящего раствора, со945246 держащего хлорное и хлористое железо, оксалат меди и оксалатсодержащий комплекс трехвалентного железа, позволяет извлекать щавелевую кислоту и создать технологию с замкнутым циклом применяемых материалов. Предлагаемый способ позволяет снизить материальные затраты производства и предотвраТ а б л и ц а 1

Остаточная концентрация кристаллогидрата щавелевой кислоты, r/ë

Исходная концентрация кристаллогидрата щавелевой киалоты, г/л

Расход кристаллогидрата хлорной меди для связывания оксалатионов, r/ã

Полнота,удаления оксалатионов, в В от исходной концентрации

44,9

70,1

82,6

1,0

44,8

2,0

33,8

3,0

77,5

27,5

8l,7

4,0

83,7

24,4

5,0

Таблица2

Концентрация соляной кислоты г/л:,Характеристика растворения при

Т-80 С

Выход щавелевой кислоты от теорет.

Удельный расход соляной кислоты, r/ã

Количество вводимой соляной кислоты г

Вес оксалата меди, г

6,45

163,0

Растворение н е значи тель ное

То же

64,5

10,0

12,9

129,0

23,1

10,0

2,31

10,0

4,62

Растворение не полное

То же

46,2

10,0

5,78

57,8

10,0 с

Растворение 78,0 полное

То же 0,6

6,94

69 4

10,0

8,09

80,9

10,0

Формула изобретения

Способ извлечения щавелевой кислоты иэ отработанного травильного раст,вора, включающий осаждение оксалата металла, растворение осадка соляной кислотой при 80-90 С и охлаждение полученного раствора для выкристаллизовывания щавелевой кислоты, о т л ич а ю шийся тем, что> с целью повышения степени извлечения щавелевой кислоты, оксалат металла осаждают в виде оксалата меди путем. введеВНИИПИ ЗакаЗ 5267/37 Тираж 1053 Подписное

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

150,0

150,0

150,0

150,0

150 0

163,0

365,6

365, 6

365,6

365,6

365,6 тить сброс в сантехнические сети вредных веществ.

Технико-эконоьыческий расчет показывает, что при регенерации щавелевой кислоты по предлагаемому способу бу5 дет возвращено только по полиграфической отрасли продукта эа год на

16,65 тыс.руб. ния в отработанный раствор 4-5 г хлорида меди на 1 г оксалат-ионов.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пепеляев И.Г. и др. Остаточные концентрации некоторых ионов металлов при их совместном осаждении щелочными реагентами. Известия вузов, Строительство и архитектура, 1973, 9 11, с. 107-108.

2. Авторское свидетельство СССР

9 655656, кл С 02 С 5/00 1977,