Способ регенерации травильногосолянокислого pactbopa

 

!834249

Союз Советскни

Соцнапнстнческнк респубики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l л, Ф (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 21. 06 ..78 (21) 2632250/22-02 (5t)N. Кл. с присоединением заявки М—

С 23 Я 1/36

Гаоударстееиимй комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 81. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05.81

Р ) ÀK 621.794. . ;48(088.8) tto аелам иэобретеиий

И OTttpbt7IIA!

Г.А.Романова, Т.Ф. Моисеева, В.П. Кочергин и Й.Н. Эагурская !

Уральский ордена Трудового Красного Знаме и государственный, i ! университет им. А. М. Горького (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТРАВИЛЬНОГО СОЛЯНОКИСЛОГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к области химической обработки металлов s pac) творах, а именно к восстановлению травящей способности растворов.

Известен способ регенерации солянокислого травильного раствора, содержащего 250-300 г/л хлористого железа (FeCe<) и 40-75 г/л соляной кислоты (НСт,), который пропускают через электродиализатор (1) .

1О

Однако недостаток этого способа регенерации солянокислого травильного раствора заключается в том, что в анодном пространстве, электродиализатора при 30-100 С идет реакция окисления хлористого железа (Fecf< ) до хлорного (Fec8 ) с обильным выделением агрессивных газов - хлора!и хлористого водорода, которые попадают в рабочую атмосферу и загрязняют ее, что значительно ухудшает условия труда.

Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому является спо2 соб регенерации солянокислого травильного раствора, содержащего со- ляную кислоту (НСР)и хлористое железо (FeC8>), 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 воды и кислоты 121.

Недостатком известного способа регенерации солянокислого травиль-.

Ф ного раствора являются неудовлетворительные условия труда, так как при перегонке и испарении смеси, протекающей при 114-200 С, образуо ется газообразный хлористый водород, который является вредным и агрессивным газом, попадающим в рабочую атмосферу, а при дальнейшей конденсадии образуется летучая агрессив34249 4

Часть непрореагировавшей Fe>0 > может оставаться в виде осадка.

Восстанавливать травильные свойства отработанного раствора с помощью предлагаемого способа можно неоднократно до накопления в растворе

500 г/л Ге (II и III), после чего раствор необходимо подвергать термолизу известным способом для регенерации HCE и Fe 0, которые затем вновь могут быть использованы для получения травильного раствора.

Пример !. В колбу со стеклянной мешалкой помещают 200 мл солянокислого травильного раствора, содержащего, г/л: хлористого железа (FeCK>) 200 и соляной кислоты (HCF)

50 — отхода травильного производства

У который обрабатывают концентрирован50

3 8 ная соляная кислота, отравляющая рабочую атмосферу.

Цель. изобретения †. улучшение условий труда и повышение 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 у -фазы трехокись железа.

При регенерации солянокислого травильного раствора в сильнокислой среде при рН (-1) — (-1,2) в присутствии хлористого железа (ГеС ) о при 20-25 С идет активное растворение прокаленной трехокиси железа "-фазы (Fe 0 ) в соляной кислоте, которое закайчивается при перемешивании и отстаивании смеси, при этом газовыделения не обнаруживается, а происходит накопление хлорного железа (III) (FeCB ) с одновременным снижением количества хлористого железа (II) (FeC8g), т.е. восстановление травильных свойств раствора.

Следует отметить, что простое подкисление (без добавки Fe<0>) раствора не обеспечивает восстановления травильных свойств при комнатной температуре. При этом не любая трехокись железа может растворяться в предлагаемых условиях: комнатная температура рН (-1)-(-1,2). Таким свойством облаДает лишь предварительно прокаленная до у -фазы Fe 0 (мелкодисперс2. 3 ный порошок) .

45 ной соляной кислотой до рН (-1 2) с получением состава травильного раствора, г/л: хлористого железа (FeCO< )

200 и соляной кислоты (HCQ ) 300.

Затем берут Fe<0> (отход цеха регенерации травильных растворов метизных цехов сталепрокатного производства) предварительно прокаливают в печи при 500 С, в течении 3 ч с с -фазы состава: Fe>0>94,47 и 5,67. примесей до з -фазы Fe О> состава:

96,47 Ре203 и 5,67 примесей. К травильному раствору добавляют 20 г мелкодисперсного порошка трехокиси железа -фазы. Смесь перемешивают в течение ч и определяют бихроматометрическим методом (реактив

К Сч О )содержание хлорного железа в растворе (FeCQ). 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 (FeCBs) повышается до 173,6 г/л. При добавлении в травильный раствор соляной кислоты до рН 0,9 идет слабое растворение трехокиси железа (Fe 0 ) -фазы и недостаточное восстановление травящих способностей раствора, а большой расход соляной кислоты (HCB) до рН 1,3 нецелесообразен, так как растворение трехокиси железа (Fe<03 ) -фазы и восстановление травильного раствора идет без изменения. Все процессы проводят при 20-25 С.

После приготовления травильного раствора в лабораторных условиях проверяют его травящие способности на стандартном образце проволоке из углеродистой стали марки ст. 60. Время травления образцов в регенерированном травильном растворе при 20 С составляет о

12-14 с. Отсутствие газовыделения при этом подтверждается волюмометрическим определением.

Пример 2, Испытывают способ регенерации отработанного травильного раствора, содержащего, г/л: HCf 50; ГеС 200; Н20 до 1 л.

Такой состав получают после обработки образцов из углеродистой стали марки ЗО ГСА раствором хлористоводородной кислоты (200 г/л) в течение 20 мин. Такой раствор для травления практически не пригоден

) 180

270

200

200

FeCK>

200

FeCE

170

60

60

Скорость травления, мкм/мин

0,45 0,10

0,92 0 30

0,45

0,84 0,28

0,41

0 41

0,12

Условия регенерации:

20-25

120-150

2-3 (для любого объема) 12-13 (для I ванны) 12 мзраствора

Продолжительность, ч

100

Нет

10

450 так как скорость травления в нем . снижается до 0,10 мкм/мин, а травильная способность равна

0,12 мг/спи .мин.

К 1 л отработанного раствора при 20 - 25 С добавляют кон.центрированную соляную кислоту

1цо содержания хлористого водорода

300 г/л, т.е. до рН (-1 2) и 20 г трехокиси железа (g-фазу), перемешивают в течение 30 мин, смесь отстаивают 2 ч. Непрореагировавшая часть Ге О остается в осадке.

Состав полученного раствора, г/л:

НС8 270; Гес8 200; FeC6 170;

H+до 1л.

Компоненты травильного раствора, г/л:

Свойства травнльных расстворов:

Температура травления, С о

Травильная способность, мг/см -мин

Температура процесса регенерации, С

Степень регенерации, 7

Расход Fe 0> /

Газовыделенне в окружающую среду, Ж, Расход электроэнергии (на 1 ванну) кВт/ч

834249 6

Содержание железа (1 I I ) определяют бихроматометрическим методом.

Восстановление травильных свойств полученного раствора проверяют на образцах, аналогичных предыдущим.

Газовыделения контролируют волюмометрически.

10 Измеряют травильную способность .гравиметрическим и скорость травления гравиметрическим и электрохими,ческим методами. Составы, свойства

| травильных растворов и условия

1З регенерации известного и предлагаемого способов приведены-в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет восстановить травильную способность раствора, причем она вдвое превышает травильную способность исходного раствора о при 60 С и получен достаточный для практики уровень при 20 С.

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.

834249

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 повышения экономичности

1р соляную кислоту вводят до достижения

pH (-1) - (-1,2), после чего добавляют предварительно прокаленную до Я -фазы трехокись железа.

Источники информации, 1З принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N - 438729, кл. С 23 G 1/36, 1974.

2. Патент Великобритании СССР

11 - 1271891, кл. С I А, 1972.

lt в

? илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Олейниченко

Редактор М. Ткач Техред А,Савка Корректор H.ØBüùêàÿ

Заказ 4015/53 Тираж 1048 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035 Москва? Ж-35 Раушская наб. д. 4/5