Способ регенерации азотно-плавикового травильного раствора

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Рес ублнк (ii> 876791 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 11.11. 79 (21) 2836295/22-02 (51) М..Кл. с присоединением заявки ¹ —

С 23 G 1/36

Государстве иимй KoMNtc T

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 301081.Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 3 1081 (5З) УДК 621.794. .48:621.794.

422 (088 8) 1

Уральский, научно-исследовательский институт трубной промышленности (,УралНИТИ ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АЗОТНО-ПЛАВИКОВОГО

TPABHJIbHOI 0 РАСТВОРА

Изобретение относится к химической 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 растворах азотной кислоты с фторидами.

Отработанные травильные растворы нейтрализуют гашеной известью, после чего сбрасывают в водоемы. При этом 15 в воде повышается не только солевой состав плохо растворимых фторидов кальция, но и содержание растворимых фтсфидов, являющихся токсичными вещесФввами 1 g. 20

Практика показывает,что стоимость строительства сооружений по очистке стоков травильных отделений во много раз выше стоимости строительства самих травильных отделений. В совре- 25 менных травильных отделениях лишь незначительная доля кислот расходуется на травление, а основная их масса выбрасывается на обезвреживание. Так; например, при травлении труб иэ высо- 30 колегированных сталей и сплавов в плавиково-аэотнокислых 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 оса; дение солей металлов путем добавления серной кислоты, экстрагируются ионы металлов, которые после обработ ки трибутилфосфатом выпадают в виде шлама сульфатов металлов, а смесь

НЙО и HF отделяют в виде водного раствора (2 ).

Недостатком этого способа явля- ется невозможность использования солей, выпавших в осадок и воэможность 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

876791 солей металлов путем введения в раствор сульфат-ионов, для введения сульфат-ионов используют сульфат натрия в количестве, в 4,6-4,8 раза превышающем содержание железа в отработанном растворе, после чего осадок отделяют от раствора.

Этот способ регенерации азотноплавикового травильного раствора, включающий осаждение солей железа, хрома, никеля плавиковойи азотной кислот, при котором в отработанный травильный раствор вводят сульфат натрия до получения осадка двойных солей с последующим разделением осадка и раствора, а з атем получен ный осветлен ный раствор корректируют кислотами до рабочего 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 травильный раствор после накопления в нем железа порядка 60 г/л обеспечивает выпадение в осадок двойных солей состава: NaFBFg — двойная соль фторидов железа и натрия, ЙОЭ504Р— сульфат и фторид натрия, Na Cv (50g) 12 Н О вЂ” двойная соль сульфатов натрия и хрома, МО %(504) 4НдО сульфат натрия и никеля, МОМГу фторид натрия и никеля и получение стабильного по составу азотно-плавикового практически свободного от солей, раствора.

Пример . Для осуществления регенерации по предлагаемому способу выполняют следующие операции.

Корректированный кислотами азотноплавиковый раствор с содержанием железа порядка 60 г/л переливают в регенерационный бак.Добавляют туда расчетное количество сульфата натрия.

Раствор перемешивают 5-10 мин и отстаивают 10-15 мин.Осветленную часть раствора переливают в травильную ванну, анализируют на содержание кислот и железа,а затем корректируют кислотами до рабочего состава.

Осадок используется в производстве образивных материалов. отработанный после корректировок азотно-плавиковый раствор объемом

0,5 м при содержании железа переливают в бак для регенерации. Добавив туда 132 кг безводного сульфата натрия и перемешав в течение 7 мин, получают 0,55 м Э раствора, который отстаивается 11 мин. Затем осветленную часть объемом 0,37 м при содер-! жании железа 11 г/л переливают в травильную ванну и откорректировыва- >

44, 4»100 кЧ СН„

К

209, 6»100» Ч

ННО С Щ О. где 44,4 и 209,6

К

HFcSot;

K No эсвов коэффициенты, найденные опытным путем;

30 К;К вЂ” количество HF u

HF нйоэ

ОЭ HNO кислот, имеющихся в регенерированном растворе, 35 Сщ i CH 0 — концентрация HF

3 и НЙОЭ в технических кислотах, применяемых при корректировке

40 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

55 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 т плавиковой кислот по предлагаемому способу экономический

65 эффект по при"еденным затратам соют, добавив туда 38 л плавиковой кислоты плотностью 1,146 кг/мЭ и 44 лЗ азотной кислоты плотностью,1, 339 кг/м

Получился рабочий раствор объемом

0,45 м с содержанием железа 9,0 г/л.

5 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 металла не имеет каких-либо отклонений.

Кислоты добавляют в количествах, рассчитанных по уравнениям:

876791

Формула изобретения

Составитель В.Олейниченко

Редактор М.Ткач Техред А.Aч Корректор М.Коста

Заказ 9523/36 Тираж 1051 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 ставляет 191 тыс.руб. за счет сокращения расхода кислот, превращения сброса недоочищенных стоков и сниже.ния потерь металла активного при травлении.

Способ регенерации азотно-плавикового травильного раствора, включакщий о осаждение солей металлов путем введения в раствор сульфат-ионов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения работоспособности травильного раствора и исключения загрязне ния сточных вод токсичными соединениями, для введения сульфат-ионов используют сульфат натрия в количестве, в 4,6-4,8 раза превышающем 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",,Л268, 1975, 9 23.