Способ регенерации травильногосолянокислого pactbopa — SU 834249 (original) (raw)
и 834249 Союз СоветскниСоцнапнстнческнкреспубики ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П р нори тет Опубликовано 30.05.81. Бюллетень ЛЬ 20Дата опубликования описания 30,05.8 Р) УЛ 621,794.48(088 8) ло делам иаобретеиий и отирмтил1"Г.А.Романова, Т.Ф. Моисеева, В.П. Кочергин и Й.Н. ЗагурскаяУральский ордена Трудового Красного Знаме и государственный,университет им. А. М. Горького(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТРАВИЛЬНОГО СОЛЯНОКИСЛОГОРАСТВОРА 1Изобретение относится к области химической обработки металлов в рас творах, а именно к восстановлению травящей способности растворов.Известен способ регенерации солянокислого травильного раствора, содержащего 250-300 г/л хлористого железа (ГеСР) и 40-75 г/л соляной кислоты (НС 6), который пропускают через электродиализатор Я .1 ООднако недостаток этого способа регенерации солянокислого травильного раствора заключается в том, что в анодном пространстве, электродиализатора при 30-100 С идет реакция окисления хлористого железа (Гей ) до хлорного (ГеС 3) с обильным выделением агрессивных газов - хлора)и хлористого водорода, которые попадают в рабочую атмосферу и загрязняют ее, .что значительно ухудшает условия труда.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является спо 2соб регенерации солянокислого травильного раствора, содержащего со- ляную кислоту (НСР)и хлористое железо (ГеСЕ), 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 Г 21. Недостатком известного способа регенерации солянокислого травиль-. ного раствора являются неудовлетворительные условия труда, так как при перегонке и испарении смеси, протекающей при 114-200 С, образуоется газообразный хлористый водород, который является вредным и агрессивным газом, попадающим в рабочую атмосферу, а при дальнейшей конденсадии образуется летучая агрессив34249 4 40 Часть непрореагировавшей Ге 0может оставаться в, виде осадка.Восстанавливать травильные свойства отработанного раствора с помощью предлагаемого способа можно неоднократно до накопления в растворе 500 г/л Ге (11 и 111), после чего раствор необходимо подвергать термолизу известным способом для регенерации НС 1 и ГеО, которые затем вновь могут быть использованы для получения травильного раствора.П р и м е р 1. В колбу со стеклянной мешалкой помещают 200 мл солянокислого травильного раствора, содержащего, г/л: хлористого железа (ГеСК) 200 и соляной кислоты (НСГ) 50 - отхода травильного производства который обрабатывают концентрирован 50 55 3 8 ная соляная кислота, отравляющая рабочую атмосферу.Цель, изобретения в . 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 (ГеМ)опри 20-25 С идет активное растворение прокаленной трехокиси железа "-фазы (Ге 0) в соляной кислоте, которое закайчивается при перемешивании и отстаивании смеси, при этом газовыделения не обнаруживается, а происходит накопление хлорного железа (111) (ГеС 8) с одновременным снижением количества хлористого железа (11) (ГеО), т.е. восстановление травильных свойств раствора.Следует отметить, что простое подкисление (без добавки Ге Оз) 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 Ге 0 (мелкодисперс 2. 3ный порошок) . 1 О 15 20 25 30 35 45 ной соляной кислотой до рН (-1,2) с получением состава травильного раствора, г/л: хлористого железа (Гей) 200 и соляной кислоты (НС 0) 300.Затем берут ГеОз (отход цеха регенерации травильных растворов метизных цехов сталепрокатного производства) предварительно прокаливают в печи при 500 С, в течении 3 ч с с 1-фазы состава: Ге 0394,47 и 5,67. примесей до з -фазы Ге ОЗ состава: 96,47 ГеО и 5,67. примесей. К травильному раствору добавляют 20 г мелкодисперсного порошка трехокиси железа -фазы, Смесь перемешивают в течение 1 ч и определяют бихроматометрическим методом (реактив К Сч 0)содержание хлорного железа в растворе (ГеИ). 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 (ГеСР 3) повышается до 173,6 г/л. При добавлении в травильный раствор соляной кислоты до рН 0,9 идет слабое растворение трехокиси железа (Ге 0 ) 2 -фазы и недостаточное восстановление травящих способностей раствора, а большой расход соляной кислоты (НСВ) до рН 1,3 нецелесообразен, так как растворение трехокиси железа (Ге 20 З ) у -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 составляето12-4 с. Отсутствие газовыделения при этом подтверждается волюмометрическим определением. П р и м е р 2, Испытывают способ регенерации отработанного травильного раствора, содержащего, г/л: НСЮ 50; ГеСО 200; Н О до 1 л. Такой состав получают после обработки образцов из углеродистой стали марки ЗОГСА раствором хлористоводородной кислоты (200 г/л)в течение 20 мин. Такой раствор для травления практически не пригоденПродолжительность, ч 100 95 Нет 30 10 450 так как скорость травления в нем . снижается до 0,10 мкм/мин, а травильная способность равна0,12 мг/сьев"мин.К 1 л отработанного раствора при 20 - 25 РС добавляют концентрированную соляную кислоту 1 цо содержания хлористого водорода 300 г/л, т.е. до рН (-1,2) и 20 г трехокиси железа (7-Фазу), перемешивают в течение 30 мин, смесь отстаивают 2. ч, Непрореагировавшая часть ГеОзостается в осадке.Состав полученного раствора, г/л: НС 8 2701 ГеС 8 200 ГеС 63 170 р Н О до 1 л,Компоненты травильногораствора, г/л; Свойства травнльных расстворов:Температура травления, Со Травильная способность,мг/сммин Температура процесса регенерации, С Степень регенерации, 7Расход Ге, 0, г/л Газовыделенне в окружающую среду, Х,Расход электроэнергии(на 1 ванну) кВт/ч 834249 6Содержание железа (1) определяют бихроматометрическим методом. Восстановление травильных свойств з полученного раствора проверяют наобразцах, аналогичных предыдушим.Газовыделения контролируют волюмометрически. О Измеряют травильную способность.гравиметрическим и скорость травления гравиметрическим и электрохими,ческим методами. Составы, свойстватравильных растворов и условия 5 регенерации известного и предлагаемого способов приведены в таблице.7Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет восстановить травильную способность раствора, причем она вдвое превышает травильную способность исходного раствораопри 60 С и получен достаточный для практики уровень при 20 С.При использовании предлагаемого способа при 20-25"С исключаетсявыделение 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.Способ регенерации травильногосолянокислого раствора, включающийдобавление к нему соляной кислотыи последующее отделение осадка,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения условийтруда и повышения экономичностир соляную кислоту вводят до достижениярН (-1) ." (-1,2), после чего добавляют предварительно прокаленную до Г -фазы трехокись железа.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 438729, кл. С 23 6 1/36, 1974.2. Патент Великобритании СССР1 127891, кл. С 1 А, 1972,11илиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. ОлейниченкоРедактор М. Ткач Техред А,Савка Корректор Н.йвьщкаяЗаказ 4015/53 Тираж 1048 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035 Москва ЖРаушская наб. д. 4/5ф