PL187836B1 - Układ do trawienia metali w roztworze kwasu solnego - Google Patents

Abstract

I Układ do trawienia metali w roztworze kwasu solnego zawierając) zbiornik kąpieli trawiącej, płuczkę elementów wytrawionych, znamienny tym, ze zbiornik kąpieli trawiącej (1) połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym (2), który połączony jest z pierwszym separatorem membranowym (I) i wyjściem z krystalizatora (3) przy czym wylot pierwszego separatora membranowego (I) połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym (2) i krystalizatorem (3), zaś wylot destylatu z pierwszego separatora membranowego (I) połączony jest z wejsciem drugiego separatora membranowego (II), z którego wylot przyłączony jest do wejścia trzeciego separatora membranowego (III), zaś wylot z trzeciego separatora membranowego (III) połączony jest z wejściem kwasu solnego do zbiornika kąpieli trawiącej (1), zas wylot destylatu trzeciego separatora membranowego (III) połączony jest z wejściem drugiego separatora membranowego (II), z którego wylot destylatu przyłączony jest do wejścia czwartego separatora membranowego (IV), z którego wylot przyłączony jest do wejścia drugiego separatora membranowego (II), zaś wylot destylatu z czwartego separatora membranowego (IV) przyłączony jest do płuczki elementów wytrawionych (4), przy czym wylot odcieku z płuczki (4) przyłączony jest do wejścia piątego separatora membranowego (V) z którego wylot połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym (2) a wy lot desty latu z płuczką (4)

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do trawienia metali w roztworze kwasu solnego.

Znane są układy do trawienia metali składające się z ze zbiornika kąpieli trawiącej i układu płuczącego elementy wytrawione.

Układ do trawienia według wynalazku składa się ze zbiornika kąpieli trawiącej połączonego ze zbiornikiem retencyjnym, który połączony jest z pierwszym separatorem membranowym, który połączony jest z drugim separatorem membranowym i z wylotem odcieków z krystalizatora. Wylot zatęzonej kąpieli pierwszego separatora membranowego połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym i z wejściem krystalizatora. Wylot roztworu kwasu pierwszego separatora membranowego połączony jest z wejściem drugiego separatora membranowego. Wylot roztworu zatęzonego drugiego separatora membranowego przyłączony jest do wejścia trzeciego separatora membranowego, którego wylot połączony jest z wejściem kwasu zbiornika kąpieli trawiącej. Wylot destylatu z drugiego separatora membranowego połączony jest z wejściem czwartego separatora membranowego, którego wyjście połączone jest z trójnikiem przed wejściem do drugiego separatora membranowego. Wylot wody z czwartego separatora membranowego połączony jest z płuczką elementów wytrawionych, z której wylot odcieków przyłączony jest do wejścia piątego separatora membranowego. Wylot wody z piątego separatora membranowego połączony jest z płuczką elementów wytrawionych. Korzystnie separatory membranowe zawierają porowate membrany hydrofobowe z polipropylenu, polterefluoroetylenu lub poli(fluorku winylidenu).

Układ według wynalazku umożliwia prowadzenie procesu trawienia z jednoczesnym odzyskaniem kwasu solnego i czystej wody, które to składniki zawraca się z powrotem do instalacji. Pozwala także na uzyskanie soli w postaci krystalicznej co umożliwia jej dalsze wykorzystanie. Ogranicza to ilość ścieków powstających podczas trawienia metali.

187 836

Układ według wynalazku objaśniony jest bliżej w przykładach wykonania oraz na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu do trawienia metali z regeneracją kąpieli.

Przykład I

Zbiornik kąpieli trawiącej 1 napełniono kąpielą trawiącą zawierającą 73 g HCl/dcm i 81,5 g FeUdcm³. Część kąpieli przetłacza się do zbiornika retencyjnego połączonego z pierwszym separatorem membranowym. Temperatura kąpieli na wejściu do separatora wynosi 70°C. Odparowującą z kąpieli poprzez porowate rurki polipropylenowe wodę i HCl kondensuje się w strumieniu zimnego destylatu (20°C) omywającego drugą stronę rurek polipropylenowych. W wyniku prowadzenia procesu w zbiorniku retencyjnym wzrasta stężenie soli zelaza a maleje stężenie kwasu solnego, natomiast wzrasta stężenie kwasu solnego w destylacie. Po kilku godzinach prowadzenia procesu stężenie w zatęzonej kąpieli wynosiło 3,2 g HCl /dcm³ i 217,5 g Fe³⁺/dcm³ oraz 153 g HCl /dcm³ w destylacie. Część zatęzonej kąpieli przetłacza się do krystalizatora, a ubytek uzupełnia się roztworem ze zbiornika kąpieli trawiącej. Zawartość krystalizatora schładza się do 23°C, co powoduje wydzielenie krystalicznego osadu. Uzyskany destylat zawierający 153 g HCl/dcm³ przetłacza się do obiegu kwasu drugiego separatora membranowego, połączonego z trzecim separatorem membranowym i czwartym separatorem membranowym. Obiegi kwasów poszczególnych separatorów napełnia się roztworem HCl o stężeniu: drugiego separatora membranowego - 100 g HCl/dcm3, trzeciego separatora membranowego - 200 g HCl/dcm³, czwartego separatora membranowego 50 g HCl/dcm3 Obiegi destylatu napełnia się wodą destylowaną. Temperatura roztworu na wejściu do każdego separatora wynosi 70°C. W trakcie trwania procesu wzrasta stężenie HCl w obiegach drugiego, trzeciego i czwartego separatora membranowego. Kwas solny pojawia się w destylacie drugiego separatora membranowego i trzeciego separatora membranowego. W czwartym separatorze membranowym destylat stanowi czysta woda. Po uzyskaniu w drugim separatorze stężenia 141 g HCl/dcm3 część roztworu kwasu przetłacza się do trzeciego separatora membranowego, a ubytek uzupełnia się roztworem z pierwszego separatora i częścią destylatu z trzeciego separatora, który zawiera 123 g HCl/dcm³ oraz częścią zatężonego roztworu z czwartego separatora, zawierającego 63 g HCl/dcm3. Ubytek kwasu z czwartego separatora uzupełnia się częścią destylatu z drugiego separatora zawierającego 28 g HCl /dcm3. W obiegu trzeciego separatora uzyskuje się stężony czysty kwas solny o zawartości 254 g HCl/dcm3, który przetłacza się do zbiornika kąpieli trawiącej, wskutek czego uzyskuje się roztwór o stężeniu 97 g HCl/dcm3 i 68 g Fe^J+/dcm3. Uzyskaną w czwartym separatorze wodę destylowaną przetłacza się do płuczki, do której wkłada się wyjęte z kąpieli trawiącej elementy stalowe. Po płukaniu uzyskuje się roztwór zawierający 10 g HCl/dcm³ i 7 g Fe3+/dcm3, który przetłacza się do piątego separatora. Temperatura roztworu kwasu na wejściu do piątego separatora wynosi 60°C. W piątym separatorze przez membranę przepływa głównie p:ira wodna co powoduje wzrost stężenia roztworu Po uzyskaniu stężenia 68 g HCl/dcm 3 i 43 g Fe³⁺/dcm³ roztwór przetłacza się do zbiornika retencyjnego, a uzyskaną czystą wodę zawraca się do płuczki.

Przykład Ii

Układ składa się ze zbiornika kąpieli trawiącej 1, zbiornika retencyjnego 2, pierwszego separatora membranowego I, drugiego separatora membranowego II, trzeciego separatora membranowego III, czwartego separatora membranowego IV, piątego separatora membranowego V, krystalizatora 3, płuczki elementów wytrawionych 4 Separatory membranowe I, II, III wykonane są z płaskich membran polipropylenowych, separator membranowy IV wykonany jest z płaskich membran z politerefluoroetylenu, a separator membranowy V z płaskich membran z PVDF. Zbiornik kąpieli trawiącej 1 połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym 2, który jest połączony z pierwszym separatorem membranowym I i z wyjściem ścieku wstępnie zatężonego piątego separatora membranowego V. Zbiornik retencyjny 2 połączony jest również z wyjściem odcieków z krystalizatora 3. Wylot z pierwszego separatora membranowego I połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym 2 i krystal izatorem 3. Wylot roztworu kwasu solnego z pierwszego separatora membranowego I jest połączony z wejściem drugiego separatora membranowego II. Wylot roztworu zatężonego z drugiego separatora membranowego II połączony jest z trzecim separatorem membranowym III, którego wylot połączony jest z wejściem

187 836 kwasu do zbiornika kąpieli trawiącej I. Wylot destylatu z drugiego separatora membranowego II połączony jest z wejściem do czwartego separatora membranowego IV, którego wyjście przyłączone jest do wejścia do drugiego separatora membranowego II, do którego przyłączony jest również wylot destylatu z trzeciego separatora membranowego III. Wylot destylatu z czwartego separatora membranowego IV oraz z piątego separatora membranowego V połączony jest z płuczką elementów wytrawionych 4. Wylot z płuczki elementów wytrawionych 4 połączony jest z wejściem piątego separatora membranowego V.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do trawienia metali w roztworze kwasu solnego zawierający zbiornik kąpieli trawiącej, płuczkę elementów wytrawionych, znamienny tym, ze zbiornik kąpieli trawiącej (1) połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym (2), który połączony jest z pierwszym separatorem membranowym (I) i wyjściem z krystalizatora (3), przy czym wylot pierwszego separatora membranowego (I) połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym (2) i krystalizatorem (3), zaś4 wylot destylatu z pierwszego separatora membranowego (I) połączony jest z wejściem drugiego separatora membranowego (II), z którego wylot przyłączony jest do wejścia trzeciego separatora membranowego (III), zaś wylot z trzeciego separatora membranowego (III) połączony jest z wejściem kwasu solnego do zbiornika kąpieli trawiącej (1), zaś wylot destylatu trzeciego separatora membranowego (III) połączony jest z wejściem drugiego separatora membranowego (II), z którego wylot destylatu przyłączony jest do wejścia czwartego separatora membranowego (IV), z którego wylot przyłączony jest do wejścia drugiego separatora membranowego (II), zaś wylot destylatu z czwartego separatora membranowego (IV) przyłączony jest do płuczki elementów wytrawionych (4), przy czym wylot odcieku z płuczki (4) przyłączony jest do wejścia piątego separatora membranowego (V), z którego wylot połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym (2), a wylot destylatu z płuczką (4).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, ze separatory membranowe zawierają porowate membrany hydrofobowe z polipropylenu, polterefluoroetylenu lub poli(fluorku winylidenu).