SU1105515A1

SU1105515A1 - Способ регенерации кислот из фторсодержащих травильных растворов

Info

Publication number: SU1105515A1
Application number: SU813312838A
Authority: SU
Inventors: Илья Аронович Вайнштейн; Людмила Дементьевна Кленышева; Лариса Львовна Полищук; Антонина Борисовна Задорожная
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1984-07-30

Abstract

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КИСЛОТ ИЗ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ , включающий злектродиализ и нейтрализацию , отличающийс тем, что, с целью повьшени степени регенерации кислот, и получени утилизируемого металлического никел , отработанный травильный раствор перед электродиализом нейтрализуют аммиаком до , а электродиализ провод т при силе тока 2-10 А и напр жении 10-40 В. (Л с

Description

СП

ел

Изобретение относитс к переработке фторсодержащих травильных растворов и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промьтшенности.

Дп травлени легированных сталей часто примен ют растворы, содержащие смесь азотной и плавиковой кислот.

Вместо плавиковой кислоты используют также фторид-бифторид аммони . В .процессе травлени растворы срабатываютс и подлежат корректировке,котора осуществл етс добавлением кислот. Одновременно рас творы загр зн ютс ионами металлов железа, хрома, никел , а также незначительными количествами вольфрама, молибдена, марганца, титана. Отработанные фторсодержащие травильные растворы представл ют собой сложную смесь свободных азотной и плавиковой кислот, азотнокислых солей и фторкомплексов металла.

Известен способ регенерации кислот из отработанных азотноплавиковых травильных растворов путем нейтрализации их известью с последующей обработкой серной кислоты Cl 1.

Недостатками этого способа вл ютс многостадийность процесса, неэффективность регенерации плавиковой кислоты и отсутствие утилизации никел . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ регенерации фторсодержащих травильных растворов , включающий электродиализ раствора дл выделени свободной кислоты и дальнейшую нейтрализацию известковым молоком, аммиаком и щелочью с выДелением гидроксидов железа и никел .

Согласно данному способу раствор от травлени нержавеющих сталей подают на электродиализ в модифицированную электролитическую ванну. Выделенную из раствора кислоту возвращают на травление. Затем в раствор ввод т известковое молоко и отдел ют осадок фтористого кальци . Далее раствор обрабатывают аммиачной водой дл выделени из него железа в виде гидроксида и перевода никел в аммиачные KONmлексы . Вьщеление никел в виде гидроксида осуществл ют путем обработки полученного раствора щелочью с одновременной дистилл цией аммиака 2 .

Однако данный способ характеризуетс недостаточной степенью регенерации кислот (25%). Кроме того, способ

требует значительных затрат, вызван ных едостаточной стойкостью мембран в сильнокисльрс средах и большим расходом , щелочи.

Цель изобретени - повв 1шение степени регенерации кислот и получение утилизируемого металлического никел

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу регенерации кислот из фторсодержащих травильных растворов,включающему электродиализ и нейтрализацию, отработанный травильный раствор перед электродиализом нейтрализуют аммиаком .до а электродиализ провод т при силе тока 2-10 А и напр жении 10-40 В.

При нейтрализации отработанного травильного раствора аммиаком до выпадают осадки гидроксидов железа и хрома. Отделенный от осадка раствор заливают в катодную камеру электродиализатора и провод т электродиализ при силе тока 2-10 А и напр жении 10-40 В. Электродиализатор представ.л ет собой трехкамерный аппарат с анйонитоврй и катионитовой мембранами, В процессе электродиализ в катодной камере разрушаютс аммиачные комплексы никел , и последний осаждаетс на катоде в виде металла, Вьщел ющийс при этом улавливают и используют повторно. Под действием электрического тока фториднитрат-ионы переход т через анионитовую мембрану из катодной камеры в среднюю, а гидроксониевые ионы - через катионитовую мембрану из анодной камеры в среднюю. В результате в средней камере электродиализатора концентрируютс плавикова и азотна кислоты.

Указанные количественные характеристики процесса выбраны из следующих соображений.

Нейтрализаци отработанного раствора до рН 9 приводит к тому, что введенного количества аммиака недостаточно дл св зывани всего никел в растворимые аммиачные комплексы, и значительна часть никел соосаждаетс с железом и хромом в виде гидроксида, что уменьщает степень осаждени никел на катоде при последующем электродиализе. Кроме того , при рН 9 часть жепеза и хрома остаетс в растворе в виде фторкомплексов , что отрицательно сказываетс на степени регенерации кислот и чистоте никелевого осадка. В то же врем нейтрализаци до нецелесообразна , поскольку при железо и хром осаждаютс полностью. При силе тока менее 2 А и напр жении менее 10 В процесс регенерации идет медленно. С ростом силы тока и напр жени скорость процесса увеличи ваетс , однако при силе тока 10 А и напр жении Ъ 40 В происходит сильный разогрев растворов, привод щий к увеличению летучести кислот, умень шению степени их регенерации, а также к повышенному износу мембран. Пример 1. Травильный раствор, содержашлй 2% HF и 10% HNO,, используют дл обработки нержавеющих сталей. Дважды откорректированный отработанный травильный раствор содержит 2% HF; 14% НКОз;72 г/л 14,3 г/л Сг 3,7 г/л Ni (кислотность Зз32 г/экв/л 100 мл отработанного раствора нейтрализуют 230 мл 22%-ного раствора аммиака до ,0. Полученный осадок гидроксидов железа и хрома фильтруют на вакуум-воронке. Влажность осадка составл ет 68%, величина удель ного сопротивлени осадка при фильтрации 5-10 м/кг. Фильтрат в количест ве 260 мл помещают в катодную камеру трехкамерного электродиализатора, в среднюю камеру заливают 8%-ный раствор азотной кислоты, в анодную 10%-ный раствор серной кислоты. Между катодной и средней камерами располагаетс , анионитова мембрана, между средней и анодной камерами - катио нитова мембрана. Катод из нержавеющей стали, анод свинцовый. Процесс провод т 7 ч при силе тока 2,0 А и напр жении 10 В. В средней камере получают раствор состава 2% HF+10% 1 154 HNGj , соответствующий исходному травильному раствору. Степень регенерации кислот составл ет 63%. Степень осаждени никел на катоде - 87,6%. Пример 2. 100 мл отработанного раствора того же состава, что и в примере 1, нейтрализуют 250 мп 22%-ного раствора аммиака до ,0. Полученный осадок гидроксидов железа и хрома фильтруют на вакуум-воронке . Влажность осадка составл ет 67%, величина удельного сопротивлени осадка при фильтрации 4,9 . Фильтрат в количестве 280 мп помещают в катодную камеру того же трехкамерного электродиализатора, что и в примере 1, в среднюю камеру залцвают 8%-ный раствор азотной ки-лоты, в анодную - 10%-ный раствор серной кислоты . Процесс провод т 4 ч при силе тока 10 А и напр жении 40 В. В средней камере получают раствор, содержащий 2,1% плавиковой кислоты и 10% азотной кислоты. Степень регенерации кислот составл ет 65%. Степень осаждени никел на катоде 85,6%. Приведенные примеры показывают, что предлагаема технологи регенерации фторсодержащих травильных растворов позвол ет существенно повысить степень регенерации кислот и получить чистый металлический никель. Из-за меньшей агрессивности аммиачного раствора по сравнению с сильнокислым возрастает срок работоспособности ионитовьос мембран. Экономический эффект от применени предлагаемого изобретени обусловлен повышением степени регенерации кислот и срока службы оборудовани .

Claims

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КИСЛОТ ИЗ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ, включающий электродиализ и нейтрализацию, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации кислот, и получения утилизируемого металлического никеля, отработанный травильный раствор перед электродиализом нейтрализуют аммиаком до рН-9-10, а электродиализ проводят при силе тока 2-10 А и напряжении 10-40 В.

сл сл сл

1 1105515 *