SU1490086A1

SU1490086A1 - Способ переработки отработанных травильных растворов

Info

Publication number: SU1490086A1
Application number: SU874240822A
Authority: SU
Inventors: Илья Аронович Вайнштейн; Людмила Дементьевна Кленышева; Антонина Борисовна Задорожная; Леонид Григорьевич Чалый
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1987-05-05
Publication date: 1989-06-30

Abstract

Изобретение относитс к способам переработки отработанных травильных растворов, содержащих соли железа, с получением гидрооксидов и позвол ет повысить производительность стадии фильтрации. Кислотный раствор, содержащий сульфат или хлорид железа (2) с добавкой железа (3) до отношени FE³⁺/FE_общ=0,05 - 0,20, нейтрализуют щелочным реагентом до рН 3 - 6 при посто нном перемешивании. После достижени заданного значени рН нейтрализацию и перемешивание прекращают и раствор выдерживают при указанной рН в течение 15 - 35 мин дл формировани осадка основной соли железа (3) - FEOHSO₄. После отстаивани нейтрализацию продолжают до рН 9 - 10 при перемешивании. При этом получают осадок гидрооксидов железа с влажностью 61 - 74%, удельной поверхностью 58 - 59 м²/г при производительности фильтрации 15,1 - 28,5 кг/м²ч. 4 табл.

Description

Изобретение относитс к способам переработки отработанных травильных растворов, содержащих соли железа, и может быть использовано при очистке сточных вод г еталлург1гческих, химических и машиностроительных предпри тий i,

Целью изобретени вл етс интенсификаци стадии фильтрации за счет получени легкофильтрующегос осадка .

Способ осуществл ют следующим образом .

Кислотный раствор, содержащий сульфат или хлорид железа (II) с добавкой железа (III) до отношени Fe /Feoj j 0, 05-0, 20, нейтрализуют

щелочным реагентом до рИ 3-6 при посто нном перемешивании (1- стади ). После достижени заданного значени рН нейтрализацию и перемешивание прекращают на 15-35 мин дл формировани осадка основной соли железа (III) (2-стади )о

После отстаивани нейтрализацию продолжают до рП 9-10 при перемешивании (З- стади ) о Перемешивание во врем нейтрализации должно быть не очень интенсивным, так как при этом могут разрушатьс агрегаты.

Пример. Опыты провод т на модельных растворах сульфата и хлорида железа (II) и (III) с различным соот со

00 О5

ношением Fe /Fe

Pg и на промьш1лен

ных отработанных растворах травлени углеродистых марок сталей в сол ной II серной кислотах. В качестве щелочного реагента используют технический раствор аммиака. Полученную суспензию фильтруют на воронке Бюхнера при разности давлений 1-10 Па, По результатам фильтрации рассчитывают удельное сопротивление, проиэводител ность фильтрующего оборудовани и удельную поверхность осадка по известным методикамо Структуру образующихс осадков изучают методами термогравиметрического анализа и электрод ной микроскопии.

Термографиметрические исследовани осадков показали, что во врем отстаивани при рН 3-6 в растворе соли железа из небольшого количества железа (III) образуетс основна соль. За врем отстаивани формируетс кристаллическа структура, котора служит затравкой кристаллизации гидроксида железа (II) и с повышением рН переходит в гидроксид железа (III).

Результаты электронно-микроскопических исследований осадков показали значительное различие в размерах агрегатов гидроксидов железа, что подтверждаетс значени ми удельной поверхности. Полученный в результате трехстадийной обработки осадок гид- роксидоБ железа легко фильтруетс и промьшаетс , а после сушки переходит в крупноигольчатый гематит (oi-Fe Og) имеющий применение в промьш1лен1юсТИо

В опытах 2-6 (табЛоО 100 мл модельного раствора, содержащего 3,77 г/л железа (III) и 27,63 г/л железа (II), ,2; 35,7 г/л, нейтрализуют в герметичной емкости на 250 мл в течение 5 мин до рН 3 путем приливани 5 мл 25% при медленном перемешивании. Полученный осадок отстаивают в течение разного промежутка времени. После этого в течение 13 мин нейтрализуют 13 мл до рН 9,7. На фильтрацию отбирают 100 мл суспензии.

В табл.1 представлена зависимость эффективности процесса фильтрации железосодержащих осадков от времени выдержки между стади ми нейтрализации .

Дл изучени оптимального значени рН отстаивани раствор суль(1)а

20

25

30

|о

Й&14

35

0

5

0

5

та железа с отношением 0,12 нейтрализуют на 1-й стадии до различных рН и отстаивают осадок перед 2-й стадией нейтрализации.

В табл.2 представлены результаты исследований.

Как видно из табл.2, наилучшие показатели фильтрации имеет осадок, полученный с отстаиванием при рН 3-6. Отклонение от этого интервала рН приводит к резкому ухудшению показателей фильтрации.

В табл.3 представлены результаты опытов по изучению вли ни соотношени в растворе на параметр фильтрации конечной суспензии при рН отстаивани 3,0 и времени отстаивани 30 мин.

Как видно из табл.3, оптимум значений находитс в интервале 0,05-0,20. В случае, когда соотношение , отличаетс от указанного , фильтраци осадка ухудшаетс , поэтому дл улучшени фильтрации состав исходного раствора перед нейтрализацией целесообразно откорректировать .

В табл.4 приводитс сравнение эффективности процесса фильтрации осадков с отстаиванием и при непрерывной нейтрализации.

При проведении процесса в предлагаемых значени х , рН и времени отстаивани образуетс осадок гидроксидов железа с более крупными агрегатами, чем без отстаивани или при других услови х нейтрализации. Это объ сн етс тем, что во врем отстаивани при рН 3-6 из солей железа (III) образуетс осадок основных солей железа (III) FeOHSO, что подтверждаетс термогравиметрическим анализом. За врем отстаивани формируетс мелкокристаллическа структура основной соли, котора служит затравкой кристаллизации при дальнейшей нейтрализации солей железа (II).

Соотношением Fe /Feog| в исходном растворе определ етс количество основных солей. Если соотношение Fe/Fe,

меньше 0,05, то образуетс количество основной соли, недостаточное дл образовани нужного количества центров кристаллизации. При соотношении , большем 0,20, железо (III) выпадает не в виде основной соли, а преимущественно в виде гидроксида, так как дл смещени равновеси в

Общ,

стс.рону основной соли нужно не только определенное количество ОН -ионов но и избыток 50 -ионов,

Основные соли железа (III) существуют в растворе при определенных значени х рН. Термогравиметрические исследовани показали наличие в осадке выпавшем при рН 3-6, основных солей железа (III), которые разлагаютс . после промьшки их водой с рН 6-7 или после дальнейшей нейтрализации до рН 9-10. Таким образом, отстаивание при рН 3-6 вл етс необходимым условием формировани кристаллической ,структуры основной соли железа (III) затравки кристаллизации.

Другим необходимым условием образовани кристаллической затравки основных солей вл етс врем отстаивани . Скорость вьделени осадка основных солей определ етс константой равновеси между количеством ос- новной соли в растворе и в осадке при рН 3-6, кроме того, возможно пересыщение раствора. Дл сн ти пере- сьпцени и формировани кристаллической структуры необходимо врем не менее 15 мин„ В случае, когда врем отстаивани превышает 35 мин, образовавшийс осадок основной соли мен ет свою кристаллическую структуру и излишне уплотн етс , что затрудн ет распределение зерен затравки среди суспензии гидроксида железа (II) в ходе дальнейшей нейтрализациио

Электронномикроскопические исследовани показали, что в результате двухстадийной нейтрализации в предлагаемых услови х образуетс гексагональные агрегаты гидроксидов железа , переход щие после сушки в крупные игольчатые кристаллы. В результате непрерьшной нейтрализации образуетс мелкозернистый осадок гвд роксидов железа, после сушки он переходит в неупор доченные мелкие кристаллы. Поскольку эффективность ,

процесса фильтровани зависит от размера агрегатов в суспензии, то суспензи гидроксидов железа, образующа с в предлагаемых услови х рализации и имеюща более крупные

агрегаты, фильтруетс намного лучше суспензии, образующейс в результате обычной нейтрализации - производительность фильтрации повьппаетс до 15-28,5 кг/м .4 против 1,2-4,7 кг/м-ч

по известному.

Claims

Формула изобретени

Способ переработки отработанных

травильных растворов, содержащих соли железа, включающий двухстадий- ную нейтрализацию их аммиаком до рН 3-6 на первой стадии и рН 9-JO на второй стадии и последующую фильтрацию полученной суспензии с отделением осадка образующихс гидроксидов железа, отличающийс тем, что, с целью интенсификации процесса фильтрации за счет получени

легкофильтрующегос осадка, на первую стадию нейтрализации раствор подают с отношением Fe /Fe 0,05-0,2 а суспензию перед второй стадией нейтрализации выдерживают в течение

15-35 мин.

Таблица I

Таблица 2

Промышленный отработанный сернокислотный раствор ,, -0,12 с выдержкой Промышленный ртработанный сернокислотный раствор Fe VFe 6 0,12 без выдержки Промышленный отработанный

Таблица 3

Таблица 4

15,1

78

72

1,23

81

198

сол нокислый раствор Fe VFe,, 0,12 с выдержкой Промышленный отработанный кислый раствор Fe VFe, 0,12 без выдержки

1490086

10 Пролэлжение табл.4

28,5

61

44,2

4,7

63

104