Способ очистки кислого травильного раствора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл 25 Г 7/О с присое)ниненнем заявки пн есударстеениыу наметитСаеета Министров СССРне,нанна изобретенийн етнрытнй(43) Опубликовано 250378,Бтоллетень ЭЙ 1 (45) Дата опубликования описания 220278 72) Авторы ИЗОбрЕтЕННя Г.Д.Роэенштейн, О.А.Колмаков, Г.П.Шульпин и Г.А.Шахов Заявитель(54) СПОСО ИСТКИ КИСЛОГО ТРАВИЛЬНОГ РАСТВОРА й 1Изобретение относится к области очистки и нейтрализации сточных вод, в частности, отработанных травильных растворов, и извлечению из них металлов, например, железа, никеля и кобальта.Известен .способ очистки кислого травильного раствора, от примесей железа, включакщнй нейтрализацию раствора, фильтрацию и:прокаливание в пе чи обжига гидроокиси железа (11 . Однако такой способ не позволяет проводить очистку растворов от примесей никеля и кобальта. Это обусловлено тем, что при обработке раствора, содержащего примеси никеля, кобальта и железа, раствором кальцинированной соды, происходит полное отделение железа при рН 3,5-4,5, а никель и кобальт можно осадить одновременно при одном и том же рН 6,5 в виде их гндроокисей. Но в таком виде никель и кобальт трудно разделить, используя при этом технологию, аналогичную гидрометаллургической, которая требует сложного оборудования н, следовательно, увеличения затрат.Известен также способ очистки кис лого травильного раствора от примесе металлов группы железа, включающий йэвлеченне железа путем нейтрализации щелочным раствором, извлечение никели и кобальта )23. По такому способу после очистки от железа раствор поступа ет на разделение н,келя и кобальта.При проведении этой операции кобальт переводят в осадок, а никель остается в раствсре. Прежде, чем осадить кобальт в виде гидроокиси, нужно его Ю окислить газообразным хлором. Растворнейтрализуют содой. Вместе с кобальтом осаживается некоторая часть никеля, в связи с чем осадок подвергают репульпации оборотным кобальтовым уб раствором. После репульпации осадокрастворяют в серной кислоте в присутствии восстановителя (сернистый газ), затем раствор подвергают дополнительной очистке от железа и снова осажда ют гидроокисью кобальта. После осаждения кобальта иэ раствора извлекают никель в виде сульфата. Вначале нэ раствора осаждают карбонат никели, промывают его горячей водой и раство- И ряют в серной кислоте, затем направляют раствор на выпарку и кристаллизацию. Одрако этот способ является многостадийным и требует использования агрессивных и вредных веществ (газооб.разный хлор и сернистый гаэ).Цель предлагаемого способа - упроЬение процесса.Для этого извлечение никеляи кобальта осуществляют электролитическимпутем в виде сплава никель-кобальтс последующим пропусканием растворачерез катионообменную смолу.На чертеже изображена схема очистки отработанных кислых транильныхрастворов.Предлагаемый способ осуществляютследующим образом,Отработанный солянокислый транильный раствор, содержащий ионы железа,никеля и кобальта подвергают воздействию водного раствора кальциниронанной соды до РН 4,5-4,8. В результате этого иэ отработанного травильного раствора осаждается железо н видегидроокиси. Полученныйосадок гидроокиси отфильтровывают, а никель икобальт остаются н Фильтрате. Затемна основе фильтрата готовят электролит для осаждения сплава никель-кобальт введением добавок: борной кис-лоты (25-30 г/л Фильтрата), натриялимоннокислого трехзамещенного (910 г/л фильтрата), .сахарина (1-1,5 г/лФильтрата). Вприготовленном электролите проводят электролиз (7) при следующем режиме катодная плотность тока 1, 5-2 А/дм; 1 = 50-55 С; рН = 3-4, 5,Получают иэделия из сплава никель-кобальт. Полученный;электролит работоспособен до достижения в нем концент,рации никеля 1,5-2 г/л.Истощенный электролит направляют, на колонку с катионообменной смолбй,где извлекается оставшееся количество катионов никеля и кобальта. фильтрат на выходе из колонки направляютна приготовление травильиого раствора. Затем производят десорбцию металлов и регенерацию ионообменной смолыраствором соляной кислоты. Элюат, полученный при этом, направляется наприготовление электролита. Полученныйфильтрат, используют для приготовления нового травильного раствора. Вфильтрате содержатся добавкиборнойкислоты, натрия лимоннокислого трехзамещенного и сахарина.Исследования, проведенные Qо определению влияния данных добавок на характеристики травйтеля показали, чтоони не ухудшают свойства травильногораствора.При извлечении никеля и кобальтан виде сплава получают коррозионно"стойкие покрытия толщиной 3-15 мкм.Так из 140 л отработанного транильного раствора можно изготовить методомгальнанопластики выводные рамки длягибридных интегральных схем в количестве 1000-1200 штук. Данный сплан можно испольэовать для изготовления дру,гих деталей методом гальванопластики,а также н качестве защитно-декоратин"ного гальванического покрытия, приизготовлении прессформ для литья,пластмасс и т.д.П р и м е р, За сутки на транильной установке при травлении козаратравильным раствором на основе соляной кислоты - 6 и перекиси водорода - 12 образуется 140 л отработанного травильного раствора с общим содержанием катионов железа, никеля икобальта 20 г/л. Для обработки такого количества травителя используют28 л водного раствора кальцинированной соды (Ка 1 СОэ) с концентрацией,равной 400 г/л. Обработку производятпри комнатной температуре (25 С) нбаке с воздушным перемешинанием до достижения РН раствора, равном 4,5, прикотором выпадает гидроокись железа.После обработки раствор подают наФильтр-пресс, где происходит отделение гидроокиси железа. Одновременнона фильтр-прессе осадок гидроокисижелеза промывают водой, после чего 25 прокалинают при температУРе 800 С доокиси железа. Фильтрат, полученныйпосле отделения гидроокиси железа, нколичестве 130 л напранляют в емкостьдля приготовления электролита, где 30 добавляют 3,9 кг борной кислоты,1,3 кг натрия лимоннокислого-трехзамещенного и 0,2 кг сахарина.Полученный электролит работоспособен до достижения н нем концентрацииникеля 1,5-2 г/л. Электролиз проводят при температур 50-55 С, плотности тока Дк2 А/дм при перемешинании с графйтоными анодами. В качествекатода завешивают медную заготовку.П процессе электролиза электролитотрабатывают до содержания ионов металлов (Н) = 1,5 г/л и (Со ) н 0,5 г/л.После, истощения электролит направ- ляют на ионообменную колонку для извлечения и концентрирования катионовникеля и кобальта. За сутки образуется130 л истощенного электролита с содержанием:й =1,5 г/лЯ 450 Со 0,5 г/лИзвлечение катионов производятионообменной смолой КУ-8 чс н водородной Форме, После насыщения смолыпроводят регенерацию 20-ным раствором соляной кислоты. За сутки образуется 6,5 л элю."та с содержанием никеля 30 г/л и кобальта 10 г/л.формула изобретенияСпособ очистки кислого травильного раствора от примесей металлов группы железа, включающий извлечение железа путем нейтрализации щелочным раствором,изнлечение никеля и кобаль598969 та, отличаюинйсятем, что,с целью упрошення процесса, извлечение никеля и кобальта осуществляютэлектролитическим путем в виде сплава никель-кобальт с последующим пропусканием раствора через катионообменную смолу. Составите Техред Н,А.Бобокейчук Корректо Морозова еда и Тирам 7 комитета эобретени ж, Рауш ПП фПатентфф, г. Уагород, ул. Проектная нли 1350/23ЦНИИПИ Государственнпо делам113035, Москв Источники информации, принятые вовнимание при экспертиэе 11. Авторское свидетельство 1342950,кл. С 23 Я 1/36, 1972.5 2. Смирнов В И. и др Металлургия медн, никеля и кобальтаф, М., фМеталлурГияф, 1966, с. 34-339. 8 Подписное Совета Министров ССС и открытийская наб., д. 4/5