Способ регенерации травильного раст-bopa, содержащего серную кислотуи железный купорос

боюв боветеиих СоциалистическиХ Республик) Заявлено 01.03.77 (21) 245659223 с присоединением заявки Мо -(45) Дата опубликования описания 07.05.81 СССР о делам изобретений и открытий(71) Заявитель елябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола;ОДЕРЖАЩЕГО СЕРНУЮ КИСЛОТУИ ЖЕЛЕЗНЫЙ КУПОРОС сится к способу регераствора, содержащежелезный купорос, и зовано в химической Изобретение отно нерации травильного го серную кислоту может быть испол промышленности.Известен способ ного раствора, содер ту и железный куп исходного раствора регенерации травильжащего серную кисло- орос, путем обработки известковым молоком Однако известный способ недостаточно эффективен и эконом "чен.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации травильного раствора, содержащего серную кислоту и железный купорос, включающий электрохимическую обработку и нейтрализацию 2).По известному способу исходный раствор подвергают электролизу в двух- и трехка мерных электролизерах.Образование электрического поля между электродами в растворе электролита приводит к тому, что положительные ионы стремятся к электроду, заряженному отрицательно, а отрицательные ионы стремятся к электроду, заряженному положительно. Для предотвращения конвекции и диффузии пространство между электродами перегораживается нейтральными или ионитовыми мембранами. В результате этого в растворе анодной камеры повышается концентрация серной кислоты, а в катодной камере5 повышается концентрация сульфата железа.Недостатком известного способа является низкий выход по току продуктов реакции, являющийся следствием анодного окис 10 ления двухвалентного железа до трехвалентного. Кроме того, при значении рНэлектролита более 4,5 на поверхности мембраны выделяется гидроокись железа, которая ухудшает показатели протекающего15 процесса.Целью изобретения является удешевление процесса за счет снижения удельныхэнергозатрат и многократного использования реагентов, получаемых в процессе.20 Поставленная цель достигается тем, чтоспособ регенерации травильного раствора,содержащего серную кислоту и железныйкупорос, осугцествляется путем нейтрализации исходного раствора и последующей его25 электрохимической обработкой,Отличие предложенного способа заключается в том, что нейтрализацию ведут перед электрохпмпческой обработкой,По предложенному способу концентри 30 рованный раствор обрабатывают ХаОН до827403 50 р 8,5 - 9,5, затем полученный раствор рс генерируют в элсктролизере. Полученный в анодной камере раствор серной кислоты вновь используют в производстве, а раствор ХаОН, образовавшийся в катодпом пространстве, повторно используют для нейтрализации концентрированного раствора.Для осуществления предложенного способа используют нейтрализационно-осветлительную установку, включающую оборудование для сушки получаемого осадка, электрическую установку, включающую оборудование для очистки раствора серной кислоты от сульфата натрия и оборудование для компрессирования водорода, а также оборудование для растворения мерабилита и очистки полученного раствора,В результате нейтрализации травильных растворов образуется раствор сульфата натрия и суспензия, содержащая гидрат закиси железа. Нейтрализованные стоки подвергают затем аэрированию, что способствует и условиях высокой температуры переходу гидратов закиси железа в гидрат окиси и в окисные соединения железа (магнетит и другие),Аэрированную нейтрализованную суспензия рекомендуется направлять самотеком из аэратора на вакуум-фильтр, где происходит разделение суспензии на кек и фильтрат, Кек направляется в сушилку, после которой вывозится как сырье для приготовления металлургического порошка или красителей. Фильтрат пропускается через напорный песчаный фильтр для получения очищенного раствора сульфата нат рия, При электролизе сульфата натрия с деполяризацией воздухом в катодном пространстве получается раствор, содержащий 100 - 120 г/л едкого натра и около 180 г/л сульфата натрия. В анодном пространстве образуется раствор, содержащий 130 - 140 г/л серной кислоты и 190 г/л сульфатанатрия.Расход электроэнергии постоянного тока на 1 кг едкого натра составляет 3,2 кВ/ч,Способ поясняется чертежом н осуществляется следующиъд образом.Отработанный травильный раствор из травильных ванн 1 сливают в приемную емкость 2. Из приемной емкости 2 отработанный травильный раствор подают в смеси- тель 3, где он смешивается с нейтрализующим реагентом, подаваемым по линии а, рН нейтрализации 8,9 - 9,0. Это обеспечивает полноту перехода сернокислого железа в гидраксиды. Нейтрализованные сточные воды поступают в аэратор 4 для перевода двухвалентного железа в трехвалентную форму, гидраксиды которого обладают лучшими технологическими свойствами (меньшей растворимостью, меньшим сопротивлением фильтрации, по сравнению с гидраксидами двухвалентного железа). Из аэраторов 4 4ш.итрализованные сточные воды подают на вакуум-фильтр 5 для механического обезвоживания, Обезвоженный осадок (кек) направляют на сушку и затем после измельчения используют в качестве сыоья для получения металлургического порошка илн железноокисного пигмента. Фильтрат, представляющий собой раствор сернокислого натрия, поступает на песчаный фильтр 6 для глубокого осветления, После осветления на песчаном фильтре раствор сернокислого натрия попадается в бак 7, предназначенный для сбора раствора сернокислого натрия. Сюда же подают раствор мирабелита, кристаллы сернокислого натрия из холодильника 8. Из бака 7 раствор сеонокислого натрия подают в электролизер 9. Смесь едкого патра и сернокислого натрия используют в качестве нейтрализующего реаген га. 0 Смесь серной кислоты и едкого патра подают в холодильник 8, где после охлаждения до минус 10 С происходит кристаллизация сульфата натрия и выделение кристаллов пз раствора. Выделенные кристаллы по линии б подают в бак 7 для растворения, раствор серной кислоты по линии в подаюг н травильный бак 1.Концентрация отработанных травильных растворов по сульфатам составляет 30 около 170 Г/л (17%).Таким образом в предложенном способеосуществляется рециркуляция кислоты, используемон для травления металла, что устраняет надобность в затрате кислоты на травление. Требуется лишь подача небольших количеств дешевого мирабилита для покрытия потерь реагентов. При этом одновременно обеспечивается получение окислов железа, сырья для производства метал лургического порошка или красителей и товарного компрессированного водорода, а также устраняется надобность в сбросе сточных вод из системы.Едкий натр, используемый для нейтра лизации, также находится в рециркуляции,а небольшие потери его покрываются элсктролизом мирабилита. Формула изобретения Способ регенерации травильного раствора, содержащего серную кислоту и железный купорос, включающий электрохимическую обработку и нейтрализацию, от л иг 5 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью удешевления процесса за счет снижения удельных энергозатрат и многократного использования реагентов, получаемых в процессе, нейтрализацию ведут перед электрохимической 60 обработкой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Генкин В. Е. Электромеханические ме 6;, тоды очистки некоторых видов промьпд 1 лен827403 Составитель Н. Савенкова Техред А. Камышиикова Редактор Л. Курасова Корректор 3. Тарасова Заказ 3399 Изд. М 372 Тираж 1007 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущскзя наб., д. 4/5Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 5ных сточнь 1 х вод и отраоотанных концентрированных растворов. Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук, М., 1967. 62. Бучило 3. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М., Металлургия, 1974, с. 43 - 50 (прототип).