Способ регенерации отработанного травильного раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аи 14045 9)(з)4 С 23 С 1/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРА тение относи отработанно одержащего х тног о жел е заОТРАБОТАННОГО ся к способуо травильногоориды.двухи хлорид меСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института(56) Николаев Г.С. Регенерация отработанного травильного раствора на основе хлорида железа (111) для меди.Депонированная в ВИНИТИ рукописьУ 3895-,76 Деп. ди, Цель изобретения - повышение степени чистоты раствора, Способ включает две стадии: на первой стадии в отработанный раствор вводят смесь гидроокисейдвух- и трехвалентного же леза при их соотношении, равном 1,5 (Ы -1)-а, где о 6 - степень отработки травильного раствора, а - корректирукицее число, равное 0,05-0,15, и ртфильтровывают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентного железа. На второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на 1 моль хло рида меди, отфильтровывают выпавшую в осадок смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа и окисляют оса док воздухом до соотношения в смеси гидроокисей двух- и трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадии процесса. 1 табл.1404552 1 О Ре(ОН) 1 5(1-о )50т -- = 1 5(Ы -1) (3)Ре(ОН) ф Изобретение относится к способам регенерации травильньм растворов, в частности содержащих хлориды двухи трехвалентного железа и хлорид меди.Цель изобретения - повьппение степени чистоты раствора.В таблице представлены данные проведения предлагаемого способа по примерам 1-7.Как видно из данных таблицы, отработанный травильный раствор, регенерируемый по предлагаемому способу, имеет различную степень отработки Ы т.е. долю хлорного железа от содержа щегося в исходном растворе и израсходованного в процессе травления по ре- акции 2 ГаС 1 + Сп = 2 РеС 1 + СцС 1 20(1)Величина м зависит от условий проведения травления и составляет обыч-. но 40-603. По предлагаемому способу на первой стадии в отработанный раствор вводят смесь гидроокисей двухи трехвалентного железа, При этом е происходит реакция обмена 2 ГеС 1 +ЗРе(ОН), = 2 Ге(ОН) +ЗГеС 1 30(23,при осуществлении которой на каждыймоль непрореагировавшего в процессетравления хлорида железа вводят1,5 моль гидроокиси железа (ТТ), чтопо отношению к 1 моль хлорного железав исходном травильном растворе составляет 1,5(1- 0) моль. При этом пореакции (2) получают (1- ю 6) мольРе(ОН)Для того, чтобы в осадке гидОроокиси железа (ТТ),который по предлагаемому способу растворяют в солянойкислоте для возвращения в процесстравления, оказалось 1 моль Ре(ОН)ц,недостающее количество Ре(ОН)з дополнительно вводят с осадком Ре(ОН) после окисления в количестве Ы моль. Соотношение Ре(ОН) к Ре(ОН)з при этомсоставляет что следует из материального балансапроцесса при осаждении железа попредлагаемому способу.55Экспериментально установлено, чтореакцйя (2) протекает полностью лишь,при некотором недостатке гидроокиси железа (ТТ), Образование такого неДостатка достигается на стадии окисления Ге(ОН) путем некоторого егопереокисления сверх теоретически необходимого уровня. Количественная характеристика такого недостатка является измеримой в показателях стадииокисления, для чего формула (3) корректируется на величину а , т.е,1, 5 ( м-1) - о, где д - корректирующее число. При о больше 0,05 реакция(2) протекает практически полностью,что обеспечивает высокое качествотравильного раствора (примеры 1-3) .При увеличении ц до значений, больших 0,15, возрастает необходимая степень окисления осадка и. увеличиваетсявремя, необходимое для осуществлениястадии окисления. В случае, когда соотношение Ре(ОН):Ре(ОН)э = О, предлагаемый способ с двухстадийным осаждением переходит в одностадийный,что требует увеличения времени окисления с 20-30 мин до 1,5-2 ч,В реальных условиях, когда величина р не постоянна; для регенерациикаждого травильного раствора требуются различные соотношения Ре(ОН) кРе(ОН)з, которые определяются поформуле (3).Необходимый уровень указанногоотношения достигается путем проведения процесса окисления в течениевремени, определяемого экспериментально для каждого конкретного случая,причем величина отношения может контролироваться аналитически,После проведения первоч стадиипроцесса пб реакции (2) и отделенияфильтрованием образовавшегося Ре(ОН)который растворяют в соляной кислотес получением травильного раствора, навторой стадии фильтрат обрабатываютгазообразным или водным аммиаком, нижний предел избытка которого 2 моль/мольСцС 1 д обусловлен его минимальнымколичеством, необходимым для перевода всей меди в тетрааммиакат, исключения ее накопления в цикле регенерации и попадания в отрегенерированныйраствор. Увеличение количества аммиака более 2,2 моль/моль хлорида мединецелесообразно в связи с отсутствием эффекта от такого увеличения,При осуществлении способа (например, в соответствии с примером 1)1000 мл отработанного на 507 травильного раствора с содержанием 1,54 моль/лГеС 1, 1/54 моль/л ГеС 1 и 0,77 моль/л СиС 1 смешивают с осадком, содержащим 2, 27 моль Ге(ОН) и 1,57 моль Ге(ОН) . Получают осадок, содержащий 3,08 моль Ге(ОН)з, который после промывки и отжатия растворяют в 740 мп соляной кислоты плотностью 1,19 г/см и разбавляют водой до 1 л. Полученный раствор содержит 500 г/л10 (3,08 моль/л) ГеС 1, Фильтрат после первой стадии осаждения, содержащий 0,77 моль СиС 1, 0,03 моль ГеС 1 з и 3,8 моль ГеС 1 , обрабатывают 10,8 моль газообразного или водного аммиака, внося тем самым избыток 2,03 моль/ моль СпС 1 ; Осадок фильтруют и окисляют воздухом в присутствии содержащегося в нем тетрааммиаката меди в течение 20 мин, достигая соотношения Ге(ОН) /Ге(ОН)з, равного 1,45 при а = 0,05. Степень окисления осадка 0,4, Окисленный осадок, содержащий 2,27 моль Ге(ОН) , 1,57 моль Ге(ОН)з и 1,2 моль кристаллического хлорис того аммония, возвращают на первую стадию осаждения, Медь в осадке после промывки его 5 Е-ным аммиаком и водой отсутствуетПолученный как фильтрат раствор тетрааммиаката ме ди и хлорида аммония используют, например для приготовления медно-аммиачного травильного,раствора.При проведении регенерации в условиях примерах 1 и поддержании величины а = 0 время окисления состав 35 ляет 20 мин а содержание ГеС 1 0,02 моль/л.Как следует из сравнения примеров 1,6 и 7, при понижении величины а ниже 0,05 избыток ГеС 1 з в растворе недостаточен для растворения всего Ге(ОН) и раствор загрязнен ГеС 1 . При повышении величины о выше 0,15 увеличивается время окисления (в примере 7 на 202 по сравнению с примером 1).При промышленном осуществлении предлагаемого способа процесс проводят в двух одинаковых емкостях, для чего 100 л отработанного травильного раствора с составом примера 1 заливают в .емкость, снабженную ложным днищем, перекрытым фильтрующей перегородкой, в которой содержится осадок 0,227 кмоль Ге(ОН) и 0,15 кмоль Ге(ОН), . Подают воду на разбавление и воздух на перемешивание, Через 15 мин фильтрат отсасывают под вакуумом во вторую точно такую же емкость, осадок промывают водой и подсушивают воздухом, затем смешивают с 74 л соляной кислоты плотностью 1, 19 г/см . Осадок растворяется, полученный раствор отфильтровывают и используют как травильный. Фильтрат во второй емкости отрабатывают 1,84 кмоль аммиака, затем барботиру- . ют воздух для окисления до отношения Ге(ОН) /Ге(ОН) = 1,45, отфильтровывают и промывают осадок, используемый для следующейрегенерации. Первая стадия следующей регенерации проводится во второй емкости, вторая в первой и так попеременно далее.В сравнении с известным спсссбсм, предлагаемый позволяет получать травильный раствор, не загрязненный хлоридом аммсния и хлсридом железа (11), и уменьшить время, затрачиваемое на окисление гидроксида железа (11), за счет снижения степени его окисления в среднем в 2,5 раза.Формула из обр ет енияСпособ регенерации страб таннсгс травильного раствора, содержащего хлориды двух- и трехвалентнсгс желе за и хлорид меди, включающий извлечение трехвалентногс железа в виде гидроокиси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени чистоты раствора, процесс извлечения трехвалентного железа из раствора ведут в две стадии; на первой ста - дии в отработачный раствор вводят смесь гидроокисей двух- и трехвалентного железа при их соотношении, равном 1,5(о 1 - 1) - а , где ь - степень отработки травильногс раствора, а корректирующее число, равное 0,05- 0,15, и отфильтровывают выпавшую в осадок гидроокись трехвалентнсго железа, а на второй стадии в фильтрат добавляют аммиак с избытком его (по хлориду), равным не менее 2 моль на 1 моль хлорида меди, отфильтровывают выпавшую в осадок смесь гидрсокисей двух- и трехвалентного железа и окисляют осадок воздухом до соотношения в смеси гидрокисей двух- и трехвалентного железа, необходимого для проведения первой стадии процесса.1404552 Времяокисления,мин,Содержание примесей в отрегенерированном растворе,моль/л Пример Сцс 1 Следы 20 0,05 2,03 50 2,27 1,57 Следы 1,26 0,09 40 2 2,73 2,2 28 1,80 0,08 1,88 60 45 0 0,09 2,54 0,02 19 1,23 0,015 17 40 2,78 3,0 0 Следы 2,19 0,15 2,5 50 Следы 22 2,09 50 0,26 1,69 3,0 Составитель Е. КубасоваРедактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор С.Черни Тираж 991 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11.3035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5Заказ 3059/28 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Степень отработ ки травильно" го раствора,Х Содержание в смеси осадков, мольв Ре (ОН) Ре (ОН) Величинакорректирующегочисла, а Избытокаммиакмелв/мольСцС 1