Способ отработанного травильного раствора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 30,05.80, Бюллетень М 20Дата опубликования. описания 02.06.80 по делам нзооретеннй и открытий(72) Авторы изобретения Украинский научно-исследовательский институт полиграфической промышленности(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАН 11 ОГО ТРАВИЛЬНОГО РАСТВОРА1Изобретение относится к способам очистки сточных вод полиграфической промышленности, в именно к очистке отработанного травильного раствора, содержащего азотную кислоту, азотнокислый цинк, сульфатнрованное касторовое масло н диатилбенэол, и может быть использовано для очистки отработанного раствора, образуемого при изготовлении печатных форм (клише) на полиграфическом цинке хнмн ческим травлением,Известен способ очистки от азотной кислоты и ионов цинка, который заключается в нейтрализации азотной кйслоты и получении труднорвстворимых соединений цинка действием щелочных реагентов.15Недостатком этого способа является дополнительное для производства применение щелочного реагента, получение объемных влагосодержаших шлвмов труднорастворимых соединений цинка, большое коли - чество нитрат-ионов в сбрасываемых водах.Известен также способ, позволяющий регенерировать и утилизировать продукты 2очистки, например йонообменный способ очистки, эанлючающийся в очистке цннко-. содержащего азотнокйслого раствора от ионов цинка с регенерацией азотной кислоты ионообменным методом 1,1)По атому способу раствор азотной кислоты с аэотнокислым цинком пропускают через катионнт, в котором происходитвыделенне ионов цинка из раствора азотной кислоты. Очищенная таким образом от ионов цинка азотная кислота возврвтцается в производство.Однако применение этого метода неэффективно, твк как ионообменная очистка целесообразна при концентрации ионов цинка не выше 100-1000 мг/л, а обработанные растмры, образуемые прн изготовлении клише, имеют концентрацию цинка не ниже 40 г/л.Кроме того, при налички в отработавном растворе поверхностно-активных ве- ществ, (ПАВ), ионообменная очистка становится нецелесообразной, так как в атом случае активные центры нонообменных3 7375 смол в значительной степени блокируютсяи их емкость по металлу еще более снижается,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре 5 зультату является способ регенерации травильной смеси, содержащий масло, в котором" предусматривается возможность регенерации травильного раствора, содержащего азотную кислоту; ионы цинка, суль фатировенное касторовое масло, растворенное в органическом растворителе - диэтилбензоле 21.Согласно этому способу, регенерациятравильного раствора осуществляется сле ф дующим образом; отработенный травильный раствор разделяется на две фазы(водную и масляную), затем с помощьюионообменной смолы выделяют из водного растворе азотной кислоты ионы цинке 20и после соединения регенерированной азотной кислоты и ренее отделенной маслянойфазы проводят травление цинковых пластин.25Способ предусматривает регенерацию азотной кислоты с помощью катионообменной смолы, на которой происходит выделение ионов цинка, В состав масляной фазы входит сульфвтировайное касторовое масло (ализариновое масло), представляющее сложную смесьвысших органических сульфокислот и их эфиров, В процессе эмульсионного травления происходят необратимые изменения в их составе и, соответственно, свойствах, поэтому повторное использование сульфатированного касторо вого масла при изготовлении печатных форм на микроцинке травлением невозмож 40 Недостатком ионообменного метода регенерации азотной кислоты из отработанного раствора эмульсионного травления является также малая обменная емкость кетионообменных смол, блокирование их активных центров находящимися в растворе ПАВ, Кроме того, сульфетированноекасторовое масло солюбизирует в водную фазу диэтилбензол до довольно высокой50 концентрации 1-5 г/л вследствие чего невозможно удалить из водной фазы солюбизированный диэтилбензол и водорастворимую часть сульфатированного касторового масла. Поэтому в полиграфической про-:15 мышленности такой метод регенерации ком понентов отработанного рествора эмульслонного травления не находит практического применения,Цель изобретения - регенерация и утйлизация компонентов травильного раствора, которые позволят создать систему безотходного производства.Поставленная цель достигается эвапорацией диэтилбензола из масляной фазы/Э дистилляцией азотной кислоты из водного слоя, бработкой убогого плеве азотно- кислого цинка соляной кислотой для удаления нитрат-ионов и выделения цинка электролизом из подученного раствора хлористого цинка.Для повышения степени регенерации азотной кислоты, дистилляцию проводят вприсутствии азотнокислого цинка в количестве, соответствующем концентрацииионов цинка 90-100 г/л,Плав езотнокислого цинка обрабатывают соляной кислотой в количестве 4,55 г/г плава при нагреве до 140-150 С,Способ очистки осуществляютследующим образом,Из отработанного раствора эмульс ионного травления отделяют маслянуюфазу -сульфатированное касторовое масло и диэтилбензол. Из отделенной масляной фазыэвапорацией регенерируют диэтилбензол,который затем повторно используют, После этого водную фазу (раствор азотнокис-лого цинка в азотной кислоте) перегоняютс образованием дистилляте - азотной кислоты и кубового остатка - плава азотно- кислого цинка. Для максимального выходеазотной кислоты в водную фазу перед дистилляцией вводят кубовый остаток-азотнокислый цинк, Полученную азотную кислоту используют для приготовления трввильного раствора, а плвв азотнокислого цинке частично используют, как выселивающий агент, для увеличения выхода азотной кислоты, остато 11 плава обрабатывают соляной кислотой для удаления нитрат- ионов, препятствующих выделению цинка электролизом, Из полученного после обработки азотнокислого цинка соляной кислотой хлористого цинке приготавливается электрблит, из которого электролизом выделяют металлический цинк,П р и м е р 1. Из обработанного травильного, раствора, состоящего из раствора азотной кислоты (45-95 г/л) езотнскислого цинка (до 160 г/л) смеси сульфатированного касторового масла и диэтил бензолв (25-45 г/л) методом отстаивания отделяют масляную фазуОтделенную отстаиванием в течение 24 ч масляную ,фазу перегоняют методом эвапорации при 95-100 С, Отгонку диэтинбензола горя0,5 4,7 6 лен цинк 3 4,0 П р и м е р 2. Из отработвильного раствора (см, примерляют масляную фазу, Из кислойзы,с.одержащей азотную кислотукислый цинк, методом дистилляцрируют азотную кислоту, Дистводят при атмосферном давлении145 оС. Результаты представлеТабли анного тра 1) отде,9 91 85,1 97,2 водной фа 93 2 1 93 2 73и азотноии гене О 1 55 йО 40 й 8 илляцию про,0 2 650 530при 103-ны в табл, 1,Из табл, 2 видно, что дополнительное20ц а . 1 введение в обрабатываемый раствор азоФ нокислого пинка приводит к значительномуувеличению выхода азотной кислоты. Мак"симальный выход наблюдается при концентрации азотнокислого цинка в пересчете2на Ел порядка 90-100 г/л. Выход азот-.ной кислоты за счет высаливающегодействия азотнокислого цинка, при этом достигает 97,2%. Регенерированная азотнаякислота используется для приготовления30стандартного раствора эмульсионного трав з пения. 24,2 63,4 05,4 4 47 В льтате перегонки обра азотной кислоты и пл нка. Выход азотной к т 34 до 51%, Регене спользуется для приго го раствора эмульсио уетсяв азотнослоты ко рированная товленияЭФ П р и м е р 4. Из полученного при дистилляции плава азотнокислого пинка удаляют нитрат ионы, которые отрицательно влияют на выход цинка по току при электролизе, Способ выделения нитрат- ионов заключается в нагреве плава азотнокислого цинка до 140-150 оС с последующим введением концентрированной соляной кислоты ( д - 1,17-1,19 г/см). В результате реакций в азотнокислом пинке происходит замещение нитрат ионов.на хлорид-ионы с вещелением .МОй МО и С 1, Результаты представлены в табл. 3.о сти кислог леблетсякислотастандартнления,При ого т ав аботанного траимеры 1-2) от 40 ем в водную кислотку, и азотно вводят ку- тилляции- Дистилляцию 3 тр вильного раствора (см, пр деляют масляную фазу, За фазу, содержащую азотную нокислый цинк, дополнител бовый остаток процесса ди нлав азотнокислого цинка. 5 ,7375026 чим паром проводят до прекращения увели- такого раствора проводят при 103-145 С. .чения объема конденсата в приемнике. По Результаты представлены в табл. 2, окончании перегонки конденсат отстаива- Табл ипа 2 ют для отделения диэтилбензола от воды. Количество подученного дивтвдбенеоде сэ В Исхоный раствор. Лиотиддпт ставляет 90% от исходного. На полученном таким образом конденсате диэтилбен- СнбоС 2 о 1Снбоыход еодв приготевпнвешт стандартный рествор гlд . г/д г/л Н Ой % эмульсионного травления и проводят трав не печатных форм - клише не микро д езо 4100 84,2 Хлор 5 ИСТЫИ ЦИНК кристалливается н в 0 Вык 2 сталлизотся хло выва истый цинк урого цвета Вык выва 7 ристаллизоется хлоый цинкго цвета П рактички отс рис бело ствует Как видно из табл, 3, образование хло ристего цинка с практическим выходом происходит при введении в плав соляной кислоты в количестве не менее 4,5-5 г/г нитрат-ионов.Из полученного таким образом хлористого цинка приготавливают электролит, из которого выделяют металлический цинк с выходом по току 92-94%, Электролиз пр водят при концентрации цинка в электрол те 50+60 г/л, слянойкислты 50 г/л, и плотности тока 1000-1800 А/дм,2Таким образом, как видно из приведен ных примеров, предлагаемый способ очист и отработанного раствора эмульсионного травления позволяетрегенерировать диэтил бензол, азотную кислоту и утилизировать цинк, т,е, создать безотходную технолог с замкнутым циклом применяемых ма итер алов.Предлагтельно снприятий,ностью прществ. аемый способ изить материаль оздоровляет усл едотвращает сбпозвоцяет значиные затраты пред овия очистки, полрос вредных веФормула изобретения1. Способ очистки отработанного травильного раствора, состоящего из сульфатирова асторового диэтилбе зола, азотной кислоты и нокислого ИИПИ Заказ 2549/5 Тираж 107 писное Филиал ППП фПатент", г, Ужгород, уп, Проек цинка, путем отстаивания раствора, отделения масляной фазы от водной с после-.5 дующей регенерацией азотной кислоты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью регенерации и утилизации компонентов травильного раствора, из маслянойфазы эвапорацией извлекают диэтилбензол,из водного отстоя дистилляцией извлекаюто- азотную кислоту, образующийся при этоми- сплав азотнокислого цинка обрабатываютсоляной. кислотой для удаления нитратионов и выделяют цинк электролизом изполученного раствора хлористого цинка,352. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для повышения степени регенерации азотной кислоты дистилляцию проводят в присутствии азотнокйслоию 4 го цинка в количестве, соответствующемконцентрации ионов цинка 90-1 00 г/л,3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что плав азотнокислогоцинка обрабатывают соляной кислотой вколичестве 4, 5-5 г/г плава при нагреведо 140-150 С,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИо 138448, кл. С 23 Сд 1/36, 1960.2, Патент ФРГ2218020,кл. С 23 Р 1/08, 1973 (прототип).