Способ регенерации отработанных фторсодержащих травильных растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 6 1/36 ОТКР ЫТИЙ ЭОБРЕТЕНИЯ ИС И ВТОРСЙОМУ С 408638/22-05.12.817.10.83.(71) Всесоюзный научно-исследователький и проектный институт по очисткетехнологических газов, сточных води использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии(54 ) (57 ) СПОСОВ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАВО ТАИНЫХ ФТОРСОДЕРЖАЦИХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ, включающий введение ацетона, отделение осадка н отгонку ацетона, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса регенерации, перед введением ацетона в раствор вводят фосфорную кислоту в соотно-шении 1-1,5 к железу, а ацетон вво 2:1 - 4:1 к объемус последующей обработкой его ацетономприводит к увеличению степени регенерации фтора и повышению эффектив-ности удаления железа.Введение в отработаНный фторсодержащий раствор Фосфорной кислотыприводит к связыванию ионов железафосфат-ионами к образованию осадкафосфата железа. В реаультате этогоразрушаются фторкомплексы железа 0 и освобождаются ионы фтора. Но эти,процессы в отсутствие ацетона идутнеактивно вследствие большой прочности фторкомплексов железа и большой активности воды как растворите.ля. Добавление ацетона в количестве2;1 - 4:1 по отношению к объемураствора приводит к резкому снижению активности воды как растворителя, т.е. вызывает высаливающий эффект. В осадок выпадают Фосфатыи фториды железа, хрома и никеля.П р и м е р 1, .50 мл отработанного раствора состава кислотностью0,79 г - экв/л, содержащего, г/л:Э+ 434; С гз+б 4 142 б 4. Ге 1с температурой 20 С обрабатывают100 мл ацетона при интенсивном перемешивании в течение 10 мин и отстаивают в течение 4 ч, Осветленныйслой раствора сливают, а влажныйосадок отфильтровывают от остатковматочного раствора и высушивают при105 С. Влажность осадка составляетО40. Из раствора отгоняют ацетонпри 56-70 С. Стзпень отгонки 98,Получают 47,5 мл регенерата. Составрегенерата кислотностью О,б г -экв/лсодержит, г/л: Ге 4,3; С гз 0,43;М+ 1,43; Г 14,7, Степень регенерации фтора 24,5, степень удаления железа 90,6.П р и м е р 2. В 50 мл отработанного раствора того же состава, чтои в примере 1, с температурой 40 Свводят при перемешивании 2,5 мл концентрированной фосфорной кислоты,что составляет стехиометрическинеобходимое количество по реакциис железом; затем обрабатывают 100 млацетона при интенсивном перемешивании в течение 10 мин и отстаивают в течение 4 ч. Осветленный слойраствора сливают, а влажный осадокотфильтровывают от остатков маточного раствора и высушивают при 105 С.Влажность осадка составляет 39. Израствора отгоняют ацетон при с=56-70 С,Степень отгонки 96,5, Получают48 мл регенерата. Состав регенератакислотностью 0,9 г - экв/л содержит, г/л: Ге+1,6; С гф+2,9; й 12+3,1;Г"43,4. Степень регенерации фтора73, степень удаления железа 96,5.П р и м е р 3. К 50 Мл отработанного раствора того же состава, что и в примере 1, с температурой 20 С приливают при перемешивании 3,8 мп Изобретение относится к переработке Фторсодержащих травильных растворов металлургического производстваи может быть использовано также вмашиностроительной промышленности.Известен способ, согласно которому отработанные фторсодержащие растворы нейтрализуют известью или известковым молоком 1.Однако при этом полностью теряются все ценные компоненты травильного раствора, так как осадок поступает в отвал,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ, заключающййся в том, что 15в водный раствор, полученный, например, в ходе гидрометаллургическихпроцессов и содержащий растворимыесульфаты, вводят ацетон, метанолили их смесь при 40 С. Эти веществаснижают активность воды как растворителя, в результате чего тяжелыеметаллы выпадают в осадок в виде со"лей Г 2,Недостатками известного способаявляются малая степень регенерациифтора и недостаточная эффективностьудаления железа из отработанныхрастворов..Целью изобретения является повышение эффективности процесса регенерации,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу регенерации отработанных фторсодержащихтравильных растворов, включающему 35введение ацетона, отделение осадкаи отгонку ацетона, перед введениемацетона вводят фосфорную кислоту всоотношении 1 - 1,5 к железу, а ацетон вводят в соотйошении 2:1 - 4:1 40к объему раствора.Способ осуществляют следующимобразом.В отработанный фторсодержащийтравильный раствор вводят фосфоРную 45кислоту в количестве 1-1,5 от стехиометрии в расчете на железо, затемраствор при интенсивном перемешивании обрабатывают ацетоном в соотношении 2:1 - 4;1 к объему травильоного раствора при температуре 50 С.Полученную суспензию отстаивают втечение нескольких часов, обычноот 1 до 5 ч, после чего сливаютосветленный слой раствора. Отделенный таким образом влажный осадокФосфатов и фторидов металлов фильтруют и высушивают при температуре105 С.Затем из раствора отгоняют ацетонпри 56-70 С, который конденсируется 60и используется повторно. Регенерированный раствор корректируют по кисло-,там и возвращают в травильные ванны.Предварительное введение во фторсодержащий раствор Фосфорной кислоты 65концентрированной фосфорной кислоты,что составляет 150 от стехиометрически необходимого количества в расчете на железо; затем обрабатывают100 мл ацетона при интенсивном перемешивании в течение 10 мин. Суспензию отстаивают 4 ч, Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильт-.ровывают и высушивают. Влажностьосадка 39,1. Из раствора отгоняютацетон, степень отгонки 98,2. Получают 46,8 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью 1,15 г -экв/л,содержит, г/л г Ге + О, 76; С г + 2, 3;М2+ 2, 5; Ге 45, 2. Степень регенерации фтора 74,1, степень удаления 15железа 98,4.П р и м е р 4. 50 мл отработанного раствора, того же состава,что и в примере 1, с температурой40 С обрабатывают при перемешивании3,8 мл концентрированной фосфорнойкислоты и 200 мл ацетона. Суспензиюотстаивают 4 ч, Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность25осадка 38,8. Из раствора отгоняютацетон, Степень отгонки ацетона 95,1.Получают 47 мл регенерата кислотностью 1,1 к - экв/л следующего состава, г/лг Ге з+ 0,56; С гз+1,8;Мзф 1;9; Г 44,8. Степень регенерации фтора.73,8, степень удаленияжелеза 98,8. П р и м е р 5. 50 мл оТработанного раствора того же состава, что и в примере. 1, с температурой 20 фС обрабатывают при перемешивании 2,3 мл концентрированной Фосфорной кислоты и 90 мл ацетона.,Суспензию отстаивают 4 ч Осветленный раствор сливают, влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность осадка 39,4. Из раствора отгоняют ацетон, Степень отгонки 96, получают 48,5 мл регенерата. Состав регенерата кислотностью 0,81 г - экв/л содержит, г/л: Геф 2,7С гЗ+3,0; Мр+3,3; Г 39,2. Степень регенерации фтора 66,6, степень удаления железа 94.П р и м е р 6. 50 мл отработанного раствора того же состава, чтоо и в примере 1, с температурой 43 С Обрабатывают при перемешивании 4 мл концентрированной фосфорной кислоты н 210 мл ацетона. Суспензию отстаивают 4 ч. Осветленный раствор слива- ют,влажный осадок отфильтровывают и высушивают. Влажность осадка 38,6. Из раствора отгоняют ацетон. Степень отгонки 92. Получают 48,5 г/л регенерата. Состав регенерата кислотностью 1,2 г - экв/л содержит, г/л: Ген 0,52; Сгз 1,75; Ю +1,8; Г 43,7. Степень регенерации фтора 74,2, степень удаления железа 98,8.Результаты испытаний представлены в таблице.1 д 1 16Фх х ехненохиоОСОГХФН1 1 1 1 Х оох оххне дОБ 1до рвх ео1 1 1 Фене 3 аао ао ЕФФОО е днад1046346 Составитель В. ОлейниченкоРедактор А Шандор Техред Ж,Кастелевич Корректор О Тигор Заказ 7670/27 Тираж 956 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Степень регенерации фтора приобработке раствора ацетоном составляет 24,5, при предварительномже введение фосфорной кислоты 7374, степень удаления железа 90,6и 96,5-98,8, соответственно.5Введение фосфорной кислоты в количестве, меньшем от стехиометрическинеобходимого, приводит к небольшойстепени регенерации фтора 67) инедостаточной степени удаления железа ( 94).Введение фосфорной кислоты в коли-.честве,. стехиометрически необходимомпо реакции образования фосфата железа, приводит к большой степени 15регенерации фтора и к увеличениюстепени удаления железа. Степеньрегенерации фтора составляет 73,степень удаления железа 96,5. Приполуторном избытке фосфорной кислоты 20степень регенерации фтора составляет 74, степень осаждения железа98,4-98,8,При введении фосфорной кислотыв количестве, превышающем 1,5 стехиолетрии, степень регенерации фтораувеличивается незначительно(до 74,2), а степень удаления железа остается на том же уровне(т.е. 98,8 ), Поэтому введение фосфорной кислоты в количестве, превышаюцем 1,5 от стехиометрии, нецелесообразно.При введении ацетона в количестве двух объемов к одному объемутравильного раствора не достигается высокая степень регенерации фторреагента и достаточная степень удаления железа.В интервале соотношений объемовацетона и травильного раствора 2:1 - 404:1 достигается значительная степеньрегенерации фтор-реагента (73-74)и достаточная степень удаления железа (98,4-98,8).Добавка ацетона в количестве, 45большем четырех объемов к одномуобъему травильного раствора, нецелесообразна, поскольку это приводит к увеличению энергозатратна отгонку значительных количествацетона и незначительно сказывается на степени регенерации фтора1 и не влияет на степень удаления железа.Предварительная обработка травильного раствора Фосфорной кислотой приводит к некоторому уменьшению степеней осаждения хрома и никеля, что несущественно. Ионы хрома и никеля не оказывают заметного ,влияния на последующий процесс травления металла в регенерированном растворе ввиду своей незначительной по сравнению с железом концентрации. Процессу травления лешает накопление железа в травильном растворе.По преДлагаемому способу степень удаления железа составляет "98.Использование предлагаемого способа позволяет по сравнительно простой технологии регенерировать из отработанных фторсодержащих травильных растворов дорогостоящий фтор-реагент и возвращать его в цикл травления. Таким образом, в результате совместного действия фосфорной кислоты и ацетона удается значительно увеличить степень регенерации дорогостоящего фтор-реагента, а также ;повысить эффективность удаления железа из отработанного травильного раствора.Осадок фосфата железа с примесью фторидов хрома и никеля можно использовать в металлургическим производствее. Лцетон легко отгоняется из смеси с раствором при невысоких температурах (56-70 С)" и повторно используется для регенерации фтора. При этом потери ацетона незначительные, они не превышают 5. Предлагаемый способ прост в эксплуатации, не требует значительных затрат и обеспечивает высокую степень регенерации дефицитного и дорогостоящего фторреагента.При обработке травильного раствора ацетоном степень регенерации фтора не превышает 25. При введении фосфорной кйслоты с последующей .обработкой раствора ацетоном степень регенерации фтора достигает 74,