Способ нейтрализации отработанных травильных азотно- плавиковых растворов

 

Изобретение относится к химической очистке промышленных стоков, в частности отработанных травильных растворов, образующихся при обработке материалов из нержавеющих сталей или титановых сплавов, и содержащих азотную и плавиковую кислоты. Способ нейтрализации отработанных травильных азотно-плавиковых растворов включает последовательную двухстадийную обработку: на первой стадии реагентом, содержащим карбонат кальция - конверсионным мелом до рH = 5, который вводят в избыточном количестве против стехиометрии по основным реакциям, а на второй стадии - щелочным компонентов до рH = 6 - 8 с последующим отделением осадка. 1 табл.

Изобретение относится к области нейтрализации и очистки сточных вод, а именно, к химическим методам очистки промышленных стоков, в частности, отработанных травильных растворов, образующихся при обработке материалов из нержавеющих сталей или титановых сплавов, и содержащих азотную и плавиковую кислот, бихромат калия, а также целый ряд сложных многокомпонентных систем.

Известен способ очистки отработанных травильных растворов, включающих их обработку сульфатом натрия с последующим разделением суспензии на жидкую и твердую фазы и вторичную обработку осветленного раствора азотной кислотой (авт. св. СССР N 876791, кл. C 23 G 1/36, 1982).

Недостатком данного метода является применение избытка осадителя-сульфата натрия (в 4,6 4,8 раза), вторичная очистка осветленного раствора путем варьирования pH азотной кислотой, а также селективная очистка в целом.

Наиболее близким по сути является способ нейтрализации отработанных азотно-плавиковых растворов, включающий обработку раствора карбонатом кальция до pH 2, а после отделения осадка фторида кальция последующую обработку известью до pH > 9 с получением гидрооксидов тяжелых металлов (Методы очистки азотно-плавиковых травильных растворов. Обзор. информация, вып. 1, М. ЦНИИИиТЭИЧМ, 1990, с. 3).

Недостатком данного метода является необходимость отделения кислого осадка на первой стадии нейтрализации, который в свою очередь требует дополнительной обработки.

Кроме того, из литературы известно, что полное связывание фтора протекает в среде близкой к pH 5, что дает основание считать, что очистка от фтористых соединений в предложенном способе протекает недостаточно полно.

Задача изобретения упрощение процесса очистки отработанных травильных растворов и повышение степени их очистки. Решение задачи достигается путем обработки растворов карбонатом кальция, а затем добавления щелочи до щелочной среды и разделением жидкой и твердой фаз.

Техническим результатом изобретения является высокая степень очистки растворов, практически, по отношению ко всем присутствующим в них элементам.

Химизм процесса очистки заключается в осаждении тяжелых металлов в виде гидроксидов, фторидов и комплексных соединений.

Предлагаемый способ очистки отработанных травильных растворов состоит в следующем: отработанный травильный раствор разбавляют водой в соотношении 1: 1, затем нейтрализуют твердым карбонатом кальция до pH 5 и доводят до слабощелочной среды гидроокисью Na или K. Процесс заканчивают при pH 6 8. Затем разделяют жидкую и твердую фазы. В результате указанных последовательных операций очистка раствора по тяжелым металлам достигает 99 и выше.

Преимуществами предлагаемого способа очистки, помимо упрощения процесса очистки, также являются доступность применяемого осадителя, в качестве которого используется отход производства конверсионный мел, ступенчатое варьирование кислотности раствора, обеспечивающее глубокую очистку по всем присутствующим элементам.

Отход производства сложных удобрений (азофоски)-конверсионный мел (ТУ 113-03-19-07-90) является карбонатом кальция с содержанием основного вещества до 90 93 с примесью аммиачного азота и P₂O₅.

Очищенные растворы содержат, в основном, растворимые нитраты, которые могут применяться в качестве удобрительных жидкостей или добавок к жидким удобрениям. Кроме того, очищенный раствор может быть использован в качестве оборотного раствора, например, для приготовления ванн рыхления.

П р и м е р 1. 300 мл отработанного травильного раствора после обработки нержавеющих сталей разбавляют 300 мл воды и при перемешивании добавляют карбонат кальция (в основном, в соотношении 1 1,3 к исходному раствору) до pH 5, затем нейтрализуют слабой щелочью до pH 7,5 8,0, разделяют на твердую и жидкую фазы, анализируют фильтра. Полученные данные анализа на содержание тяжелых металлов приведены в таблице (по наиболее концентрированным примесям Ni и Cu).

Пример 2. 300 мл отработанного травильного раствора после обработки титановых сплавов разбавляют 300 мл воды и при перемешивании добавляют карбонат кальция (в соотношении 1 1,5 к исходному раствору), затем нейтрализуют от pH 5 до pH 6 7 щелочью, разделяют на жидкую и твердую фазы. После этого проводят анализ жидкой фазы на присутствие в них элементов тяжелых металлов. Полученные данные приведены в таблице (по наиболее концентрированным примесям Ti, D).

Формула изобретения

Способ нейтрализации отработанных травильных азотно-плавиковых растворов, включающий последовательную двухстадийную обработку раствора карбонатом кальция и щелочным компонентом с последующим отделением осадка, отличающийся тем, что на первой стадии обработку ведут до pH 5 при использовании в качестве реагента, содержащего карбонат кальция, конверсионного мела, вводимого в избыточном количестве против стехиометрии по основным реакциям, а щелочную обработку ведут до pH 6 8.

РИСУНКИ

Рисунок 1