Способ очистки травильных растворов

 

387723

ИЗОбРЕТЕНИЯ йоюз Советских

Соииалистическнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 30.Х1.1970 (ЭЙ 1495075/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22 т/1.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 14.Х.1973

М. Кл. В Old 15/04

С 23f 1/00

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 663.632.18(088.8) Авторы изобретения А. Д. Сметанич и Л. М. Картавых

Заявитель Челябинский отдел водного хозяйства промпредприятий Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии

СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к ионообменной очистке сернокислотных растворов, применяемых для травления углеродистых и нержавеющих сталей.

Известен способ очистки травильных растворов путем адсорбции сопровождающих их при месей металлов на ионите с последующей их десорбцией из ионила и регенерацией последнего раствором кислоты. Так как для и звлечения ионов металлов из смолы по известному способу требуется не менее чем двукратный избыток ки|слоты (по сравнению со стехиометрическим количеством), то на этой стадии образуются растворы, близкие по объему и составу к направляемым на очистку трави льным растворам. Таким образом, ионообменная очистка травильных растворов с применением для десорбци и металлов из ионита растворов кислот лишь поддерживает постоянным состав трави льного раствора, но не снижает расходы кислоты на травление.

При этом затраты на нейтрализаци|ю регенеpGT0iB равняются затратам на нейтрализацию отработанных тра вильных растворов.

С целью обеспечения возможности выделения солей металлов из травильного раствора, и снижения расхода кислоты на травление десорбцию ведут 1 — 2 н. раствором сульфата натрия. При этом десорбцию ведут оборотным раствором, полученным на стадии осаждения после выделения гидроокисей металлов из раствора и частично на стадии, регенерации ионита в первой фракции элюата, собираемой до проскока ионов водорода в фильт5 рат.

Пример. Через колонку диаметром

1,5 см, высотой слоя ионита 22 см, загруженную сильнокислотным катионитом КУ вЂ” 2+8 (в количестве 12 г в пересчете на сухую смо10 лу) пропускают очищаемый травильный раствор. Ионообменная очистка раствора включает три стадии.

На чертеже изображена схема очистки тра15 вильных растворов в три стадии на фильтрах, загруженных сильнокислотным катионитом.

На 1 стадии происходит сорбция примесей металлов на, ионите. На этой стадии рабочий

20 травильный раствор фильтруют через катионит в Н-форме. При этом содержание металлов в растворе снижается, а концентрация кислоты возрастает. Обогащенный кислотой раствор возвращается в травильную ванну.

25 Емкость катионита по металл-ионам зависит ка к от суммарной концентрации ионов в растворе, так и от соотношения концентраций ионов водорода и металлов. Для травильного раствора, содержащего 150 г/л Нз504 и

30 100 г/л солей металлов, динамическая ем387723 кость катионита КУ-2)(8 по металлам составляет 2,5 мг-экв. на 1 г сухого ионита.

Так как в концентрированных растворах стадией, определяющей суммарную скорость ионообменной сорбции, является диффузия внутри зерна, то скорость фильтрования раствора через ионин не влияет существенно на емкость смолы. При изменении скорости фильтрования в пределах 0,2 — 12,0 м/час емкость катионита по металлам практически не меняется.

На II стадии происходит десорбция сорбированных металлов из ионита. На этой стадии через какионит фильтруется 1 — 2 н. раствор сульфата натрия. Для полного извлечения металлов требуется четырех-шестикратный избыток Ха $04. На иони те в первую очередь прои|сходит обмен ионов водорода на ионы натрия из десорбирующего раствора.

Первая фракция, состоящая в основном из кислоты, возвращается на травление; вторая и третья фракции направляются на установку по выделению из раствора металлов; третья фракция, содержащая небольшое количество металлов, может быть повторно использо вана для десорбции металлов из ионита.

Скорость фильтрования раствора Na>$04 2—

8 м/час. Простейшим способом выделения металлов является осаждение их в в иде гидроокисей раствором извести С@(ОН) или едкого натра NaOH. После отделения выпадающих в осадок гидроокисей осветленный раствор

Na SO4 вновь используется для десорбции.

Таким образом, десорбция ведется оборотным раствором. В случае применения Са(ОН) в десорбирующий оборотный раствор необходимо добавлять такое количество NaOH, которое будет компенсировать потери раствора

Na>SO4, имеющие место при отделении осадка гидроокисей. При тщательном отделении твердой фазы эти потери незначительны, Содержание кислоты во второй фра кции обус5

40 ловливает величину потерь кислоты по предлагаемой схеме.

На Ш стадии происходит регенерация ионита 2 — 4 н. раствором серной кислоты.

Перевод катионита в Н-форму на этой стадии аналогичен процессу регенерадии катионитовых фильтров обессоливающих установок. Избыток кислоты при фракционном использовании регенерирующего раствора составляет всего 10 — 20 /о от стехиометрического количества. По предлагаемой схеме первая фракция элюата до проскока ионов водорода, содержащая Na $04, используется во II стадии процесса; вторая фракция используется поворотно для регенерации катионита.

Предлагаемый способ очистки сернокислот= .ных травильных растворов позволяет извлечь металлы из травильного раствора и сокра; тить потери кислоты как по сравнению с нейтрализадионной обработкой отработанных травильных растворов, так и по сравнению с известными способами ионообменной очистки этих растворов на. 70 — 80 /о.

Предмет изобретения

1. Способ очистки травильных растворов путем адсорбции сопровождающих их примесей металлов на ионите с последующей mx десорбцией из иони|та и регенерацией последнего раствором кислоты, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности выделения солей металлов из травильного раствора и снижения расхода кислоты на травление, десорбцию ведут раствором сульфата натрия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что берут 1 — 2 н. раствор сульфата натрия.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что десорбцию ведут оборотным раствором, полученным на стадии осаждения после выделения гидроокисей металлов из раствора и частично на стадии регенерациями ионита в первой фракциями элюата, собираемой до проскока ионов водорода в фильтрат.

387723 О

2

Ь

Ъ с

03

ОЖеи, и эпюала

Составитель Л. Чернышева

Техред Л. Куклина

Редактор Ю. Агапова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2723/4 Изд. Ке 1679 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5