Другими наиболее часто сбрасываемыми растворами в гальваническом производстве являются травильные. С отработанными травильными растворами в сточные воды попадают до 40% ионов тяжелых металлов, поэтому проблема регенерации таких растворов весьма актуальна. Следует различать технологические подходы к методам регенерации растворов травления стали, медных и алюминиевых сплавов.[ ...]
При электролизе отработанных сернокислых травильных растворов протекают следующие процессы. Из находящегося в катодном пространстве раствора происходит непрерывный односторонний переход анионов через анионитовые мембраны в анодные камеры, в которых накапливается серная кислота. Концентрация кислоты в процессе электролиза постоянно возрастает. На анодах, помещенных внутри анодных камер, разряжаются гидроксильные ионы и выделяется газообразный кислород. На катодах первоначально выделяется газообразный водород, а затем после снижения концентрации свободной серной кислоты в обрабатываемом растворе до 1-3 г/л (pH раствора возрастает до 1,7-1,8) на катодах начинается электрохимическое восстановление ионов Fe2+. В результате этого на поверхности катодов образуются осадки металлического железа.[ ...]
Одним из вариантов практической реализации принципа электродиализа являются двухкамерные электродиализные аппараты с анионитовыми мембранами, армированными лавсановой тканью или на фторопластовой основе. Аноды изготавливаются из свинцово-сурьмянистого сплава, катоды - из нержавеющей стали.[ ...]
Следует отметить, что несмотря на имеющиеся практические разработки в этой области, принципы регенерации травильных растворов в технологии гальванопроизводства применяются редко, что обуславливается не только дешевизной исходных растворов, но и отсутствием серийно выпускаемого оборудования для этих целей.[ ...]
Растворы травления медных сплавов. Для травления медных сплавов наиболее распространенными являются растворы на основе азотной кислоты в смеси с серной и соляной кислотами, сернокислые растворы с добавлением окислителей Н2О2, (МНфБгОв, а также хроматные (регенерация которых рассмотрена в главе, посвященной регенерации хромсодержащих растворов). Накопление ионов меди в таких отработанных растворах составляет 60-120 г/л.[ ...]
Для регенерации азотно- или сернокислых растворов наиболее применим метод кристаллизации солей меди в охлаждаемом до 2-4 "С растворе. Для предотвращения образования прочно сцепленной со стенками ванны корки выкристаллизованных солей внутренние стенки ванн обкладывают сменяемой полиэтиленовой пленкой. Очистка методом кристаллизации может осуществляться по замкнутой схеме. Отработанный травильный раствор поступает в ванны-кристаллизаторы, куда добавляется расчетное количество концентрированной серной кислоты. В ванне происходит кристаллизация медного купороса, после чего он извлекается, а маточник поступает в травильные ванны после соответствующего разбавления.[ ...]
Сернокислые растворы травления меди легко регенерируются методом прямого электролиза электрохимическим восстановлением меди при катодной плотности тока 1,5-2,0 А/дм2. Анодами служат свинцовые пластины, катодами - медные, расстояние между ними 5-10 см. Наиболее эффективно осаждение меди протекает при 40-60 "С. Регенерация раствора начинается при концентрации меди 40-60 г/л и заканчивается при концентрации 7-10 г/л. Процесс регенерации экономически эффективен: при выделении в процессе регенерации 1 т меди получается 1,6 т серной кислоты.[ ...]
Регенерация отработанных азотнокислых травильных растворов также может быть осуществлена методом электролиза, однако, в этом случае процесс усложняется, так как происходит восстановление азотной кислоты до азотистой, которая является катализатором процесса химического травления меди. Во избежание растворения осаждаемой на катоде меди рекомендуется непрерывно или периодически вводить добавки веществ, связывающих азотистую кислоту, например мочевину. Поскольку ионы N02 являются сильными окислителями, необходимо использовать стойкие к окислению аноды, такие, как платина, ниобий, тантал и др. Выход металла по току в этом процессе 10-15%.[ ...]
Другим методом регенерации отработанных азотнокислых травильных растворов является метод электродиализа. Регенерация раствора может проводиться как в специальном электродиализаторе, так и непосредственно в ванне травления. Электродиализатор представляет собой ванну, разделенную катионитовой мембраной МК-40 или фторопластовой диафрагмой на две камеры: анодную и катодную. Анодная камера заполнена 15-30 %-ным раствором серной кислоты, катодная - регенерируемым азотнокислым раствором. Катодом служит медная пластина, анодом - свинцовая. Оптимальная величина катодной плотности тока 2,0 А/дм2, межэлектродное расстояние 20 мм, расстояние между катодом и мембраной до 15 мм. Выход меди по току до 75 %. С увеличением межэлектродного расстояния выход меди по току снижается, а удельный расход электроэнергии возрастает. В течение 120 мин происходит снижение концентрации ионов меди с 25 до 12 г/л. Удельный расход электроэнергии при регенерации азотнокислых травильных растворов составляет 2340 кВт ч на тонну катодной меди.[ ...]
Вернуться к оглавлению