В последнее время на основе успехов, достигнутых в области синтеза ионообменных смол, применяют электрохимический и ионообменный способы регенерации отработавших травильных растворов и промывных вод, основанные на использовании зернистых ионообменных смол или ионообменных диафрагм.[ ...]
В литературе [15] описывается, например, способ, в котором железо из отработавших травильных растворов обменивается непосредственно на ионы водорода. Ионообменная масса очищается соляной кислотой; образующийся регенерат испаряют, а полученный остаток обжигают для получения окиси железа.[ ...]
Ионообменный способ дал положительные результаты регенерации солянокислых отработавших травильных растворов [2]. В солянокислых травильных ваннах металл обрабатывают в 5—25%-ном растворе соляной кислоты. Получаемый при этом растворенный хлорид двухвалентного железа можно окислить до хлорида трехвалентного железа добавкой хлора. При содержании в растворе кислоты более 16%, соответствующих 150 г или 4 моль НС1 на 1 л раствора, хлорид трехвалентного железа образует анионный комплекс (FeCli-). который в анионообменниках может быть замещен ионами гидроокиси без одновременного обмена ионов хлоридов. Соляная кислота, не содержащая железа, поступает обратно в травильную установку. Поскольку содержание соляной кислоты в восстанавливаемом травильном растворе почти всегда ниже 16%, то обычно перед процессом ионообмена добавляют кислоты в количестве, эквивалентном выделяющемуся количеству хлорида железа.[ ...]
Полезная мощность используемого ионообменника составляет примерно 50 г железа на 1 л ионообменной массы. Истощенную ионообменную массу очищают промывкой водой. Комплексное соединение тетрахлорферриат при этом разлагается на FeCl3 и НС1, которые обезвреживают нейтрализацией. На очистку одного объема истощенной ионообменной массы расходуется три-четыре объема воды.[ ...]
Преимущество этого способа заключается в том, что содержание железа в травильных ваннах поддерживается на одном уровне и что свободная кислота в отличие от способа травления с полной нейтрализацией отработавшего раствора снова может быть использована. Кроме того, в этом, случае в нейтрализационную установку нужно отводить всего 10% обычного количества отработавшего травильного раствора. Поэтому размеры ее могут быть меньше.[ ...]
Ионообменным методом может быть регенерирован и фосфорнокислый отработавший травильный раствор. Применяемый для травления раствор содержит 15—18% Н3Р04 и сильно колеблющееся количество железа — 0,8—1,3%, или 15—20 г/л; температура раствора достигает 90° С. В отработавшем растворе могут содержаться частицы окалины, нерастворимые фосфаты железа и прочие загрязнения, поэтому перед ионообменником раствор фильтруется через слой песка (как и в предыдущей схеме, показанной на рис. 96) во избежание уменьшения ионообменной способности смолы.[ ...]
Травильный раствор, очищенный таким образом от железа до содержания примерно 3 г/л, направляют снова в травильную ванну.[ ...]
Для восстановления ионообменной способности смолы применяют соляную или серную кислоты. Серная кислота считается менее пригодной, так как при последующей промывке ионообменного фильтра водой, содержащей щелочные металлы, образуется сульфат кальция. Чтобы избежать этого, а также снижения pH травильной ванны, уменьшения эффективности ионообмена из-за насыщения смолы ионами щелочных металлов во время промывки, рекомендуется пользоваться только полностью обессоленной водой. Очистка ионообменной смолы производится раствором соляной кислоты крепостью 17% или раствором серной кислоты крепостью от 6 до 30%. В процессе очистки ионообменной смолы образуется обогащенный железом кислый регенерат, который затем обезвреживается нейтрализацией или восстановлением на специальной установке. Таким образом, фосфорная кислота используется для травления, а соляная или серная кислоты — для очистки ионообменной смолы.[ ...]
Электрохимическая очистка отработавших травильных растворов с применением электрического тока и электрохимических активных анионитовых диафрагм, позволяет регенерировать из этих растворов серную кислоту и получить другой ценный лродукт — электролитическое (чистое) железо, превращаемое в порошок.[ ...]
Анионитовую диафрагму изготовляют из ионообменной смолы измельчением ее в порошок и добавлением какого-либо пластичного неэлектропроводного материала с приданием этой массе формы тонкого листа. Помещенная в электрической ванне анионитовая диафрагма делит ее на две камеры — анодную и катодную и действует как своеобразный анионный фильтр, пропуская через себя из катодной камеры в анодную ионы, обладающие отрицательным зарядом (анионы). Достоинством анионитовых диафрагм является то, что они не требуют регенерации (очистки). Изготовление ионитовых диафрагм освоено нашими заводами, данные по ним приведены в специальной литературе [17].[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема ионообменной установки для очистки отработавшего солянокислого раствора от железа |
 |
| Схема электрохимических и химических процессов, происходящих при электролизе отработавших травильных растворов |
 |