+

RU2596564C1 - Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products - Google Patents

Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products Download PDF

Info

Publication number
RU2596564C1
RU2596564C1 RU2015113659/02A RU2015113659A RU2596564C1 RU 2596564 C1 RU2596564 C1 RU 2596564C1 RU 2015113659/02 A RU2015113659/02 A RU 2015113659/02A RU 2015113659 A RU2015113659 A RU 2015113659A RU 2596564 C1 RU2596564 C1 RU 2596564C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
titanium
filtrate
solution
etching
Prior art date
Application number
RU2015113659/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Алексеевич Быковский
Василий Александрович Низов
Надежда Николаевна Фанакова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2015113659/02A priority Critical patent/RU2596564C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596564C1 publication Critical patent/RU2596564C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: electroplating.
SUBSTANCE: invention relates to acid etching of surface of metal titanium and its alloys and can be used in regeneration and deactivation of spent acid etches (SAE) of titanium production. In the method of regenerating SAE is treated with alkali to pH 7.6-7.8, formed titanium hydroxide is filtered, and the filtrate is subjected to electrochemical processing in a four-chamber membranous electrolyzer, in which the first and the fourth chambers, cathode and anode, separated by cation-exchange membranes, between the second and third chambers placed anion-exchange membrane, the filtrate is pumped via the second chamber, in the first chamber is given 0.1N sodium hydroxide solution, in the third - 0.1N solution of hydrofluoric acid, through the fourth chamber is pumped 0.1N solution of sulfuric acid, the filtrate is processed at current density of 200-800 A/m2 with producing of alkali in the first chamber and a mixture of acids in the third chamber, which used during process of etching titanium.
EFFECT: technical result - creation of the method of processing SAE to produce titanium hydroxide and a mixture of acids, used for preparation of etching solution used in production of titanium products.
1 cl, 2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области кислотного травления поверхности металлического титана и может быть использовано при регенерации и обезвреживании отработанных кислотных травильных растворов (ОКТР) титанового производства.The invention relates to the field of acid etching of the surface of metallic titanium and can be used in the regeneration and neutralization of spent acid etching solutions (OCTR) of titanium production.

Травление изделий из титана осуществляется в водном растворе плавиковой кислоты, содержащей около 2 вес. % HF. Для увеличения скорости травления и работоспособности травильного раствора к нему добавляют одну из сильных кислот: азотную, серную, соляную при концентрации от 6 до 33 вес. %. (Усова В.В., Плотникова Т.П., Кушакевич С.А. Травление титана и его сплавов. - М.: Металлургия, 1984. - с. 55-62). ОКТР, содержащий в своем составе фториды титана и минеральные кислоты, является достаточно токсичным и перед сбросом должен подвергаться или многократному разбавлению или переработке.Etching of titanium products is carried out in an aqueous solution of hydrofluoric acid containing about 2 weight. % HF. To increase the etching rate and the efficiency of the etching solution, one of the strong acids is added to it: nitric, sulfuric, hydrochloric at a concentration of from 6 to 33 weight. % (Usova V.V., Plotnikova T.P., Kushakevich S.A. Etching of titanium and its alloys. - M.: Metallurgy, 1984. - S. 55-62). OCTR, which contains titanium fluorides and mineral acids in its composition, is quite toxic and must be either diluted or recycled before discharge.

Известен способ утилизации и обезвреживания ОКТР путем нейтрализации их известковым молоком с получением твердых отходов в виде смеси гидроокиси титана, гипса и фторида кальция (Шариков Л.П. Охрана окружающей среды. Справочник. Ленинград, 1978, с. 320).There is a method of recycling and neutralizing OCTR by neutralizing them with milk of lime to obtain solid waste in the form of a mixture of titanium hydroxide, gypsum and calcium fluoride (Sharikov LP Environmental protection. Handbook. Leningrad, 1978, p. 320).

Недостатком этого способа является образование значительного количества твердых отходов, потеря титана, содержащегося в ОКТР, неполное использование минеральных кислот, применяемых в технологии травления титана.The disadvantage of this method is the formation of a significant amount of solid waste, the loss of titanium contained in the OCTR, the incomplete use of mineral acids used in titanium etching technology.

Известен способ утилизации и обезвреживания отходов травления титанового производства путем обработки ОКТР отработанными щелочными расплавами (ОЩР). При смешении ОКТР и ОЩР происходит выпадение осадка гидроокиси титана и нейтрализация минеральных кислот, находящихся в составе ОКТР. Отфильтрованная гидроокись титана может использоваться в качестве наполнителя в производстве лаков, красок и керамики, а также для обмазки сварочных электродов. Фильтрат можно доосадить гашеной известью с образованием гипса и фторида кальция или слить в промышленную канализацию (Пат. 2176288 Россия, МПК C23F 1/46 Способ утилизации и обезвреживания отходов травления титанового производства/ Трубин А.Н., Гриль Г.И. (Россия). - № 2000105528/02; заявлено 06.03.2000, опубликовано 27.11.2001).There is a method of disposal and disposal of waste etching of titanium production by processing OCTR spent alkaline melts (OSR). When OCTR and ASCR are mixed, a precipitation of titanium hydroxide occurs and the mineral acids that are part of the OCTR are neutralized. Filtered titanium hydroxide can be used as a filler in the manufacture of varnishes, paints and ceramics, as well as for coating welding electrodes. The filtrate can be added with slaked lime to form gypsum and calcium fluoride or drained into an industrial sewer (Pat. 2176288 Russia, IPC C23F 1/46 Method for utilization and neutralization of titanium production pickling waste / Trubin AN, Grill G.I. (Russia) - No. 2000105528/02; notified on March 6, 2000, published on November 27, 2001).

Недостатком этого способа является образование токсичных твердых отходов гипса и фторида кальция или стока, содержащего ионы фтора. Кроме того, происходит неполное использование минеральных кислот, применяемых в технологии травления титана.The disadvantage of this method is the formation of toxic solid waste gypsum and calcium fluoride or runoff containing fluoride ions. In addition, there is an incomplete use of mineral acids used in titanium etching technology.

Известен способ восстановления фторидов титана из ОКТР посредством корректировки мольного соотношения титана и фтора до критических диапазонов с последующим добавлением избытка соли щелочного металла и получением соли гексафтортитаната щелочного металла, выпадающего в осадок. Осадок фильтруют, промывают и сушат, а фильтрат нейтрализуют известью (Пат 4943419 США, МПК C01G 23/00 Process for recovering alkali metal titanium fluoride salts from titanium pickle acid baths/ Joseph A. Megy (США). - № US 07/331.583; заявлено 30.03.1989, опубликовано 24.07.1990).A known method of recovering titanium fluorides from OCTR by adjusting the molar ratio of titanium to fluorine to critical ranges, followed by adding an excess of an alkali metal salt and obtaining an alkali metal hexafluorotitanate salt precipitated. The precipitate is filtered, washed and dried, and the filtrate is neutralized with lime (US Pat. No. 4,943,419, IPC C01G 23/00 Process for recovering alkali metal titanium fluoride salts from titanium pickle acid baths / Joseph A. Megy (USA). - No. US 07 / 331.583; claimed March 30, 1989, published July 24, 1990).

Недостатком этого способа является потеря неиспользованных минеральных кислот, входящих в состав травильного раствора. При нейтрализации фильтрата, полученного после отделения осадка соли гексафтортитаната, известью образуются достаточно токсичные продукты нейтрализации, загрязняющие окружающую среду.The disadvantage of this method is the loss of unused mineral acids that are part of the etching solution. When neutralizing the filtrate obtained after separation of the precipitate of hexafluorotitanate salt, lime produces toxic toxic neutralization products that pollute the environment.

Известен способ регенерации ОКТР, образующихся при обработке титановых сплавов, который включает восстановление фторидов титана соединениями щелочных металлов, фильтрацию и высушивание полученной из раствора титаносодержащей соли (гексафтортитаната калия), а фильтрат дополнительно подвергают электродиализу с применением ионообменных мембран, после которого минеральные кислоты возвращаются в производство. There is a known method for regenerating OCTR generated during the processing of titanium alloys, which involves the reduction of titanium fluorides with alkali metal compounds, filtering and drying the titanium-containing salt (potassium hexafluorotitanate) obtained from the solution, and the filtrate is further subjected to electrodialysis using ion-exchange membranes, after which the mineral acids are returned to production .

(Пат 2289638 Россия, МПК C23F 1/46. Способ регенерации отработанных травильных кислых растворов, образующихся при обработке титановых сплавов/ А.Н. Трубин, Г.И. Гиль (Россия). - № 2005122756/02; заявлено 18.07.2005, опубликовано 20.12.2006). Для восстановления фторида титана до гексафтортитаната калия в ОКТР добавляют азотную кислоту (для перевода трехвалентного титана в четырехвалентный), плавиковую кислоту (для корректировки соотношения мольных долей F/Ti до величины 6,4) и хлорид калия в избытке (для корректировки соотношения мольных долей до величины 3,86). Образовавшийся осадок соли гексафтортитаната калия отфильтровывают, промывают и сушат, получая кристаллический K2TiF6. Фильтрат, содержащий в своем составе плавиковую кислоту, хлорид калия и одну из сильных кислот: азотную, серную или соляную, подвергают электродиализу с применением анионитовой мембраны. Под действием поля постоянного тока происходит миграция анионов фтора F-, хлора Cl- и одной из сильных кислот: S O 4 2

Figure 00000001
или N O 3
Figure 00000002
из катодной камеры в анодную.(Pat 2289638 Russia, IPC C23F 1/46. Method for the regeneration of spent etching acid solutions formed during the processing of titanium alloys / A.N. Trubin, G.I. Gil (Russia). - No. 2005122756/02; claimed 18.07.2005, published on December 20, 2006). To reduce titanium fluoride to potassium hexafluorotitanate, nitric acid (to convert trivalent titanium to tetravalent), hydrofluoric acid (to adjust the ratio of molar fractions of F / Ti to a value of 6.4), and excess potassium chloride in excess (to adjust the ratio of molar fractions to magnitude 3.86). The resulting precipitate of potassium hexafluorotitanate salt is filtered off, washed and dried, obtaining crystalline K 2 TiF 6 . The filtrate, which contains hydrofluoric acid, potassium chloride and one of the strong acids: nitric, sulfuric or hydrochloric, is subjected to electrodialysis using an anion exchange membrane. Under the influence of a direct current field, the fluorine anions F - , chlorine Cl - and one of the strong acids migrate: S O four 2 -
Figure 00000001
or N O 3 -
Figure 00000002
from the cathode chamber to the anode.

Недостатком этого способа является то, что, мигрируя из катодной в анодную камеру, ионы F- и Cl- разряжаются на аноде с образованием газообразных фтора и хлора. Это приводит к потере плавиковой и соляной кислот и необходимости очистки анодных газов от F2 и Cl2 перед их выбросом в атмосферу. В анодной камере электродиализатора происходит концентрирование только кислородсодержащих (H2SO4 и HNO3) кислот.The disadvantage of this method is that, migrating from the cathode to the anode chamber, the F - and Cl - ions are discharged at the anode with the formation of gaseous fluorine and chlorine. This leads to the loss of hydrofluoric and hydrochloric acids and the need to clean the anode gases from F 2 and Cl 2 before they are released into the atmosphere. In the anode chamber of the electrodialyzer, only oxygen-containing (H 2 SO 4 and HNO 3 ) acids are concentrated.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу - переработку ОКТР с получением гидроксида титана и смеси кислот, применяемых для приготовления травильного раствора, используемого в производстве изделий из титана.The present invention solves the technical problem of processing OCTR to produce titanium hydroxide and a mixture of acids used to prepare the etching solution used in the manufacture of titanium products.

Поставленная задача достигается тем, что в способе регенерации отработанных кислых травильных растворов, образующихся при обработке изделий из титана, согласно изобретению ОКТР обрабатывают щелочью (преимущественно NaOH) до значения pH 7,6÷7,8. Гидроксид титана отфильтровывают, а фильтрат подвергают электрохимической переработке в четырехкамерном мембранном электролизере, в котором первую и четвертую камеры, катодную и анодную, отделяют катионообменными мембранами, между второй и третьей камерами помещают анионообменную мембрану, фильтрат прокачивают насосом через вторую камеру, в первую камеру подают 0,1 Н раствор гидроксида натрия, в третью - 0,1 Н раствор плавиковой кислоты, через четвертую камеру прокачивают насосом 0,1 Н раствор серной кислоты, фильтрат перерабатывают при плотности тока 200-800 А/м2 с получением щелочи в первой камере и смеси кислот в третьей камере, применяемых в процессе травления титана. Щелочь используется для обработки ОКТР, а смесь кислот после корректировки применяется для травления титана.The problem is achieved in that in the method for the regeneration of spent acid etching solutions formed during the processing of titanium products, according to the invention, the OCTR is treated with alkali (mainly NaOH) to a pH of 7.6 ÷ 7.8. Titanium hydroxide is filtered off, and the filtrate is subjected to electrochemical processing in a four-chamber membrane electrolyzer, in which the first and fourth chambers, the cathode and the anode, are separated by cation-exchange membranes, an anion-exchange membrane is placed between the second and third chambers, the filtrate is pumped through the second chamber, into the first chamber 0 , 1 N sodium hydroxide solution, in the third - 0.1 N hydrofluoric acid solution, a 0.1 N sulfuric acid pump is pumped through the fourth chamber, the filtrate is processed at current flow rate of 200-800 A / m 2 to produce alkali in the first chamber and a mixture of acids in the third chamber, used in the process of etching of titanium. Alkali is used to process OCTR, and the acid mixture after adjustment is used to etch titanium.

Осуществление способа регенерации ОКТР иллюстрируется схемами процесса, представленными на фиг. 1 и 2. ОКТР (фиг. 1) обрабатывают щелочью (преимущественно NaOH) до значения рН раствора 7,6÷7,8. При этом происходит образование осадка гидроксида титана Ti(OH)4, который после фильтрации может подвергаться сушке и прокалке, и фильтрата, содержащего следующие соли: фторид натрия NaF и натриевую соль одной из сильных кислот, используемых для приготовления травильного раствора (NaCl или NaNO3 или Na2SO4). Фильтрат перерабатывается в мембранном электролизере с получением смеси кислот HF и одной из сильных кислот (HCl или HNO3 или H2SO4) и гидроксида натрия NaOH. Гидроксид натрия используется для нейтрализации ОКТР, а смесь кислот после корректировки направляется на травление титана.The implementation of the OCTR regeneration method is illustrated in the process diagrams shown in FIG. 1 and 2. OCTR (Fig. 1) is treated with alkali (predominantly NaOH) to a pH of 7.6 ÷ 7.8. In this case, a precipitate of titanium hydroxide Ti (OH) 4 is formed , which, after filtration, can be dried and calcined, and a filtrate containing the following salts: sodium fluoride NaF and sodium salt of one of the strong acids used to prepare the etching solution (NaCl or NaNO 3 or Na 2 SO 4 ). The filtrate is processed in a membrane electrolyzer to obtain a mixture of HF acids and one of the strong acids (HCl or HNO 3 or H 2 SO 4 ) and sodium hydroxide NaOH. Sodium hydroxide is used to neutralize the OCTR, and the mixture of acids after adjustment is sent to the etching of titanium.

На фиг. 2 представлена схема процесса электрохимической переработки фильтрата, осуществляемая в четырехкамерном мембранном электролизере. Четырехкамерный мембранный электролизер состоит 4 камер: катодная камера 1, соседняя с катодной камера 2, соседняя с анодной камера 3, анодная камера 4. В катодную камеру 1 электролизера помещают дистиллированную воду или слабый (преимущественно 0,1 н.) раствор гидроксида натрия. Последний используется для создания в катодной камере 1 начальной проводимости. Через камеру 2 электролизера, соседнюю с катодной, из емкости 5 насосом 6 прокачивают фильтрат, содержащий натриевые соли плавиковой и соляной или азотной или серной кислот. В камеру 3 электролизера, соседнюю с анодной, помещают слабый раствор (преимущественно 0,1 н) плавиковой кислоты. Через анодную камеру 4 электролизера из емкости 7 насосом 8 прокачивают слабый (преимущественно 0,1 н.) серной кислоты. Катодная 1 и анодная 4 камеры электролизера отделяются катионообменными мембранами (К), а между 2 и 3 камерами электролизера помещается анионообменная мембрана (А). В электрическом поле, создаваемом в электролизере при подаче напряжения на электроды от источника постоянного тока 9, происходит перенос ионов Na+ из камеры 2 через катионообменную мембрану (К) в катодную камеру электролизера. Ионы F- и Cl- или

Figure 00000003
или
Figure 00000004
через анионообменную мембрану (А) мигрируют в камеру 3 электролизера. Дальнейшему движению анионов к аноду препятствует катионообменная мембрана, разделяющая камеру 3 и анодную камеру 4 электролизера. На электродах происходит разложение воды. На катоде этот процесс протекает с выделением газообразного водорода и образованием ионов ОН-:In FIG. 2 shows a diagram of the process of electrochemical processing of the filtrate, carried out in a four-chamber membrane electrolyzer. The four-chamber membrane electrolyzer consists of 4 chambers: the cathode chamber 1, adjacent to the cathode chamber 2, adjacent to the anode chamber 3, the anode chamber 4. Distilled water or a weak (mainly 0.1 N) sodium hydroxide solution is placed in the cathode chamber 1 of the electrolyzer. The latter is used to create initial conductivity in the cathode chamber 1. A filtrate containing sodium salts of hydrofluoric and hydrochloric or hydrochloric or nitric or sulfuric acid is pumped through a chamber 2 of the electrolyzer adjacent to the cathode from a tank 5 by a pump 6. In the chamber 3 of the electrolyzer adjacent to the anode, a weak solution (mainly 0.1 n) of hydrofluoric acid is placed. Through the anode chamber 4 of the electrolyzer from the tank 7, the pump 8 is pumped a weak (mainly 0.1 N.) sulfuric acid. The cathode 1 and anode 4 chambers of the electrolyzer are separated by cation-exchange membranes (K), and an anion-exchange membrane (A) is placed between 2 and 3 chambers of the electrolyzer. In the electric field created in the electrolyzer when voltage is applied to the electrodes from the direct current source 9, Na + ions are transferred from chamber 2 through the cation exchange membrane (K) to the cathode chamber of the electrolyzer. Ions F - and Cl - or
Figure 00000003
or
Figure 00000004
through the anion-exchange membrane (A) migrate into the chamber 3 of the electrolyzer. Further movement of the anions to the anode is impeded by a cation exchange membrane separating the chamber 3 and the anode chamber 4 of the electrolyzer. The electrodes decompose water. At the cathode, this process proceeds with the release of hydrogen gas and the formation of OH - ions:

2H2O+2е→Н2+2OH-,2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - ,

а на аноде вода разлагается с выделением газообразного кислорода и образованием ионов Н+: 2H2O-2е→O2+4Н+.and on the anode, water decomposes with the release of gaseous oxygen and the formation of H + ions: 2H 2 O-2е → O 2 + 4Н + .

Ионы Н+ мигрируют в камеру 3 электролизера через катионообменную мембрану (К) и запираются в ней анионообменной мембраной (А). Таким образом, из камеры 2 происходит извлечение катионов Na+ и анионов F- и Cl- или

Figure 00000003
или
Figure 00000004
. В результате в катодной камере электролизера концентрируется гидроксид натрия, а в камере 3 электролизера концентрируется смесь кислот. По мере накопления гидроксид натрия, вытекая из катодной камеры электролизера, собирается в емкости 10, а смесь кислот, вытекая из камеры 3 электролизера, собирается в емкости 11. Процесс электрохимической переработки фильтрата проводят при плотности тока, равной 200÷800 А/м2.H + ions migrate into the chamber 3 of the electrolyzer through a cation exchange membrane (K) and are locked in it by an anion exchange membrane (A). Thus, from chamber 2, Na + cations and F - and Cl - or
Figure 00000003
or
Figure 00000004
. As a result, sodium hydroxide is concentrated in the cathode chamber of the electrolyzer, and a mixture of acids is concentrated in the chamber 3 of the electrolyzer. As the accumulation of sodium hydroxide, flowing out of the cathode chamber of the electrolyzer, is collected in the tank 10, and a mixture of acids, flowing out of the chamber 3 of the cell, is collected in the tank 11. The process of electrochemical processing of the filtrate is carried out at a current density of 200 ÷ 800 A / m 2 .

Пример 1Example 1

Для определения рН осаждения гидроксида титана ОКТР, содержащий 21,9 г/л TiF3, 1,7 г/л HF и 6,2 г/л HCl обрабатывали гидроксидом натрия. Для этого к ряду проб, содержащих по 50 мл ОКТР, добавляли различное количество гидроксида натрия. После образования осадка гидроксида титана его отфильтровывали, сушили, прокаливали при температуре 900°C в течении 1 часа (гидроксид титана переходил в двуокись) и взвешивали. Максимальное количество двуокиси титана (TiO2), которое при этом может быть получено из ОКТР - 0,835 г. В полученном фильтрате определяли значение pH. Зависимость степени извлечения титана из ОКТР от pH фильтрата представлена в таблице 1.To determine the precipitation pH of titanium hydroxide, an OCTR containing 21.9 g / L TiF 3 , 1.7 g / L HF and 6.2 g / L HCl was treated with sodium hydroxide. For this, various amounts of sodium hydroxide were added to a number of samples containing 50 ml of OCTR. After the formation of a precipitate of titanium hydroxide, it was filtered off, dried, calcined at a temperature of 900 ° C for 1 hour (titanium hydroxide turned into dioxide) and weighed. The maximum amount of titanium dioxide (TiO 2 ), which in this case can be obtained from OCTR, is 0.835 g. The pH value was determined in the obtained filtrate. The dependence of the degree of extraction of titanium from OCTR on the pH of the filtrate is presented in table 1.

Figure 00000005
Figure 00000005

Полное осаждение титана в виде гидроксида обработкой ОКТР гидроксидом натрия происходит при достижении pH среды 7,6÷7,8.Complete precipitation of titanium in the form of hydroxide by OCTR treatment with sodium hydroxide occurs when the pH of the medium reaches 7.6–7.8.

Пример 2Example 2

ОКТР, содержащий 21,9 г/л TiF3, 1,7 г/л HF и 6,2 г/л HCl обрабатывали гидроксидом натрия до значения pH среды 7,6÷7,8. После формирования осадка гидроксида титана последний отфильтровывали, и фильтрат подвергали переработке в четырехкамерном мембранном электролизере (см. фиг. 2). Для этого в катодную камеру электролизера помешали 0,1 н. раствор NaOH, в камеру 3 электролизера помещали 0,1 н. раствор HF, через камеру 2 электролизера прокачивали фильтрат, а через анодную камеру электролизера прокачивали 0,1 н. раствор H2SO4. Объемы фильтрата и раствора H2SO4 во всех опытах составляли величину 1 л. Растворы NaOH и смеси кислот HF и HCl, генерируемые в катодной камере и камере 3 электролизера, по мере накопления покидали электролизер и собирались в соответствующих емкостях. Через каждые 0,5 часа анализировалось содержание NaOH в растворе, генерируемом в катодной камере и содержание HF и HCl в растворе, генерируемом в камере 3 электролизера. Процесс электролиза продолжался до тех пор, пока концентрации NaOH, HF и HCl в соответствующих растворах не становились постоянными. Опыты проводили при значениях плотности тока на мембранах 200, 400, 600,и 800 А/м2. Значения максимальных концентраций NaOH, HF и HCl, полученные при различных плотностях тока, представлены в таблице 2.An OCTR containing 21.9 g / L TiF 3 , 1.7 g / L HF and 6.2 g / L HCl was treated with sodium hydroxide to a pH of 7.6–7.8. After the formation of a precipitate of titanium hydroxide, the latter was filtered off, and the filtrate was processed in a four-chamber membrane electrolyzer (see Fig. 2). For this, 0.1 N was interfered with the cathode chamber of the electrolyzer. NaOH solution, 0.1 N was placed in the cell 3 of the electrolyzer. HF solution, the filtrate was pumped through the chamber 2 of the electrolyzer, and 0.1 N was pumped through the anode chamber of the electrolyzer H 2 SO 4 solution. The volumes of the filtrate and the H 2 SO 4 solution in all experiments were 1 liter. NaOH solutions and mixtures of HF and HCl acids generated in the cathode chamber and chamber 3 of the electrolyzer left the cell as they accumulated and were collected in appropriate containers. Every 0.5 hours, the NaOH content in the solution generated in the cathode chamber and the content of HF and HCl in the solution generated in the cell 3 of the electrolyzer were analyzed. The electrolysis process continued until the concentrations of NaOH, HF and HCl in the corresponding solutions became constant. The experiments were carried out at current densities on the membranes of 200, 400, 600, and 800 A / m 2 . The values of the maximum concentrations of NaOH, HF and HCl obtained at different current densities are presented in table 2.

Figure 00000006
Figure 00000006

Концентрация NaOH в растворе, генерируемом в катодной камере электролизера, и концентрация HF и HCl в растворе, генерируемом в камере 3 электролизера, определяется плотностью тока на мембранах. Так при плотности тока 200 А/м2 концентрация NaOH в катодной камере достигает величины 125 г/л, а концентрации HF и HCl в камере 3 электролизера достигают значений 47,6 и 44,5 г/л соответственно. Увеличение плотности тока до 800 А/м2 приводит к росту концентрации NaOH в катодной камере до значения 374 г/л, а концентраций HF и HCl в камере 3 электролизера - до значения 66,5 и 63,4 г/л соответственно. Увеличение плотности тока более 800 А/м2 нежелательно, так как это приводит к значительному разогреву растворов, участвующих в процессе электролиза.The concentration of NaOH in the solution generated in the cathode chamber of the electrolyzer, and the concentration of HF and HCl in the solution generated in the chamber 3 of the electrolyzer is determined by the current density on the membranes. So at a current density of 200 A / m 2, the concentration of NaOH in the cathode chamber reaches 125 g / l, and the concentrations of HF and HCl in chamber 3 of the electrolyzer reach 47.6 and 44.5 g / l, respectively. An increase in the current density to 800 A / m 2 leads to an increase in the concentration of NaOH in the cathode chamber to a value of 374 g / l, and the concentrations of HF and HCl in the chamber 3 of the electrolyzer to 66.5 and 63.4 g / l, respectively. An increase in current density of more than 800 A / m 2 is undesirable, since this leads to a significant heating of the solutions involved in the electrolysis process.

Использование предлагаемого способа регенерации отработанных кислых травильных растворов, образующихся при обработке изделий из титана, по сравнению с существующими имеет следующие преимущества:Using the proposed method for the regeneration of spent acid pickling solutions formed during the processing of titanium products, compared with existing has the following advantages:

а) образующийся после обработки ОКТР гидроксидом натрия гидроксид титана после сушки и прокалки может использоваться в качестве наполнителя в лакокрасочной промышленности;a) titanium hydroxide formed after OCTR treatment with sodium hydroxide after drying and calcination can be used as a filler in the paint and varnish industry;

б) получаемая при электрохимической переработке фильтрата, смесь кислот может использоваться для приготовления раствора, применяемого в процессе травления титана, а гидроксид натрия может использоваться для обработки ОКТР.b) obtained during the electrochemical processing of the filtrate, the mixture of acids can be used to prepare a solution used in the etching process of titanium, and sodium hydroxide can be used to process OCTR.

Claims (2)

1. Способ регенерации отработанного кислого раствора травления титана, отличающийся тем, что отработанный кислый раствор обрабатывают щелочью до значения рН 7,6-7,8, образующийся гидроксид титана отфильтровывают, а фильтрат подвергают электрохимической обработке в четырехкамерном мембранном электролизере, в котором первую и четвертую камеры, катодную и анодную, отделяют катионообменными мембранами, между второй и третьей камерами помещают анионообменную мембрану, фильтрат прокачивают насосом через вторую камеру, в первую камеру подают 0,1 Н раствор гидроксида натрия, в третью - 0,1 Н раствор плавиковой кислоты, через четвертую камеру прокачивают насосом 0,1 Н раствор серной кислоты, фильтрат перерабатывают при плотности тока 200 - 800 А/м2 с получением щелочи в первой камере и смеси кислот в третьей камере, применяемых в процессе травления титана.1. The method of regeneration of the spent acid solution of etching of titanium, characterized in that the spent acid solution is treated with alkali to a pH of 7.6-7.8, the resulting titanium hydroxide is filtered off, and the filtrate is subjected to electrochemical treatment in a four-chamber membrane electrolyzer, in which the first and fourth the cathodic and anodic chambers are separated by cation-exchange membranes, an anion-exchange membrane is placed between the second and third chambers, the filtrate is pumped through the second chamber, and the first chamber is fed 0.1 N sodium hydroxide solution, in the third - 0.1 N hydrofluoric acid solution, a 0.1 N sulfuric acid pump is pumped through the fourth chamber, the filtrate is processed at a current density of 200-800 A / m 2 to obtain alkali in the first chamber and mixtures of acids in the third chamber used in the etching process of titanium. 2. Способ по п. 1, в котором отработанный кислый травильный раствор обрабатывают NaOH. 2. The method of claim 1, wherein the spent acidic pickling solution is treated with NaOH.
RU2015113659/02A 2015-04-13 2015-04-13 Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products RU2596564C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015113659/02A RU2596564C1 (en) 2015-04-13 2015-04-13 Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015113659/02A RU2596564C1 (en) 2015-04-13 2015-04-13 Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596564C1 true RU2596564C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015113659/02A RU2596564C1 (en) 2015-04-13 2015-04-13 Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596564C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110016676A (en) * 2019-04-15 2019-07-16 广州鸿葳科技股份有限公司 A kind of regenerated titanium anode and preparation method thereof
RU2755300C1 (en) * 2020-10-21 2021-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method for extracting highly dispersed titanium (iv) hydroxide from aqueous solutions
RU2808808C1 (en) * 2023-05-25 2023-12-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" Raw mixture for production of concrete walkway slabs

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU231397A1 (en) * Н. Ш. Сафиуллин, Э. К. Бел , С. К. Сол ник METHOD FOR THE REGULATION OF NITROGENIC AND PLAVIC ACIDS FROM EXHAUSTED NITROGEN-PLAVIC TRACTOR SOLUTIONS
US5258109A (en) * 1991-03-29 1993-11-02 Vaughan Daniel J Electrodialytic conversion of complexes and salts of metal cations
RU2289638C1 (en) * 2005-07-18 2006-12-20 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" Method for waste acidic solution regeneration after etching titanium alloys

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU231397A1 (en) * Н. Ш. Сафиуллин, Э. К. Бел , С. К. Сол ник METHOD FOR THE REGULATION OF NITROGENIC AND PLAVIC ACIDS FROM EXHAUSTED NITROGEN-PLAVIC TRACTOR SOLUTIONS
US5258109A (en) * 1991-03-29 1993-11-02 Vaughan Daniel J Electrodialytic conversion of complexes and salts of metal cations
RU2289638C1 (en) * 2005-07-18 2006-12-20 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" Method for waste acidic solution regeneration after etching titanium alloys

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110016676A (en) * 2019-04-15 2019-07-16 广州鸿葳科技股份有限公司 A kind of regenerated titanium anode and preparation method thereof
RU2755300C1 (en) * 2020-10-21 2021-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method for extracting highly dispersed titanium (iv) hydroxide from aqueous solutions
RU2808808C1 (en) * 2023-05-25 2023-12-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" Raw mixture for production of concrete walkway slabs
RU2820127C1 (en) * 2023-07-31 2024-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of processing distillation liquid of ammonia-soda production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104641018B (en) Method and apparatus for being produced from metal salt solution or reclaiming hydrochloric acid
AU2002365547B2 (en) Electrochemical process for producing ionic liquids
CA3093363A1 (en) Processes for electrolyzing lithium chloride
JP2013532113A5 (en)
RU2596564C1 (en) Method of regenerating of the spent acid dips formed when processing of titanium products
JP2024152742A (en) Carbon Dioxide Removal Method
US9493880B2 (en) Process and apparatus for precipitating cationic metal hydroxides and the recovery of sulfuric acid from acidic solutions
RU2620228C1 (en) Method of electrochemical regeneration of cupro-ammonium pickling solution
EP3475470B1 (en) Process for treating a solid carbonaceous material containing aluminum, fluorides and sodium ions
Shim et al. Effects of operating conditions on improving alkali and electrical efficiency in chlor-alkali diaphragm cell
RU2652978C1 (en) Method for npp liquid waste processing with boron control
CN106637215B (en) Method for recycling electrolytic oxidant of circuit board acidic etching waste liquid resource
RU2696460C1 (en) Method of producing nanosized zinc oxide
RU2289638C1 (en) Method for waste acidic solution regeneration after etching titanium alloys
RU2723177C1 (en) Regeneration of acidic chromate solutions by membrane electrolysis
CN103205575A (en) Method for recovering hydrochloric acid and rare earth from oxalate rare earth precipitation waste water
Gomelya et al. Utilization of Sodium Chloride Solutions to Obtain Ferrous Chlorides
RU2125969C1 (en) Method of producing zirconium dioxide
CN112703258A (en) Improved electrochemical cell apparatus and method for separating impurities
RU2815042C1 (en) Method of producing nanosized powders of indium oxides
JP4090033B2 (en) Zinc nitrite aqueous solution and method for producing the same
SU1691424A1 (en) Method for obtaining vanadium oxide(v)
RU2796509C1 (en) Method for electrochemical disposal of waste water
Bolshanina et al. Ion exchange membranes for regeneration of hydrochloric acid from etching solutions
Koliehova et al. Electrochemical extraction of zinc from acid and neutral regeneration solutions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170414

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载