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 PDFInfo
- 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
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 78
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 15
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical class Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Chemical class 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J titanium tetrafluoride Chemical class [F-].[F-].[F-].[F-].[Ti+4] XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- RXCBCUJUGULOGC-UHFFFAOYSA-H dipotassium;tetrafluorotitanium;difluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[K+].[K+].[Ti+4] RXCBCUJUGULOGC-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220491117 Putative postmeiotic segregation increased 2-like protein 1_C23F_mutation Human genes 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 101000573901 Homo sapiens Major prion protein Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100025818 Major prion protein Human genes 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960005196 titanium dioxide Drugs 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
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
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:
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 или 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
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 или . 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
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.
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
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
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)
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)
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)
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 |
-
2015
- 2015-04-13 RU RU2015113659/02A patent/RU2596564C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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)
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 |