[go: up one dir, main page]

RU2149221C1 - Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid - Google Patents

Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid Download PDF

Info

Publication number
RU2149221C1
RU2149221C1 RU99105284/12A RU99105284A RU2149221C1 RU 2149221 C1 RU2149221 C1 RU 2149221C1 RU 99105284/12 A RU99105284/12 A RU 99105284/12A RU 99105284 A RU99105284 A RU 99105284A RU 2149221 C1 RU2149221 C1 RU 2149221C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfuric acid
solution
electrolyzer
cascade
iron
Prior art date
Application number
RU99105284/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.М. Элькинд
К.Н. Тишков
В.М. Смирнова
И.Г. Трунова
П.Ю. Кондрашев
Original Assignee
Нижегородский государственный 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 Нижегородский государственный технический университет filed Critical Нижегородский государственный технический университет
Priority to RU99105284/12A priority Critical patent/RU2149221C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2149221C1 publication Critical patent/RU2149221C1/en

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: invention, in particular, concerns exhausted solutions formed in electroplating shops, at metallurgical and chemical enterprises, etc., containing sulfuric acid, iron and other metal ions. Exhausted concentrated solutions are preliminarily combined with wash waters and mixtures are passed through cathode space of the first electrolyzer of an electrolyzer series and fed into oxidation reactor to oxidize ferrous ions to ferric ions. Ferric hydroxide is separated on filter. Filtrate consecutively passes through cathode spaces of subsequent series electrolyzers and, after each step, intermediate metal hydroxides are separated. After separation of metal hydroxides in the last step, solution is passed through anode spaces of the series electrolyzers in the inverse direction. Solution coming out of the first electrolyzer is subjected to low-temperature evaporation, after which concentrate of purified acid is recycled and condensed water vapor is used in washing operations. EFFECT: reduced consumption of sulfuric acid, developed wasteless process, and enabled recovery of metals in reusable form. 1 dwg

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано в гальванотехнике, в металлургической, химической и других отраслях промышленности для регенерации отработанных растворов и промывных вод, содержащих серную кислоту и ионы железа и других металлов. The invention relates to wastewater treatment and can be used in electroplating, in the metallurgical, chemical and other industries for the regeneration of waste solutions and wash water containing sulfuric acid and ions of iron and other metals.

Известен способ регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфат железа (А. С. СССР N 1805095 кл. C 01 B 17/90 опубл. 30.03.93, бюл. N 12), который включает концентрирование исходной кислоты до содержания 55 - 65% H2SO4 с последующим отделением кристаллов сульфата железа фильтрацией и повторным концентрированием кислоты. На обеих стадиях концентрирование исходной кислоты осуществляется путем смешения ее с серной кислотой концентрацией более 90%, причем на первой стадии смешение исходной и концентрированной кислот проводят в объемном соотношении 1:1 -1:3, соответственно, при поддержании температуры смеси в пределах 125-130oC. Степень удаления сульфата железа составляет 90-94%. Недостатком данного способа является большой расход серной кислоты на выкристаллизовывание сульфата железа. Кроме того, этот метод неприменим к разбавленным растворам, например, к промывным водам.A known method of regeneration of spent sulfuric acid containing iron sulfate (A. S. USSR N 1805095 class. C 01 B 17/90 publ. 30.03.93, bull. N 12), which includes the concentration of the original acid to a content of 55 - 65% H 2 SO 4 followed by separation of crystals of iron sulfate by filtration and re-concentration of the acid. At both stages, the initial acid is concentrated by mixing it with sulfuric acid with a concentration of more than 90%, and at the first stage, the initial and concentrated acids are mixed in a volume ratio of 1: 1 -1: 3, respectively, while maintaining the temperature of the mixture within 125-130 o C. The degree of removal of iron sulfate is 90-94%. The disadvantage of this method is the high consumption of sulfuric acid for crystallization of iron sulfate. In addition, this method is not applicable to dilute solutions, for example, to wash water.

Известен также способ обработки кислых железосодержащих сточных вод (патент РФ 2019524, кл. C 02 F 1/64 опубл. 15.09.94, бюл. N 17), согласно которого сточные воды обрабатывают раствором гидроксида калия при pH 9-10 с последующим окислением Fe2+ до Fe3+ раствором 3% пероксида водорода. Образовавшийся осадок гидроксида железа Fe(OH)3 фильтруют и подвергают сушке, получая железоокисные пигменты, как основу для приготовления красок, эмалей. К недостаткам этого способа относится использование реагентов, что требует емкостей для приготовления растворов, насосов-дозаторов и другого вспомогательного оборудования, применение склонного к саморазложению пероксида водорода. Кроме того, при указанном способе обработки не происходит регенерации серной кислоты, а всего лишь ее нейтрализация.There is also a method of treating acidic iron-containing wastewater (RF patent 2019524, class C 02 F 1/64 publ. September 15, 94, bull. No. 17), according to which the wastewater is treated with a potassium hydroxide solution at pH 9-10, followed by oxidation of Fe 2+ to Fe 3+ with a solution of 3% hydrogen peroxide. The precipitate of iron hydroxide Fe (OH) 3 is filtered and dried, obtaining iron oxide pigments, as a basis for the preparation of paints, enamels. The disadvantages of this method include the use of reagents, which requires tanks for the preparation of solutions, metering pumps and other auxiliary equipment, the use of self-decomposing hydrogen peroxide. In addition, with the specified processing method, sulfuric acid is not regenerated, but merely its neutralization.

Известен также способ электрохимической регенерации отработанных растворов травления стали, содержащих в качестве основного компонента серную кислоту (патент ФРГ N 3206538 кл. C 23 B 1/36 и 25 F 7/07 опубл. 01.09.83.), согласно которого отработанные растворы травления, содержащие более 90 г/л свободной серной кислоты H2SO4 и более 40 г/л железа предложено регенерировать в электролитической ячейке, в которой аноды и катоды расположены параллельно друг другу, причем анодное пространство отделено от катодного анионообменной диафрагмой, пропускающей только анионы HSO4-. Обрабатываемый раствор с помощью насоса вводят в замкнутую циркуляционную систему, где он последовательно проходит сначала емкость, в которой устанавливают необходимую величину pH обрабатываемого раствора, а затем добавляют 0,4 М сульфата аммония (NH4)2SO4 или сульфата магния MgSO4, затем раствор поступает в теплообменник, где поддерживают температуру 75-100oC. После этого раствор поступает в катодное пространство ячейки. В результате электролиза на катоде осаждается железо, а в анодном пространстве образуется чистая серная кислота, которая выводится из ячейки и поступает в ванну травления для повторного использования. Католит, в котором остается 10-20 г/л Fe, вновь проходит по той же замкнутой схеме циркуляции, где в него добавляют новую порцию отработанного раствора, после чего этот раствор вновь подвергают электролизу. Катоды с осажденным железным покрытием периодически вынимают из емкости и из них путем переплавки получают пригодное для последующего использования железо.There is also a method of electrochemical regeneration of spent steel pickling solutions containing sulfuric acid as the main component (German patent N 3206538 class C 23 B 1/36 and 25 F 7/07 publ. 09/09/83.), According to which the spent pickling solutions, containing more than 90 g / l free sulfuric acid H 2 SO 4 and 40 g / l iron suggested regenerated in an electrolytic cell in which the anodes and cathodes arranged parallel to each other, the anode space is separated from the cathode anion diaphragm passes only an ones HSO 4 -. The solution to be treated is injected into the closed circulation system by means of a pump, where it first passes through a container in which the required pH of the solution to be treated is established, and then 0.4 M ammonium sulfate (NH 4 ) 2 SO 4 or magnesium sulfate MgSO 4 is added, then the solution enters the heat exchanger, where the temperature is maintained at 75-100 o C. After that, the solution enters the cathode space of the cell. As a result of electrolysis, iron is deposited on the cathode, and pure sulfuric acid is formed in the anode space, which is removed from the cell and enters the etching bath for reuse. The catholyte, in which 10-20 g / l Fe remains, again passes through the same closed circulation circuit, where a new portion of the spent solution is added to it, after which this solution is again subjected to electrolysis. Iron-deposited cathodes are periodically removed from the vessel and from them, by remelting, iron suitable for subsequent use is obtained.

Недостатком указанного способа является невысокая степень извлечения железа за один цикл и большие энергетические затраты при дальнейшей утилизации электролитически осажденного железа, в частности, на его переплавку. Кроме того, в католите могут постепенно накапливаться примеси тех металлов, которые электролитически не будут соосаждаться с железом, например, хром. При чрезмерном накоплении таких элементов будет происходить их диффузия в анолит, а затем и в травильные ванны, что может привести к нарушению режима работы последних. Кроме того, этот способ неприменим для обработки сточных промывных вод, где концентрация железа в 50-100 раз меньше, чем в отработанных растворах, и ток будет тратиться главным образом на реакцию разложения воды, а не на выделение железа и регенерацию серной кислоты. The disadvantage of this method is the low degree of extraction of iron in one cycle and high energy costs during further disposal of electrolytically deposited iron, in particular, its remelting. In addition, in catholyte, impurities of those metals that will not electrolytically co-precipitate with iron, such as chromium, can gradually accumulate. With excessive accumulation of such elements, they will diffuse into the anolyte, and then into the etching baths, which can lead to a violation of the mode of operation of the latter. In addition, this method is not applicable for the treatment of wastewater, where the iron concentration is 50-100 times lower than in the spent solutions, and the current will be spent mainly on the decomposition of water, and not on the allocation of iron and the regeneration of sulfuric acid.

Наиболее близким к заявляемому является способ регенерации отработанных растворов травления железа и сталей (Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. - М.: Металлургия, 1974), в котором предложена схема регенерации, основанная на использовании многокаскадного электролизера с тремя разделенными пространствами. Электролит вначале поступает в катодные пространства параллельно включенных электролизеров, где постепенно увеличивается pH раствора. По достижении pH раствора величины 1,8 на катоде становится возможным выделение железа. По данной схеме в первых 3-4 камерах выделяется лишь водород и происходит подщелачивание раствора и только в последней камере выделяется железо. В то же время pH раствора не должно повышаться до 4,5 во избежание осаждения гидроксида железа на поверхности мембран. Эта схема сложна в исполнении и, кроме того, железо выделяется из отработанных растворов в виде, затрудняющем его дальнейшую утилизацию. Этот способ также неприменим для регенерации серной кислоты из промывных вод, где концентрация ионов железа и других металлов и серной кислоты почти на два порядка меньше, чем в отработанных концентрированных растворах, хотя именно более 60% потерь кислоты происходит со сточными водами. Closest to the claimed one is a method of regenerating spent solutions of pickling iron and steel (Buchilo E. Wastewater treatment of pickling and galvanic compartments. - M .: Metallurgy, 1974), in which a regeneration scheme based on the use of a multi-stage electrolyzer with three separated spaces is proposed. The electrolyte first enters the cathode spaces of the parallel connected electrolyzers, where the pH of the solution gradually increases. Upon reaching a solution pH of 1.8 at the cathode, iron evolution becomes possible. According to this scheme, only hydrogen is released in the first 3-4 chambers and the solution is alkalized, and only iron is released in the last chamber. At the same time, the pH of the solution should not increase to 4.5 in order to avoid the deposition of iron hydroxide on the surface of the membranes. This scheme is complicated in execution and, in addition, iron is separated from spent solutions in a form that complicates its further utilization. This method is also not applicable for the recovery of sulfuric acid from wash water, where the concentration of iron ions and other metals and sulfuric acid is almost two orders of magnitude lower than in concentrated waste solutions, although it is more than 60% of acid loss that occurs with wastewater.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание практически бессточного технологического процесса и более полная регенерация серной кислоты из отработанных растворов и из промывных вод. The problem solved by the invention is the creation of a virtually drainless process and more complete regeneration of sulfuric acid from waste solutions and from wash water.

Технический результат от использования изобретения заключается в сокращении расхода кислоты, сокращении затрат на обезвреживание стоков, выделении металлов в виде, более пригодном для дальнейшей утилизации. The technical result from the use of the invention is to reduce the consumption of acid, reduce the cost of disposal of waste water, the allocation of metals in a form more suitable for further disposal.

Указанный результат достигается тем, что в способе регенерации отработанных растворов и сточных вод, содержащих серную кислоту, включающий обработку в многокаскадном электролизере с разделенными анодными и катодными пространствами, предварительно смешивают отработанные концентрированные растворы, содержащие серную кислоту с промывными водам, после пропускания через катодное пространство первого электролизера каскада раствор направляют в окислительный реактор для окисления ионов железа до трехвалентного состояния, отделяют гидроксид трехвалентного железа, и затем раствор последовательно проходит катодные пространства последующих электролизеров каскада с промежуточным отделением после каждой ступени каскада образовавшихся гидроксидов металлов, а после отделения гидроксидов металлов на последней ступени каскада раствор пропускают через анодные пространства всех электролизеров каскада в направлении от последней ступени к первой и выходящий из анодного пространства первого электролизера каскада раствор подвергают низкотемпературному испарению, после чего концентрат очищенной кислоты возвращают в технологический процесс, а сконденсированные пары воды направляют на промывочные операции. The specified result is achieved by the fact that in the method for the regeneration of waste solutions and wastewater containing sulfuric acid, comprising processing in a multistage electrolyzer with separated anode and cathode spaces, pre-mixed concentrated solutions containing sulfuric acid with wash water are pre-mixed after passing through the cathode space of the first of the cascade electrolyzer, the solution is sent to an oxidizing reactor to oxidize iron ions to a trivalent state, hydro ferric oxide, and then the solution successively passes through the cathode spaces of the subsequent electrolyzers of the cascade with an intermediate separation after each stage of the cascade of formed metal hydroxides, and after the separation of metal hydroxides in the last stage of the cascade, the solution is passed through the anode spaces of all the electrolyzers of the cascade in the direction from the last stage to the first and the solution leaving the anode space of the first electrolyzer of the cascade is subjected to low-temperature evaporation, after which Concentrate the purified acid is recycled into the process, while the condensed water vapor is fed to the washing operation.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Обрабатываемый раствор, состоящий из смеси отработанного раствора и промывных вод, содержащих серную кислоту и ионы железа и других металлов в соотношении 1:1-1:10, соответственно, и имеющий pH 1,7 - 2,3 поступает в катодное пространство первого диафрагменного электролизера каскада. На катоде первого электролизера протекает реакция выделения водорода по уравнению
2H2O + 2e = H+ + 2OH-.
The treated solution, consisting of a mixture of the spent solution and wash water containing sulfuric acid and ions of iron and other metals in a ratio of 1: 1-1: 10, respectively, and having a pH of 1.7 - 2.3 enters the cathode space of the first diaphragm electrolyzer cascade. At the cathode of the first electrolyzer, a hydrogen evolution reaction proceeds according to the equation
2H 2 O + 2e = H + + 2OH - .

Образующиеся в прикатодном пространстве ионы гидроксила реагируют с ионами Fe3+ с образованием по достижении pH 3-4,5 практически нерастворимого осадка гидроксида железа Fe(OH)3. Для увеличения выхода Fe(OH)3 католит перемешивается воздухом для перевода Fe2+ в Fe3+ по реакции
2FeSO4+1/2O2+H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O.
The hydroxyl ions formed in the cathode space react with Fe 3+ ions to form an almost insoluble precipitate of iron hydroxide Fe (OH) 3 upon reaching pH 3-4.5. To increase the yield of Fe (OH) 3, the catholyte is mixed with air to convert Fe 2+ to Fe 3+ by reaction
2FeSO 4 + 1 / 2O 2 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O.

За счет последующей реакции гидролиза происходит образование гидроксида железа
Fe2(SO4)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3H2O.
Due to the subsequent hydrolysis reaction, the formation of iron hydroxide
Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O = 2Fe (OH) 3 + 3H 2 O.

Далее раствор поступает в окислительный реактор, где также протекают реакции перевода железа в трехвалентное состояние и образования гидроксида железа и поддерживают температуру 60 - 80oC, что обеспечивает высокую скорость этих реакций.Next, the solution enters the oxidation reactor, where the reaction of iron transfer to the trivalent state and the formation of iron hydroxide also proceed and maintain a temperature of 60 - 80 o C, which ensures a high speed of these reactions.

После фильтрации для отделения Fe(ОН)3 обрабатываемый раствор поступает в катодное пространство второго электролизера, где также протекает реакция выделения водорода и происходит подщелачивание католита до pH 6 - 8. При этом происходит окончательная очистка обрабатываемого раствора от ионов железа за счет образования нерастворимого осадка Fe(OH)2. Раствор отфильтровывают и подают (при необходимости) в катодные пространства последующих ступеней каскада для осаждения других катионов, осаждение которых требует более высоких значений pH. Далее обрабатываемый раствор, очищенный от ионов тяжелых металлов, последовательно проходит анодные пространства всех электролизеров каскада в направлении от последнего к первому, где за счет миграции ионов SO42- в анодное пространство и анодного процесса наработки ионов H+ по реакции
H2O-2e = 2H++1/2O2
происходит образование серной кислоты.
After filtration to separate Fe (OH) 3, the treated solution enters the cathode space of the second electrolyzer, where the hydrogen evolution reaction also takes place and the catholyte is alkalinized to pH 6 - 8. In this case, the final solution is purified from iron ions due to the formation of an insoluble precipitate of Fe (OH) 2 . The solution is filtered off and fed (if necessary) to the cathode spaces of the subsequent stages of the cascade to precipitate other cations, the deposition of which requires higher pH values. Next, the treated solution, purified from heavy metal ions, sequentially passes through the anode spaces of all the electrolyzers of the cascade in the direction from the latter to the first, where due to the migration of SO 4 2– ions into the anode space and the anode process of producing H + ions by reaction
H 2 O-2e = 2H + + 1 / 2O 2
formation of sulfuric acid occurs.

Выходящая из анодного пространства первой ступени каскада серная кислота имеет примерно ту же кислотность, что и исходный обрабатываемый раствор. Поэтому, чтобы сделать анодную кислоту пригодной для использования в травильных ваннах, ее подвергают низкотемпературному испарению (в вакуумном испарителе или другом пригодном для этой цели устройстве) за счет чего концентрацию серной кислоты доводят до концентрации, требуемой в технологическом процессе. После этого полученный раствор серной кислоты возвращают в технологический процесс, а конденсат из испарителя возвращают на проведение промывочных операций. The sulfuric acid emerging from the anode space of the first stage of the cascade has approximately the same acidity as the initial solution being treated. Therefore, in order to make anodic acid suitable for use in pickling baths, it is subjected to low-temperature evaporation (in a vacuum evaporator or other suitable device for this purpose), due to which the concentration of sulfuric acid is adjusted to the concentration required in the process. After that, the resulting sulfuric acid solution is returned to the process, and the condensate from the evaporator is returned to washing operations.

Получаемые в катодных пространствах электролизеров гидроксиды железа и других металлов после сушки пригодны для их использования в качестве пигментов при производстве красок или же в качестве активных масс никель-железных аккумуляторов. The hydroxides of iron and other metals obtained in the cathode spaces of electrolyzers after drying are suitable for use as pigments in the manufacture of paints or as active masses of nickel-iron batteries.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Способ регенерации серной кислоты осуществляют в соответствии со схемой, изображенной на чертеже, где 1 - травильная ванна, 2 - ванна промывки, 3 - емкость для смешения промывных вод и отработанных травильных растворов, 4 - насос, 5 - электролизер, 6 - реактор, 7 - фильтр, 8 - электролизер, 9 - низкотемпературный испаритель, 10 - конденсатор. The method of sulfuric acid regeneration is carried out in accordance with the scheme shown in the drawing, where 1 is an etching bath, 2 is a washing bath, 3 is a tank for mixing wash water and spent etching solutions, 4 is a pump, 5 is an electrolyzer, 6 is a reactor, 7 - filter, 8 - electrolyzer, 9 - low temperature evaporator, 10 - condenser.

Отработанный травильный раствор из ванны травления 1 и промывные воды из ванны 2 в соотношении 1:1-1:10, соответственно, поступают в емкость 3, где происходит их смешение. Обрабатываемый раствор, имеющий pH 1,7 - 2,3, с помощью насоса 4 подают в катодное пространство первого диафрагменного электролизера каскада 5. В электролизере 5 поддерживают катодную плотность тока jк, при которой потенциал катода имеет величину не менее -0,5 В относительно нормального водородного электрода (н.в.э.). В этих условиях на катоде протекает реакция выделения водорода
2H2O + 2e = H2 + 2OH-.
The spent pickling solution from the pickling bath 1 and the washing water from the bath 2 in a ratio of 1: 1-1: 10, respectively, enter the tank 3, where they are mixed. The solution to be treated, having a pH of 1.7 - 2.3, is pumped into the cathode space of the first diaphragm electrolyzer of the cascade 5. In the electrolyzer 5, the cathode current density j k is maintained at which the cathode potential is not less than -0.5 V relative to a normal hydrogen electrode (n.a.e.). Under these conditions, a hydrogen evolution reaction takes place at the cathode
2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - .

Образующиеся в прикатодном пространстве ионы гидроксила OH- реагируют с содержащимися в обрабатываемом растворе ионами железа с образованием по достижении pH 3-4,5 практически нерастворимого осадка Fe(OH)3. Для увеличения выхода Fe(OH)3 через католит барботируют воздух, что способствует переводу Fe2+ в Fe3+ по реакции
2FeSO4+1/2O2+H2SO4= Fe2(SO4)3 + H2O.
The hydroxyl ions OH - formed in the cathode space react with the iron ions contained in the treated solution to form an almost insoluble precipitate Fe (OH) 3 when the pH reaches 3-4.5. To increase the yield of Fe (OH) 3 , air is bubbled through the catholyte, which contributes to the conversion of Fe 2+ to Fe 3+ by reaction
2FeSO 4 + 1 / 2O 2 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O.

За счет последующей реакции гидролиза происходит образование гидроксида железа
Fe2(SO4)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3H2O.
Due to the subsequent hydrolysis reaction, the formation of iron hydroxide
Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O = 2Fe (OH) 3 + 3H 2 O.

Далее раствор поступает в реактор 6, где поддерживают температуру 60-80oC и производят барботаж воздуха и протекают реакции перевода ионов железа в трехвалентное состояние и образования гидроксида железа Fe(OH)3. Повышенная температура способствует более быстрому проведению этих реакций.Next, the solution enters the reactor 6, where the temperature is maintained at 60-80 ° C and air is bubbled and reactions of the conversion of iron ions to the trivalent state and formation of iron hydroxide Fe (OH) 3 proceed. Elevated temperature contributes to more rapid conduct of these reactions.

После фильтрации с использованием фильтра 7 обрабатываемый раствор поступает в катодное пространство второго электролизера 8, где также протекает реакция выделения водорода и за счет которой поддерживают pH 6-8. При этом происходит окончательная очистка обрабатываемого раствора от ионов железа за счет образования нерастворимого осадка Fe(OH)2. После фильтрации через фильтр 7 обрабатываемый раствор (при необходимости) в катодные пространства последующих ступеней каскада для отделения других катионов, осаждение которых требует более высоких значений pH. Далее обрабатываемый раствор, очищенный от ионов тяжелых металлов, протекает последовательно через анодные пространства всех электролизеров каскада в направлении от последнего к первому, где за счет миграции ионов SO42- в анодное пространство и анодного процесса наработки ионов H+ по реакции
H2O-2e=2H++1/2O2
происходит образование серной кислоты.
After filtration using a filter 7, the treated solution enters the cathode space of the second electrolyzer 8, where the hydrogen evolution reaction also proceeds and due to which the pH is maintained at 6-8. In this case, the final cleaning of the treated solution from iron ions occurs due to the formation of an insoluble precipitate Fe (OH) 2 . After filtering through filter 7, the solution to be treated (if necessary) in the cathode spaces of the subsequent stages of the cascade to separate other cations, the deposition of which requires higher pH values. Next, the treated solution, purified from heavy metal ions, flows sequentially through the anode spaces of all the electrolyzers of the cascade in the direction from the latter to the first, where due to the migration of SO 4 2- ions into the anode space and the anode process of producing H + ions by the reaction
H 2 O-2e = 2H + + 1 / 2O 2
formation of sulfuric acid occurs.

Выходящая из анодного пространства первой ступени каскада серная кислота очищена от ионов железа на 99,5-99,8% и имеет примерно ту же кислотность, что и исходный обрабатываемый раствор. Чтобы сделать анодную кислоту пригодной для использования в травильных ваннах, необходимо увеличить в ней содержание серной кислоты, для чего ее направляют в низкотемпературный вакуумный испаритель 9 или другое пригодное для этой цели устройство. После концентрирования полученный раствор серной кислоты направляют в травильную ванну 1. Пары воды конденсируют в конденсаторе 10 и возвращают на проведение промывочных операций в ванну промывки 2. Sulfuric acid leaving the anode space of the first stage of the cascade is 99.5-99.8% purified from iron ions and has approximately the same acidity as the initial solution being treated. To make anodic acid suitable for use in pickling baths, it is necessary to increase the sulfuric acid content in it, for which it is sent to a low-temperature vacuum evaporator 9 or other suitable device for this purpose. After concentration, the resulting sulfuric acid solution is sent to the pickling bath 1. Vapors of water are condensed in the condenser 10 and returned to the washing bath 2 for washing operations.

Гидроксиды Fe2+ и Fe3+ удаляют из катодных пространств электролизеров и сушат любым известным способом, после чего они могут быть использованы для производства пигментов или активных масс щелочных никель-железных аккумуляторов.The hydroxides Fe 2+ and Fe 3+ are removed from the cathode spaces of the electrolytic cells and dried by any known method, after which they can be used to produce pigments or active masses of alkaline nickel-iron batteries.

Таким образом, предлагаемый способ регенерации серной кислоты позволяет вернуть в технологический процесс серную кислоту не только из концентрированных растворов, но и из промывных вод, повысить экологическую безопасность процесса за счет создания замкнутых технологических циклов как по серной кислоте, так и по промывным водам, сократить расходы на обезвреживание сточных вод. Thus, the proposed method for the regeneration of sulfuric acid allows you to return sulfuric acid to the process not only from concentrated solutions, but also from wash water, increase the environmental safety of the process by creating closed process cycles for both sulfuric acid and wash water, reduce costs for disposal of wastewater.

Claims (1)

Способ регенерации отработанных растворов, содержащих серную кислоту, включающий обработку в многокаскадном электролизере с разделенными электродными пространствами, отличающийся тем, что предварительно смешивают отработанные концентрированные растворы, содержащие серную кислоту, с промывными водами, после пропускания через катодное пространство первого электролизера каскада раствор направляют в окислительный реактор для окисления ионов железа до трехвалентного состояния, отделяют гидроксид трехвалентного железа и затем раствор последовательно проходит катодные пространства последующих электролизеров каскада с промежуточным отделением после каждой ступени каскада образовавшихся гидроксидов металлов, а после отделения гидроксидов металлов на последней ступени каскада раствор пропускают через анодные пространства всех электролизеров каскада в направлении от последней ступени к первой и выходящий из анодного пространства первого электролизера каскада раствор подвергают низкотемпературному испарению, после чего концентрат очищенной кислоты возвращают в технологический процесс, а сконденсированные пары воды направляют на промывочные операции. A method for the regeneration of spent solutions containing sulfuric acid, including processing in a multistage electrolyzer with separated electrode spaces, characterized in that the spent concentrated solutions containing sulfuric acid are pre-mixed with wash water, after passing the first cascade electrolyzer through the cathode space, the solution is sent to an oxidation reactor for the oxidation of iron ions to a trivalent state, ferric hydroxide is separated and then sol p sequentially passes the cathode spaces of subsequent electrolyzers of the cascade with an intermediate separation after each stage of the cascade of formed metal hydroxides, and after the separation of metal hydroxides at the last stage of the cascade, the solution is passed through the anode spaces of all electrolysis cells of the cascade in the direction from the last stage to the first and exiting the anode space of the first electrolyzer the cascade solution is subjected to low-temperature evaporation, after which the purified acid concentrate is returned into the technological process, and condensed water vapor is sent for washing operations.
RU99105284/12A 1999-03-15 1999-03-15 Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid RU2149221C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99105284/12A RU2149221C1 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99105284/12A RU2149221C1 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2149221C1 true RU2149221C1 (en) 2000-05-20

Family

ID=20217210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99105284/12A RU2149221C1 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149221C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641121C1 (en) * 2016-12-28 2018-01-16 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for regenerating spent sulfuric acid solution
CN112791708A (en) * 2019-11-13 2021-05-14 西南科技大学 A method for preparing attapulgite/polypyrrole composite material based on iron-containing wastewater

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4113588A (en) * 1976-03-09 1978-09-12 Solex Research Corporation Of Japan Process for recovery of waste H2 SO4 and HCl
DE3203481A1 (en) * 1982-02-03 1983-08-11 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Process for recovering sulphuric acid from waste waters
SU1421807A1 (en) * 1986-02-03 1988-09-07 Казахский Химико-Технологический Институт Electrolyzer for regeneration of sulfuric acid etching solutions
RU2036251C1 (en) * 1989-10-31 1995-05-27 Ленцинг Аг Apparatus to produce sulfuric acid and alkali
RU2098349C1 (en) * 1991-11-08 1997-12-10 Ниттецу Майнинг Ко., Лтд. Method of regeneration of metal sulfate-containing exhausted sulfuric acid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4113588A (en) * 1976-03-09 1978-09-12 Solex Research Corporation Of Japan Process for recovery of waste H2 SO4 and HCl
DE3203481A1 (en) * 1982-02-03 1983-08-11 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Process for recovering sulphuric acid from waste waters
SU1421807A1 (en) * 1986-02-03 1988-09-07 Казахский Химико-Технологический Институт Electrolyzer for regeneration of sulfuric acid etching solutions
RU2036251C1 (en) * 1989-10-31 1995-05-27 Ленцинг Аг Apparatus to produce sulfuric acid and alkali
RU2098349C1 (en) * 1991-11-08 1997-12-10 Ниттецу Майнинг Ко., Лтд. Method of regeneration of metal sulfate-containing exhausted sulfuric acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. - М.: Металлургия, 1974, с.45-46. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641121C1 (en) * 2016-12-28 2018-01-16 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for regenerating spent sulfuric acid solution
CN112791708A (en) * 2019-11-13 2021-05-14 西南科技大学 A method for preparing attapulgite/polypyrrole composite material based on iron-containing wastewater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1576280A (en) Electrolytic process for the recovery of iron sulphuric acid and/or hydrochloric acid from a waste iron-containing solution
US4144145A (en) Process for recovery of reusable chromic acid from the waste chromic acid solution containing impurities
WO1993002227A1 (en) Process and apparatus for treating fluoride containing acid solutions
AU621508B2 (en) Process for recovering sulfuric acid
US4318788A (en) Chromate recovery process
CN118284580A (en) A recycling method for recovering lithium from a material containing lithium and one or more transition metals
JP2682433B2 (en) Waste liquid treatment method for surface treatment of aluminum material
JP4579682B2 (en) Method and apparatus for recycling metal pickling baths
US3304246A (en) Method of electrolytically descaling steel including selective recovery of dissolved scale products
US3787306A (en) Process for the concurrent recovery of acid and metal values from spent pickle acid containing the same
JPS5924732B2 (en) Continuous uranium recovery method
US1954664A (en) Electrolytic process for the regeneration of pickle liquor
RU2742864C2 (en) Method of treating solid carbonaceous material containing aluminum, fluorides and sodium ions
US4676957A (en) Electrolytic separation of cerium/rare earth values
RU2149221C1 (en) Method of regenerating exhausted solutions containing sulfuric acid
RU2677583C1 (en) Method of regeneration of copper-chloride track solution
EP0220202A1 (en) Obtaining MIXED ACIDS FROM MIXED SALT.
JP2711241B2 (en) Acid waste liquid regeneration method
KR20030050911A (en) Method for reuse of wastewater in continuous electroplating lines
AU2011202421A1 (en) Recovering metals from pickle liquor
JP4292454B2 (en) Method for treating aqueous solution containing metal fluoride
US6506294B1 (en) Process for regeneration of electrolytes from pickle liquor, in particular of NA2S04 from pickle liquor for stainless steel
US5244551A (en) Process of regenerating waste pickle which contains metal salts and acids
KR960002262B1 (en) Treatment method for waste-water
WO1995023880A1 (en) Treatement of electrolyte solutions

Legal Events

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

Effective date: 20050316