[go: up one dir, main page]

RU2428522C1 - Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii) - Google Patents

Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii) Download PDF

Info

Publication number
RU2428522C1
RU2428522C1 RU2010101213/02A RU2010101213A RU2428522C1 RU 2428522 C1 RU2428522 C1 RU 2428522C1 RU 2010101213/02 A RU2010101213/02 A RU 2010101213/02A RU 2010101213 A RU2010101213 A RU 2010101213A RU 2428522 C1 RU2428522 C1 RU 2428522C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
solutions
sodium hypochlorite
chlorides
otp
Prior art date
Application number
RU2010101213/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010101213A (ru
Inventor
Ольга Станиславна Винникова (RU)
Ольга Станиславна Винникова
Сергей Викторович Лукашов (RU)
Сергей Викторович Лукашов
Арарат Александрович Пашаян (RU)
Арарат Александрович Пашаян
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия"
Priority to RU2010101213/02A priority Critical patent/RU2428522C1/ru
Publication of RU2010101213A publication Critical patent/RU2010101213A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2428522C1 publication Critical patent/RU2428522C1/ru

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

Изобретение относится к утилизации отработанных кислых (солянокислых и сернокислых) травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в металлургической промышленности, промышленной экологии, а также в процессах водоочистки с использованием коагулянтов. Отработанные травильные растворы, содержащие сульфаты и хлориды железа (II), утилизируют окислением катионов железа (II) с применением окислителя и целевым использованием переработанных растворов. В качестве окислителя применяют концентрат гипохлорита натрия, содержащий гипохлорит натрия и гидроксид натрия. Полученную суспензию обрабатывают минимальным количеством минеральной кислоты до растворения осадка, а переработанные растворы используют как коагулянты в процессах водоочистки. Технический результат: полная безотходная утилизация отработанных травильных растворов с целевым использованием окисленных растворов в качестве коагулянтов в процессах водоочистки. 1 табл.

Description

Изобретение относится к утилизации отработанных кислых (солянокислых и сернокислых) травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в металлургической промышленности, промышленной экологии, а также в процессах водоочистки с использованием коагулянтов.
На сталепрокатных заводах перед процессом нанесения цинкового покрытия поверхность стали очищают последовательной обработкой концентрированными растворами серной и соляной кислот. При продолжительном применении этих растворов кислоты истощаются (до 10 г/л H2SO4 и 25 г/л HCl) и образуются отработанные травильные растворы (ОТР), содержащие (на примере одного из заводов РФ) до 300 г/л сульфатов и до 450 г/л хлоридов железа (II). Такие растворы не могут быть использованы в процессах травления, так как уже не способны очищать поверхность стали из-за низкой концентрации кислот. Поэтому их выводят из технологического цикла и отправляют на нейтрализацию.
В настоящее время ОТР объединяют с другими стоками и на очистных сооружениях заводов нейтрализуют оксидом кальция. В результате образуются известковый шлам (до 5000 т/год) и сточная вода (до 12000 м3/год). Эту сточную воду, перед сбросом в коллектор, необходимо разбавить в сотни раз, так как она содержит хлорид кальция в количествах до 100 г/л.
При длительном стоянии в шламах, содержащих соли железа (II) и (III), a также сульфат кальция происходят химические превращения, в результате которых возрастает доля трехвалентного железа, а гидроксиды железа, выветриваясь, превращаются в соответствующие оксиды (до 32% Fe3O4). Эти известковые шламы не востребованы и за их хранение предприятия оплачивают штрафы.
Таким образом, для утилизации ОТР ежегодно потребляется около 1400 т СаО и 1 млн м3 технической воды. В результате за год безвозвратно теряются около 2700 т сульфата и 320 т хлорида железа (II), 100 т серной и 20 т соляной кислот [1].
Известен способ утилизации отработанных солянокислых травильных растворов окислением хлорида железа (II) хлором и выделением из раствора хлорида железа (III) [2].
Недостатками этого способа утилизации являются его трудоемкость и энергоемкость, обусловленные необходимостью выделения из концентрированных водных растворов кристаллического хлорида железа (III) испарением воды и применением токсичных окислителей. Растворимость хлорида железа (III) в воде (с разложением в результате гидролиза) составляет 91,9 г/100 г воды или 48% [3]. Это значит, что для выделения из воды кристаллогидрата FeCl3·12H2O необходимо удалить воду из сильно концентрированных сиропов выпариванием. Известно, что при нагревании в водных растворах хлорид железа (III) гидролизуется, с образованием хлорида гидроксожелеза (III), поэтому воду удаляют под вакуумом. Применение агрессивного и сильно токсичного окислителя - хлора делает этот процесс не технологичным.
Однако главным недостатком описанного способа является то, что он может быть использован только для утилизации солянокислых ОТР, тогда как на сталепрокатных заводах образуются также и сернокислые ОТР в объемах, в 15 раз превосходящих солянокислые. Таким образом, рассмотренный способ не позволяет утилизировать весь объем образующихся ОТР.
Известен способ утилизации сернокислого травильного раствора [4] выделением из него FeSO4·12H2O кристаллизацией, и серной кислоты. Данный способ отличается следующими недостатками: энергоемкостью, трудоемкостью и может быть использован только для утилизации сернокислых ОТР.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ утилизации кислых железосодержащих травильных растворов [5] нейтрализацией этих растворов гидроксидом калия при pH=9-10 с последующим окислением железа (II) до железа (III) раствором 3%-ной перекиси водорода. Осадок фильтруют и подвергают сушке при температуре 120°С, получая железоокисные пигменты как основу для приготовления красок и эмалей. Фильтрат утилизируется в виде жидких калийных удобрений.
Данный способ имеет ряд недостатков: а) сложность технологического оборудования, обусловленная необходимостью осуществления процессов окисления перекисью водорода (3%) в суспензии гидроксидов железа (II) и (III), фильтрации и сушки пигментов - оксидов железа; б) хранение и транспортировка больших объемов разбавленных водных растворов калийного удобрения.
Задача изобретения - усовершенствование и упрощение процесса утилизации кислых ОТР.
Технический результат - полная безотходная утилизация ОТР с целевым использованием окисленных растворов в качестве коагулянтов в процессах водоочистки. Это достигается тем, что утилизацию ОТР, содержащих сульфаты и хлориды железа (II), осуществляют окислением катионов железа (II) с применением окислителя, и целевым использованием переработанных растворов. В качестве окислителя применяют концентрат гипохлорита натрия, содержащий гипохлорит натрия и гидроксид натрия, полученную суспензию обрабатывают минимальным количеством минеральной кислоты до растворения осадка, а переработанные растворы используют как коагулянты в процессах водоочистки.
Способ позволяет упростить и усовершенствовать процесс утилизации ОТР, так как может быть использован для переработки всех видов кислых железосодержащих ОТР, а также любых смесей хлоридов и сульфатов железа. При этом процесс осуществляется без образования побочных продуктов, загрязняющих окружающую среду.
Процесс окисления осуществляют при комнатной температуре при совместном отстаивании концентрата гипохлорита натрия и смеси травильных растворов. Способ позволяет полностью вовлекать в цикл утилизации все виды железосодержащих ОТР. При этом предотвращается образование сточных вод и шламов, все расходы на процесс утилизации травильных растворов окупаются, так как переработанная смесь ОТР используется как коагулянт в процессах водоочистки и может заменить применяемый в настоящее время дорогостоящий сульфат алюминия. Таким образом, предлагаемый способ утилизации ОТР имеет несомненные эколого-экономические преимущества по отношению к ранее существующим способам.
Пример 1. К 1 литру смеси ОТР (FeCl2+HCl):(FeSO4+H2SO4)=1:4, содержащей (г/л): сульфат железа (II) - (166,1), хлорида железа (II) - (72,2), серной кислоты - (29,8) и соляной кислоты (3,0), добавляют эквивалентное количество концентрата гипохлорита натрия (150,0 мл), необходимое для полного окисления Fe2+ в Fe3+, содержащего (г/л): гипохлорит натрия - (60,8) и гидроксида натрия - (1,7), и перемешивают. Смесь превращается в темно-бурую суспензию, которую обрабатывают минимальным объемом минеральной кислоты до растворения осадка. Конверсия Fe2+→Fe3+ составляет 98,9%.
Пример 2. К 1 литру сернокислого ОТР, содержащего (г/л): сульфат железа (II) - (205,0), серной кислоты - (37,2), добавляют эквивалентное количество концентрата гипохлорита натрия (124,0 мл), необходимое для полного окисления Fe2+ в Fe3+, содержащего (г/л) гипохлорит натрия - (50,2) и гидроксида натрия - (1,4), и перемешивают. Смесь превращается в темно-бурую суспензию, которую обрабатывают минимальным объемом минеральной кислоты до растворения осадка. Конверсия Fe2+→Fe3+ составляет 98,9%.
Пример 3. К 1 литру солянокислого ОТР, содержащего (г/л): хлорид железа (II) - (358,0), соляной кислоты - (14,9). добавляют эквивалентное количество концентрата гипохлорита натрия (260,0 мл), необходимое для полного окисления Fe2+ в Fe3+, содержащего (г/л) гипохлорит натрия - (105,0) и гидроксида натрия - (2,9), и перемешивают. Смесь превращается в темно-бурую суспензию, которую обрабатывают минимальным объемом минеральной кислоты до растворения осадка. Конверсия Fe2+→Fe3+ составляет 98,9%.
Пример 4. К 1 литру смеси ОТР (FeCl2+HCl):(FeSO4+H2SO4)=1:4, содержащей (г/л): сульфат железа (II) - (166,1), хлорида железа (II) - (72,2), серной кислоты - (29,8) и соляной кислоты (3,0), добавляют количество концентрата гипохлорита натрия (119,8 мл), необходимое для 80% окисления Fe2+ в Fe3+, содержащего (г/л): гипохлорит натрия - (48,6) и гидроксида натрия - (1,4), и перемешивают. Смесь превращается в темно-бурую суспензию, которую обрабатывают минимальным объемом минеральной кислоты до растворения осадка. Конверсия Fe2+→Fe3+ составляет 79,9%.
Для оценки коагуляционной активности окисленных травильных растворов нами были сопоставлены основные показатели различных видов коагулянтов, применяемых для очистки воды реки Десна (таблица 1).
Figure 00000001
Данные таблицы 1 показывают, что железосодержащие коагулянты, полученные путем окисления ОТР, могут быть рекомендованы для замены сульфата алюминия в процессах водоочистки.
Таким образом, предложенный способ позволяет осуществить количественную, безотходную утилизацию железосодержащих ОТР сталепрокатных заводов и выделить из них эффективные коагулянты для водоочистки.
Источники информации
1. Винникова О.С. Проблемы утилизации травильных растворов сталепрокатных заводов / О.С.Винникова, Пашаян А.А., Лукашов С.В. // Экологические проблемы регионов Украины: материалы IX Всеукраинской науч. конф. студентов, магистров и аспирантов / Одес. гос. экол. ун-т. - Одесса, 2007. - С.45-47.
2. Пат. США 4066748, МПК C01G 49/10 (20060101). Непрерывный процесс регенерации хлорида железа из раствора / J.-M.Lietard, G.Matthijs; UCB, Societe Anonyme (Brussels, BE). - заявлено 13.08.1976; опубл. 03.01.1978.
3. Химический энциклопедический словарь / Гл. ред. И.Л.Кнунянц. - М.: Сов. энцикл., 1983. - С.201.
4. Пат. США 3900955, МПК С01В 17/90 (20060101). Метод регенерации серной кислоты и сульфата железа из отработанных травильных растворов / К.Peterson, С.Joseph. - заявлено 15.10.1973; опубл. 26.08.1975.
5. Пат. 2019524, МПК C02F 1/64. Способ обработки кислых железосодержащих сточных вод / Б.Н.Жульков, В.М.Хорошкин; Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики. - заявлено 01.07.1991; опубл. 15.09.1994.

Claims (1)

  1. Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (II), окислением катионов железа (II) с применением окислителя и целевым использованием переработанных растворов, отличающийся тем, что в качестве окислителя применяют концентрат гипохлорита натрия, содержащий гипохлорит натрия и гидроксид натрия, полученную суспензию обрабатывают минимальным количеством минеральной кислоты до растворения осадка, а переработанные растворы используют как коагулянты в процессах водоочистки.
RU2010101213/02A 2010-01-15 2010-01-15 Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii) RU2428522C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101213/02A RU2428522C1 (ru) 2010-01-15 2010-01-15 Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101213/02A RU2428522C1 (ru) 2010-01-15 2010-01-15 Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010101213A RU2010101213A (ru) 2011-07-20
RU2428522C1 true RU2428522C1 (ru) 2011-09-10

Family

ID=44752237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010101213/02A RU2428522C1 (ru) 2010-01-15 2010-01-15 Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2428522C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702572C1 (ru) * 2018-08-01 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" Способ получения железосодержащего коагулянта из отходов производств
RU2747666C1 (ru) * 2020-07-22 2021-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" Способ утилизации отработанного раствора травления металлов

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119038618B (zh) * 2024-10-30 2025-05-02 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种Fe8O8(OH)8Cl1.35催化剂及其制备方法和用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485067A (en) * 1975-07-25 1977-09-08 Tioxide Group Ltd Effluent treatment process
RU2019524C1 (ru) * 1991-07-01 1994-09-15 Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики Способ обработки кислых железосодержащих сточных вод
RU2110488C1 (ru) * 1996-06-17 1998-05-10 Рослякова Нина Григорьевна Способ утилизации кислых железосодержащих растворов
WO2009153321A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 Sms Siemag Process Technologies Gmbh Processing method for recovering iron oxide and hydrochloric acid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485067A (en) * 1975-07-25 1977-09-08 Tioxide Group Ltd Effluent treatment process
RU2019524C1 (ru) * 1991-07-01 1994-09-15 Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики Способ обработки кислых железосодержащих сточных вод
RU2110488C1 (ru) * 1996-06-17 1998-05-10 Рослякова Нина Григорьевна Способ утилизации кислых железосодержащих растворов
WO2009153321A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 Sms Siemag Process Technologies Gmbh Processing method for recovering iron oxide and hydrochloric acid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702572C1 (ru) * 2018-08-01 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" Способ получения железосодержащего коагулянта из отходов производств
RU2747666C1 (ru) * 2020-07-22 2021-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" Способ утилизации отработанного раствора травления металлов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010101213A (ru) 2011-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102358648A (zh) 钢铁酸洗废水中和处理后污泥的再生利用和回收四氧化三铁技术
WO2017174012A1 (zh) 熔盐氯化渣资源化处理方法
Mirsaidov et al. Analysing the chemical standards of the Fergana Mekhmash wastewater treatment plant and environmental processing
KR101340161B1 (ko) 고농도 불산 폐수 처리 방법
CN104310647A (zh) 不锈钢酸洗废酸液与废水处理的资源化利用方法
CN102603098B (zh) 一种不锈钢酸洗废液循环处理方法
CN103951114B (zh) 一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺
KR102201805B1 (ko) 금속을 처리하는 방법
WO2015076773A1 (ru) Способ очистки промышленных и сточных вод от соединений хрома
CN105502609A (zh) 一种处理含次氯酸根废水的方法
RU2428522C1 (ru) Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii)
CN101428932B (zh) 生物制剂处理含锑废水的方法
Zueva et al. Wastewater treatment from galvanization industry with zinc recovery
CN102795722A (zh) 铝制品表面处理产生的废水的处理方法
CN104192971A (zh) 一种处理含硫酸工业废水的方法
CN108947012B (zh) 一种从氨氮废水中分离回收氨的方法
RU2424195C1 (ru) Способ получения железосодержащего коагулянта
Agrawal Effluent treatment and by-product recovery from the sludge of an alumina plant
CN101671054A (zh) 一种聚合氯化铁净水剂及其制备方法和应用
CN104370389A (zh) 钢铁业酸洗废液中氟的去除工艺
JP3171912B2 (ja) 6価クロム含有廃液の無害化処理方法
KR101293283B1 (ko) 붕불산을 함유하는 폐수로부터 불소를 제거하는 방법
CZ305399B6 (cs) Způsob neutralizace odpadních oplachových vod z moříren nerezových ocelí
CN100412011C (zh) 四价锰化合物氧化、化学沉淀、生化联合的焦化废水处理方法
CN205110339U (zh) 垃圾焚烧飞灰和含磷废水协同处理系统

Legal Events

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

Effective date: 20140116