SU1475953A1 - Method of recovering metal from spent nitric-acid etching solutions - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области очистки производственных сточных вод ,в частности, отработанных травильных растворов с извлечением из них ценных металлов. Цель изобретени  - повышение выхода никел . Извлечение никел  из отработанных азотнокислых травильных растворов ведут электролизом в ттрехкамерном электродиализаторе при катодной плотности тока 2-5 А/дм² при заполнении катодной камеры раствором серной кислоты, анодной камеры раствором азотной кислоты, а средней камеры отработанным травильным раствором. 1 ил.The invention relates to the treatment of industrial wastewater, in particular, spent pickling solutions with the extraction of valuable metals from them. The purpose of the invention is to increase the nickel yield. Nickel extraction from spent nitrate pickling solutions is carried out by electrolysis in a three-chamber electrodialyzer at a cathode current density of 2-5 A / dm ² when filling the cathode chamber with a solution of sulfuric acid, the anode chamber with a solution of nitric acid, and the middle chamber with spent etching solution. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к очистке производственных сточных вод, в частности отработанных травильных растворов с извлечением из них ценных металлов.The invention relates to the treatment of industrial wastewater, in particular spent pickling solutions, with the extraction of valuable metals from them.

Цель изобретени  - повышение выхода никел .The purpose of the invention is to increase the nickel yield.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Отработанный травильный раствор проходит (см. чертеж) фильтр 1 дл  удалени  шлама и поступает в среднюю камеру электролизера 2, разделенную с одной стороны анионообменной мембраной МА-41 на лавсановой основе, а другой - катионообменной мембраной типа МК-40 на лавсановой основе.The spent pickling solution passes (see drawing) the filter 1 to remove sludge and enters the middle chamber of the electrolyzer 2, which is separated on one side by the anion-exchange MA-41 membrane on the mylar base, and the other by the cation-exchange membrane of the type MK-40 on the polyester layer.

Анодна  и катодна  камеры заполнены соответственно 3-5%-ным раство- ром HN03 и 5%-ным раствором H2S04. Дл  корректировки кислотности раствора в катодной камере из емкости 3The anodic and cathodic chambers are filled with a 3-5% solution of HN03 and a 5% solution of H2SO4, respectively. To adjust the acidity of the solution in the cathode chamber from tank 3

периодически поступает 5%-ный раствор HiS04, поддержива  рН среды в катодном пространстве равным 2-2,5. Ионы никел  под действием сил электрического пол  мигрируют через ка- тионообменную мембрану в катодное пространство, где, соедин  сь с ионами S0|, образуют раствор сульфата никел , из которого происходит осаждение металлического никел  на катод.periodically, a 5% solution of HiS04 is supplied, maintaining the pH of the medium in the cathode space equal to 2-2.5. Nickel ions under the action of electric field forces migrate through the cation-exchange membrane into the cathode space, where they combine with S0 | ions to form a nickel sulfate solution, from which metallic nickel is deposited on the cathode.

В анодной камере за счет взаимодействи  N0 -анионов, мигрирующих через анионообменную мембрану, с ионами гидроксони  образуетс  азотна  кислота концентрацией 19-20%. После окончани  электролиза регенерированный по данному способу раствор азотной кислоты из анодной камеры электролизера поступает в резервуар 4 дл  корректировки и далее на приготовление травильного раствора, Концентраци  НЖ)з в пределах 3-5 мас.%In the anode chamber, due to the interaction of N0-anions migrating through the anion-exchange membrane, nitric acid with a concentration of 19–20% is formed. After the end of the electrolysis, the nitric acid solution regenerated by this method from the anode chamber of the electrolyzer enters the tank 4 for correction and then goes to the preparation of the pickling solution, H) in the range 3-5% by weight

SOSO

существенного вли ни  на процесс электролиза не оказывает. Электролиз отработанного травильного раствора осуществл ют до остаточной концентрации никел  в среднем пространстве 1,0-1,5 г/л, что соответствует ,0,1-0,15 мас.% (или 0,1 мас.%), обусловлен особенност ми процесса, значительным снижением катодного и анод ного выходов по току. В известном способе остаточное содержание ионов никел  в растворе 1,5-15 мас.%.no significant influence on the process of electrolysis. The electrolysis of the spent pickling solution is carried out to a residual nickel concentration in the average space of 1.0-1.5 g / l, which corresponds to 0.1-0.15 wt.% (Or 0.1 wt.%), Due to the peculiarities process, a significant reduction in cathodic and anodic current outputs. In the known method, the residual content of nickel ions in the solution is 1.5-15 wt.%.

Пример 1. 200 мл отработанного травильного раствора, содержа- щего, г/л: HNOj 6, Н,0 5, фенилмо- 1чевина 5, никель 40, направл ют в среднее пространство 3-камерного электролизера с анодным и катодным пространствами, разделенными ионооб- менными мембранами типа МК-40 и МА-4 на лавсановой основе,Example 1. 200 ml of spent pickling solution containing, g / l: HNOj 6, H, 0 5, phenyl 1-chevine 5, nickel 40, are sent to the middle space of a 3-chamber electrolyzer with anodic and cathodic spaces - exchange membranes of type MK-40 and MA-4 on mylar basis,

Катодную камеру электролизера емкостью 100 мл, заполн ют 5%-ным раствором , поддержива  рН в катодном отделении равным 2-2,5. Анодную камеру емкостью 100 мл заполн ют 3%-ным раствором НШз« При катодной плотности тока 2 А/дм2, анодной плотности тока 2 А/дм2, тем- пературе 35-40°С за врем  электролиза 9 ч количество выделившегос  никел  составл ет 7,75 г, степень извлечени  96,2%. В анодной камере образуетс  азотна  кислота концент- рацией 19 мас,%.The cathode chamber of the cell with a capacity of 100 ml is filled with a 5% solution, maintaining the pH in the cathode compartment equal to 2-2.5. An anode chamber with a capacity of 100 ml is filled with a 3% NHS solution. At a cathode current density of 2 A / dm2, an anode current density of 2 A / dm2, and a temperature of 35–40 ° C during the electrolysis time of 9 hours, the amount of released nickel is 7 75 g, recovery rate 96.2%. Nitric acid is formed in the anode chamber with a concentration of 19 wt%.

Пример 2. 200 мл отработанного травильного раствора с содержанием , г/л: HNO«, 6, 5, фенилмо- чевина 5, никель 40 г/л, направл ют в ср еднее пространство 3-камерного электролизера. Катодную камеру электролизера заполн ют 100 мл 5%-ной . поддержива  рН в катодном отделении,, равным 2-2,5. Анодную ка- меру заполн ют 100 мл 5%-ным растворо HNQj. При катодной плотности токаExample 2. 200 ml of spent pickling solution with a content, g / l: HNO ", 6, 5, phenylurea 5, nickel 40 g / l, are sent to the middle space of a 3-chamber electrolyzer. The cathode chamber of the electrolyzer is filled with 100 ml of 5%. maintaining the pH in the cathode compartment, equal to 2-2.5. The anode chamber is filled with 100 ml of 5% HNQj solution. At cathode current density

3,5 А/дм2, температуре 35-40°С за врем  электролиза 8,5 ч количество выделившегос  на катоде металлического никел  составит 7,75 г, степень извлечени  96,8%. В анодной камере образуетс  азотна  кислота концентрацией 20 мас.%.3.5 A / dm2, a temperature of 35-40 ° C during the electrolysis time of 8.5 hours, the amount of metallic nickel released at the cathode will be 7.75 g, the recovery rate is 96.8%. Nitric acid of 20% by weight is formed in the anode chamber.

ПримерЗ. В среднее пространство электролизера ввод т 200 мл отработанного травильного раствора тог же состава, что в примерах 1, 2; катодную и анодную камеры заполн ют 5%-ными растворами Н2 SO и HNOg соответственно . За врем  электролиза 7,5 ч количество выделившегос  на катоде никел  равно 7,8 г (степень извлечени  никел  97,5%), концентраци  азотной кислоты в анодной камере увеличиваетс  до 20%, катодна  плотность тока 5 А/дм2.Example 200 ml of the spent pickling solution of the same composition as in examples 1, 2; the cathode and anode chambers are filled with 5% solutions of H2 SO and HNOg, respectively. During the electrolysis time of 7.5 hours, the amount of nickel released on the cathode is 7.8 g (the degree of nickel extraction is 97.5%), the concentration of nitric acid in the anode chamber increases to 20%, the cathode current density is 5 A / dm2.

Приведенные примеры показывают, что предлагаема  технологи  извлечени  никел  из отработанных азотнокислых травильных растворов позвол е существенно повысить степень извлечени  никел  и получить чистый металлический никель. Применение более низких катодных плотностей тока позвол ет увеличить срок службы ионито- вых мембран.These examples show that the proposed technology for the extraction of nickel from spent nitric acid pickling solutions can significantly increase the degree of extraction of nickel and obtain pure metallic nickel. The use of lower cathode current densities allows an increase in the service life of ion-exchange membranes.

Ф о р /м у-л а изобретени Ф о р / м у-л and inventions

Способ извлечени  металла из от- работанных азотно-кислых травильных растворов, преимущественно никел , включающий электролиз в трехкамерном электродиализаторе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода никел , процесс ведут при катодной плотности тока 2-5 А/дм2 и заполнении катодной камеры раствором серной кислоты, анодной камеры раствором азотной кислоты, а средней камеры отработанным травильным раствором .A method for extracting metal from spent nitric acid etching solutions, mainly nickel, including electrolysis in a three-chamber electrodialyzer, characterized in that, in order to increase nickel yield, the process is carried out at a cathode current density of 2-5 A / dm2 and filling the cathode chamber with a solution sulfuric acid, the anode chamber with a solution of nitric acid, and the middle chamber with spent pickling solution.

Отработанный травительSpent Etchant

II

LiLi

РастворSolution

УHave

//

II

Металлический никельNickel metal

tfa очистныеtfa treatment

сооружени facilities

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ извлечения металла из отработанных азотно-кислых травильных растворов, преимущественно никеля, включающий электролиз в трехкамерном электродиализаторе, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода никеля, процесс ведут при катодной.плотности тока 2-5 А/дм² и заполнении катодной камеры раствором серной кислоты, анодной камеры раствором азотной кислоты, а средней камеры отработанным травильным раствором.A method for extracting metal from spent nitric acid pickling solutions, mainly nickel, including electrolysis in a three-chamber electrodialyzer, characterized in that, in order to increase the nickel yield, the process is carried out at a cathode current density of 2-5 A / dm ² and the cathode chamber is filled with a solution sulfuric acid, the anode chamber with a solution of nitric acid, and the middle chamber with spent pickling solution. Отработанный травительSpent Etchant РастворSolution ----X 11 ---- X 11 2 2 “Г Металлический никель“Mr. Metallic Nickel На очистные сооруженийTo sewage treatment plants