Спосіб регенерації хлоридних травильних розчинів

Спосіб регенерації хлоридних травильних розчинів в діафрагменному електролізері відрізняється тим, що він доповнений операціями окислення в додаткових суміжних з катодною і анодною камерах при цьому травильний розчин подають в суміжну з катодною камерою, а потім послідовно протиточно в суміжну з анодною і анодну камери з відводом регенерованого розчину з анодної камери при досягненні в ній редокс-потенціалу +(1,1...1,2)В. (19) (21) 98062861 (22) 02.06.1998 (24) 15.12.2000 (33) UA (46) 15.12.2000, Бюл. № 7, 2000 р. (72) Корчик Наталія Михайлівна, Нестер Анатолій Антонович (73) Корчик Наталія Михайлівна, Нестер Анатолій Антонович 30791 ня в плані); стрілками показано напрям руху розчину: 1 - катодна камера; 2 - суміжна з катодною камера; 3 - суміжна з анодною камера; 4 - анодна камера. Фіг. 2 - схема транспортування хлор-газу по камерах електролізеру (зображення в розрізі): 1 - катодна камера; 2 - суміжна з катодною камера; 3 - суміжна з анодною камера; 4 - анодна камера. Фіг. 3 - залежність зміни редокс-потенціалу кислого мідно-хлоридного розчину при електролізі від витрат струм у. Спосіб здійснюється таким чином. Частина призначеного для регенерації хлоридного травильного розчину з ванни травлення направляється в суміжну з катодною камеру діафрагмового електролізера, що створює умови для переносу іонів міді в катодну камеру, де проходить їх концентрування. З суміжної з катодною камери оброблюваний розчин протитоком направляється послідовно в суміжну з анодною, а потім в анодну камери. Здійснення протиточного переходу розчину з камери в камеру дозволяє знизити градієнт концентрації іонів міді в камерах, чим досягається зниження дифузійного переносу іонів міді в анодну камеру. При проходженні оброблюваного розчину через камери діафрагмового електролізеру проходить його окислення: в анодній камері - в результаті реакцій на аноді і продуктами гідролізу хлоргазу, а в суміжних з анодною і катодною камерах тільки продуктами гідролізу хлор-газу виділеного в наделектродний простір анодної камери і транспортованого в розчин в суміжну з катодною і суміжну з анодною камери. Схема транспортування хлоргазу по камерах електролізеру пояснюється фіг. 2. Змішування електролітичного хлор-газу з травильним розчином в анодній і двох суміжних камерах діафрагмового електролізера дозволяє інтенсифікувати процес переносу іонів міді в катодну камеру, бо рухливість двовалентних іонів міді вища, ніж одновалентних. Крім того, в результаті окислення травильного розчину при послідовному його проходженні через камери додатково зменшується градієнт концентрації. Таким чином, в катодній камері підтримується висока концентрація іонів міді, що сприяє підвищенню виходу по стр уму на катоді, а значить і зниженню енерговитрат на видалення надлишку міді з розчину, а в анодну камеру поступає розчин з мінімальною концентрацією міді, що дозволяє добитися повного окислення розчину в анодній камері при менших витратах електроенергії. При досягненні значень редокс-потенціалу аноліту +(1,1...1,2) В оброблений розчин відводиться з анодної камери в ванну травлення, де при змішуванні обробленої в електролізері частини травильного розчину з залишковою його кількістю досягається повна регенерація хлоридного травильного розчину. Залежність зміни редокс-потенціалу кислого мідно-хлоридного розчину при електролізі від витрат струм у наведена на фіг. 3 Спосіб можливо виконати в чотирикамерному діафрагмовому електролізері. Приклад За відомим (прототип) і запропонованим способам регенерації піддано 30 л відпрацьованого травильного розчину такого складу: двовалентна мідь 100 г/л одновалентна мідь 15 г/л соляна кислота 95 г/л хлорид натрію 10 г/л редокс-потенціал +0,43 В. За відомим способом весь об'єм розчину обробляється в анодній камері двокамерного діафрагмового електролізеру. За запропонованим способом лише частина розчину (10 л) подавалась в суміжну з катодною камеру, а потім пропускалась послідовно протитоком через суміжну з анодною і анодну камери. Оброблена таким чином частина розчину забиралась з анодної камери і змішувалась з останньою частиною (20 л) розчину, яка не піддавалась обробці в діафрагмовому електролізері. Катодна камера електролізера була виконана не проточною. Перед початком регенерації вона заповнювалась вихідним травильним розчином, котрий не виводиться з електролізеру протягом декількох циклів регенерації. Анод був виконаний з графіту, катод - з листової міді, діафрагма - з хлоринової тканини. Електроліз розчину за порівнюваними способами виконувався при таких параметрах: Регенерований відомим способом розчин мав в своєму складі: двовалентної міді 95 г/л одновалентної міді 0,4 г/л редокс-потенціал +0,55 В. Концентрація міді в катодній камері двокамерного діафрагмового електролізера складала 103 г/л; ви хід по стр уму металічної міді на катоді склав 80%; витрати електроенергії на регенерацію 1 л розчину – 8 кВт. Оброблена за запропонованим способом в діафрагмовому електролізері частина розчину мала в своєму складі: двовалентної міді 75 г/л одновалентної міді 0,2 г/л редокс-потенціал +1,1 В. Концентрація міді в катодній камері діафрагмового електролізеру складала 120 г/л; вихід по струму металічної міді на катоді склав 98%. Після змішання частини розчину (10 л) обробленого в електролізері з частиною (20 л) не підданого обробці був отриманий регенерований розчин, який мав в складі: двовалентної міді 90 г/л одновалентної міді 0,25 г/л редокс-потенціал 0,55 В. Витрати електроенергії на 1 л регенерованого розчину склали 3,2 кВт. Таким чином, запропонований спосіб в порівнянні з прототипом дозволяє за рахунок підвищення виходу по струму металічної міді на катоді в середньому на 16% зменшити енерговитрати на окислення 1 л хлоридного розчину в 2,5 рази. Запропонований спосіб дозволяє вести процес регенерації при помірних режимах електролізу (щільність струму на електродах, об'ємна щільність струму, сила струму), що значно зменшує розігрів електродів, електроліту і дозволяє відмовитись від системи охолодження. Таким чином, в порівнянні з відомими способом дося 2 30791 гається здешевлення процесу за рахунок зниження електровитрат. творов // Журнал прикладной химии. – 1976. Т. 49, 4. - С. 799-804. 2. Hillis M.R The application of the Capenhurst electrolitic etchant regeneration (CEER) process to cupric chloride and ammonical etchants - Institute of Metal Finishing: 1984, 62, № 1, p. 21-24. Джерела інформації. 1. Проноров А.М., Исаев В.В. Электрохимическая регенерация отработанных перекисномедных рас Фіг. 1 Фіг. 2 3 30791 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4