Выделение кислоты из отработанного травильного раствора методом диффузионного диализа с анионообменной мембраной
Автор: Козадерова О.А., Чернова В.Ю.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 3 (101) т.86, 2024 года.
Бесплатный доступ
При травлении стали образуются отходы - отработанные травильные растворы, содержащие свободные кислоты и соли металлов. Такие растворы необходимо перерабатывать или утилизировать. В статье показана возможность применения диализа для выделения соляной кислоты из такого раствора. Преимуществом этого мембранного метода являются компактность оборудования, возможность частичной регенерации компонентов сточной воды и организация замкнутого цикла потребления химических веществ на производстве, возможность комбинации с другими мембранными методами. Исследован процесс диффузионного диализа модельного раствора, содержащего соляную кислоту (1,5 моль/дм3) и хлорид железа (III) (0,25 моль/дм3). Эксперимент проведен в двухкамерном противоточном диализаторе с анионообменной мембраной МА-41 в режиме рецикла. Эффективность разделения компонентов раствора охарактеризована такими параметрами процесса, как потоки кислоты через мембрану, коэффициент разделения, коэффициент задержания соли. Процесс проведен в двух вариантах: при соотношениях объемов отдающего (питающего) и принимающего растворов равного 1:1 (первый вариант) и 2:1 (второй вариант). При диализе изучаемого модельного раствора получены следующие значения коэффициентов разделения соляная кислота/соль железа (III) для первого и второго вариантов соответственно: 27,2 и 19,2. Соотношение объемов отдающего и принимающего растворов, равное 2:1, позволяет получить раствор соляной кислоты заданной концентрации за меньшее время, чем при соотношении объемов отдающего и принимающего растворов, равном 1:1. Преимуществом первого варианта проведения эксперимента является возможность получения более чистого целевого продукта - раствора соляной кислоты (с меньшим содержанием соли железа (III)).
Соляная кислота, хлорид железа (iii), травильный раствор, диффузионный диализ, очистка
Короткий адрес: https://sciup.org/140308566
IDR: 140308566 | DOI: 10.20914/2310-1202-2024-3-217-222
Список литературы Выделение кислоты из отработанного травильного раствора методом диффузионного диализа с анионообменной мембраной
- Лаврентьев А.Ю., Какорин Д.Д., Дожделев А.М. Выбор способа очистки поверхности наплавленного металла в процессе аддитивного производства металлических изделий // Современные материалы, техника и технологии. 2023. № 3. С. 35-39.
- Михайловский И.А., Мумбаева А.А. Выбор способа удаления окалины с поверхности катанки при производстве углеродистой проволоки // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2017. Т. 2. С. 42-44.
- Астраумова В.Г., Пятанова П.А., Ложникова Т.В. Исследование скорости коррозии при химическом травлении стальных корпусов высокочастотных резонаторов // Техника радиосвязи 2023. № 1. С. 98-102.
- Филиппов А.А., Пачурин Г.В., Ребрушкин М.Н., Конюхова Н.С. Снижение комплексного воздействия опасных и вредных факторов в условиях производства стальной проволоки // XXI век. Техносферная безопасность. 2020. № 5(2) С. 222-232. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-2-222-232
- Zhang C., Zhang W., Wang Y. Diffusion dialysis for acid recovery from acidic waste solutions: Anion exchange membranes and technology integration // Membranes. 2020. V. 10. №. 8. P. https://doi.org/doi:10.3390/membranes10080169
- Крачак А.Н., Груздева А.Н., Хамизов Р.Х., Долгоносов А.А. Переработка отработанного сульфатного травильного раствора методом удерживания кислоты на сильноосновном анионите // Сорбционные и хроматографические процессы. 2022. Т. 22. № 5. С. 684-693. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/10721
- Быковский Н.А., Кантор Е.А., Малкова М.А., Пучкова Л.Н., Фанакова Н.Н. Сточные воды производства изделий из титана - сырье для получения Ti(OH)4, NaOH и HCl // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 2. С. 8-11. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-2-8-11
- Шипэй В., Лю T., Cяо С., Ло Ш. Достижения в области бактериальной ремедиации для очистки от тяжелых металлов: мини-обзор // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2022. № 11. С. 100-122.
- Jiuyang L., Junming H., Jing W., Junwei Y. et al. High-performance porous anion exchange membranes for efficient acid recovery from acidic wastewater by diffusion dialysis // Journal of Membrane Science. 2021. V. 624. P. 119116. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119116
- Ruiz-Aguirre A., Lopez J., Gueccia R., Randazzo S. et al. Diffusion dialysis for the treatment of H2 SO4-CuSO4 solutions from electroplating plants: Ions membrane transport characterization and modeling // Separation and Purification Technology. 2021. V. 266. P. 118215. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118215
- Loza S., Loza N., Kovalchuk N., Romanyuk N. et al. Comparative study of different ion-exchange membrane types in diffusion dialysis for the separation of sulfuric acid and nickel sulfate // Membranes. 2023. V. 13. №. 4. P. 396. https://doi.org/10.3390/membranes13040396
- Козадерова О.А., Калинина С.А., Моргачева Е.А., Нифталиев С.И. Cорбционные характеристики и диффузионная проницаемость анионообменной мембраны МА41 в растворах молочной кислоты // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 3. С. 317-325. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3465
- Vasil'eva V., Goleva E., Pismenskaya N., Kozmai A. et al. Effect of surface profiling of a cation-exchange membrane on the phenylalanine and NaCl separation performances in diffusion dialysis // Separation and Purification Technology. 2019. V. 210. P. 48-59. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.07.065
- ООО ИП «Щекиноазот». URL: http://azotom.ru/monopolyarnye-membrany
- Кононенко Н.А., Демина О.А., Лоза Н.А., Фалина И.В. и др. Мембранная электрохимия. Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2017. 290 с.
- Culcasi A., Gueccia R., Randazzo S., Cipollina A. et al. Design of a novel membrane-integrated waste acid recovery process from pickling solution // Journal of Cleaner Production. 2019. V. 236. P. 117623. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117623
- Pal S., Mondal R., Guha S., Chatterjee U., Jewrajka S.K. Crosslinked terpolymer anion exchange membranes for selective ion separation and acid recovery // Journal of Membrane Science. 2020. V. 612. P. 118459. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118459
- Gueccia R., Randazzo S., Chillura Martino D., Cipollina A., Micale G. Experimental investigation and modeling of diffusion dialysis for HCl recovery from waste pickling solution // Journal of Environmental Management. 2019. V. 235. P. 202-212. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.01.028
- Irfan M., Bakangura E., Afsar N. Ul, Xu T. Augmenting acid recovery from different systems by novel Q-DAN anion exchange membranes via diffusion dialysis // Separation and Purification Technology. 2018. V. 201. P. 336-345. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.02.042
- Гаршина Т.И., Козадёрова О.А., Шапошник В.А. физико-химические характеристики тонких ионообменных мембран // Сорбционные и хроматографические процессы. 2007. Т. 7. № 1. С. 148-151.
