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)).

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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. doi:10.21285/2500–1582–2020–2–222–232

5. 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. 169.doi:10.3390/membranes10080169

6. 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. doi: 10.17308/sorpchrom.2022.22/10721

7. 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. doi:10.18412/1816–0395–2021–2–8–11

8. 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.

9. 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. doi: 10.1016/j.memsci.2021.119116

10. 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. doi: 10.1016/j.seppur.2020.118215

11. 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. doi: 10.3390/membranes13040396

12. 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. doi: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3465

13. 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. doi: 10.1016/j.seppur.2018.07.065

14. ООО ИП «Щекиноазот». URL: http://azotom.ru/monopolyarnye-membrany/

15. Кононенко Н.А., Демина О.А., Лоза Н.А., Фалина И.В. и др. Мембранная электрохимия. Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2017. 290 с.

16. 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. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.117623

17. 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. doi: 10.1016/j.memsci.2020.118459

18. 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. doi: 10.1016/j.jenvman.2019.01.028

19. 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. doi: 10.1016/j.seppur.2018.02.042

20. 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.