Способ получения безводного хлорида хрома

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА ХРОМА, включающий хлорирование газообразным хлором шихты, состоящей из окиси хрома и углеродистого восстановителя при 900-950°С и последующую конденсацию паров хлорида хрома при 650-700°С, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта, снижения содержания примесей в нем, а также снижения энергозатрат, процесс ведут в присутствии порошка элементарного хрома. 2. Способ по п. 1, о т л и ч дю щ и и с я тем, что используют порошок элементарного хрома в количестве 5,65-7,35% от массы шихты. (Л

. СООЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(5ц С 01 С 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авто снамом свидатгльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3531642/23-26 (22) 09.11.82 (46) 07.06.85. Бюл. № 21 (72) Ю.М. Картвелишвили, З.М. Мириджанашвили, Д.Г. Бардзимашвили, В.Б. Акименко, А.И. Федченко, Б.Н. Моргалев-, В.Г. Кочерженко и Ю.И. Лебедев (71) Институт металлургии им. 50-летия СССР АН Грузинской ССР й.Завод "Сибэлектросталь (53) 661.876.321(088.8) (56) 1. Магидсон И.А., Карсанов Т.В., Герасимов М.И., Калмыкова Т.В. ЖПХ, 1961, ¹ 5, т. XXXII, с. 953.

2. Тавадзе Ф,Н., Картвелишвили Ю.М., Абуладзе Т.Д. Сообщения АН ГССР XIV, 1967, № 1, с. 149.

ÄÄSUÄÄ 1159888 А (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ .БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА ХРОМА, включающий хлорирование газообразным хлором шихты, состоящей из окиси хрома и углеродистого восстановителя при 900-950 С и последующую конденсацию паров хлорида хрома при 650-700 С, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта, снижения содержания примесей в нем, а также снижения энергозатрат, процесс ведут в присутствии порошка элементарного хрома.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ н и с я тем, что используют порошок элементарного хрома в количестве 5,65-7,357 от массы шихты.

1 1159

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности касается способа получения безводного хлорида хрома и может быть использовано при полу- 5 чении металлического хрома.

Известен способ получения безводного хлорида хрома хлорированием коксованных брикетов из хромовой руды при 950-1050 С с последующей конденсацией паров хлорида хрома 11) .

Однако выход продукта при этом менее 867, а конечный продукт содержит 0,457 Fe, 0,257 Mg.

Наиболее близким к предлагаемому l5 является способ получения безводного хлорида хрома, включающий хлорирование газообразным хлором шихты, состоящей из окиси хрома и углеродистого восстановителя. Из указанной 20 смеси готовят окатыши, прокаливают их, а затем подвергают хлорированию в кварцевом реакторе при 900-950 С.

Пары хлорида хрома пропускают через конденсатор, в котором поддерживают 25 температуру 650-700 С Qj

Недостатком известного способа является также невысокий выход продукта (не превышает 90%), значительное содержание примесей, а также высокиез0 энергетические затраты.

Цель изобретения — увеличение выхода продукта, снижение содержания примесей в нем, а также снижение энергозатрат. 35

Поставленная цель достигается согласно способу получения безводного хлорида хрома, включающему хлорирование газообразным хлором шихты, состоящей из окиси хрома и уг- 40 леродистого восстановителя при 900950 С и по ледующую конденсацию паров при 650-700 С, процесс ведут в присутствии порошка элементарного хрома, взятого в количестве 5 65- 45

7,35% от массы шихты.

Технология способа заключается в следующем.

Смесь,,состоящую из 83,1-81,65% окиси хрома марки OXM-1 фракции клас-50 са 0,05 мм 11,0-11,25 анодной массы, "измельченной до класса 0,074-0 мм и порошка элементарного хрома фракции 0 1 мм, взятого в количестве

5,65-7,35% от массы смеси, окомко- 55 вывают на тарельчатом грануляторе.

Полученные при этом и прокаленные окатыши диаметром 5-10 мм загру888 жают в герметичный бункер установки хлорирования, из которого с помощью

1 тарельчатого питателя шихту подают в разогретый до 900-950"С реактор навстречу потоку газообразного хлора.

Образующуюся в процессе реакции парогазовую смесь направляют в конденсатор, где она проходит две зоны: высокотемпературную 650-700 С и низкотемпературную 150-200 С, Полученный продукт анализируют на содержание примесей, Термографическими исследованиями показано, что при введении в шихту

5,65-?,35% порошка элементарного хрома дополнительно выделяется тепло в количестве 180 тыс.кал, что соответственно позволяет сократить энергозатраты на ведение процесса. Кроме того, за счет хлорирования (в первую очередь) порошка элементарного хрома и интенсивного испарения хлори-, да хрома пористость окатышей увеличивается, тем самым достигается возможность проникновения подаваемого хлора в глубь окатышей, что создает условия для практически полного хлорирования окиси хрома и ведет к увеличению выхода продукта. На основании экспериментальных данных установлены предпочтительные величины добавки элементарного хрома в шихту 5,657,35 мас.X. Введение в шихтч порошка хрома в количестве менее 5,657 приводит к дополнительному выделению тепла и увеличению пористости окатышей, однако это не приводит к заметному увеличению выхода продукта, энергозатраты снижаются незначительно по сравнению с известным способом, Добавление в шихту порошка элементарного хрома в количестве большем 7,357. экономически нецелесообразно.

Пример . Смесь, состоящую из 48 кг окиси хрома марки ОХМ-1 (указанная окись хрома содержит примеси Fe, Al, Mg, Si) фракции

0,05 мм, 5,7 кг анодной массы, иэмельченной.до класса 0,074 мм, и порошка элементарного хрома фракции

0,1 мм, взятого в количестве

3-3,75 кг (5,65-7,357. от массы шихты), тщательно перемешивают в смесителях в течение 2-2,5 ч; затем подают сульфидцеллюлоэный щелок в виде водного раствора плотностью

1,12 кг/см до получения густой

1159888

10 (известный) 0,314

85, 15

О, 355

83, 5 16,5

О,?О

0 54

85,85 11,55 2,60 95,40

1,45

0,76

3,40 97;60

85,10 11,50

84,40 11,40

2,60

1,05

98, 10

4,20

3,25

1,37

98,85

99,40

5,00

5,65

83,70 11,30

83,10 11,25

3,50

99,10

3,49

6,60

82,30 11,10

1,400

1,41

3 50

81,65

80,95

99,60

99,00

11, 00

10, 95

7,35

8,10

3 48

8,80

80,35 10,85

99,75

3,50

1,40 кашицы. Окомковывание полученной массы осуществляют на тарельчатои грануляторе. Окатьпии сушат при 200250 С в течение 1 ч, а их коксование ведут при 900 С в течение 1,5 ч.

Плотность коксованных гранул составляет 80-100 кг/гранул, а пористость

35-402.

Прокаленные окатьппи диаметром

5-10 мм загружают в герметичный бункер установки хлорирования.

Затем шихту тарельчатым питателем подают в разогретый до 900 С вертикальный шахтный хлоратор навстречу потоку газообразного хлора..Слой шихты в хлораторе в процессе.хлорирования поддерживают равным 250-400 мм.

Образовавшуюся парогазовую смесь из хлоратора направляют в конденсатор, где в интервале температур 650700 С происходит конденсация паров хлорида хрома. Воэогнанные хлориды примесей проходят зону высокотемпера- турного конденсатора и поступают в низкотемпературный конденсатор, в котором температура парогазовой смеси снижается до 150-200 С и происходит конденсация воэогнанных хлорн- ЗО

„дов примесей.

Безводный хлорид хрома загружают в никелевые кюбеля.

В таблице приведены результаты осуществления предлагаемого способа в условиях описанного прииера, но в присутствии различных количеств порошка элементарного хрома, а также в условиях известного спо соба (без введения порошка элементарного хрома) .

Условия хлорирования: t = 900 С;

Ч- = 2 ч (известный способ; с. = 1 ч (предлагаемый способ).

Как следует из таблицы, предпочтительным является ведение процесса в присутствии 5,65-7,35Х порошка элементарного хрома от массы шихты состава, Ж: окись хрома 81,65 и анодной массы 11,0-11,25.

На основании данных таблицы можно заключить, что предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта с 78-90Х до 95,27, снизить содержание примесей в нем,X:æåëåçà до 0,018 (против 0,1); алюминия до 0,01 (против 0,25-0,45),магния до 0,012 (против 0,15-0,25) и кремния до 0,02 (против О, 1-0, 15), а также сократить расход электроэнергии на 1 т продукта до 1190 квт/ч против 3370 квт/ч. б

1159888

Продолжение таблицы

Содержание примесей, Ж

Выход хлорида хрома, 7.

Кремний елезо Алюминий Магний

l (известный} . 3370 78,.00

0 25 0 45 Оь15 Ов25 0110 Юч15

0,1

0,032

0,044

0,076

0,062 0,037

0,040

0,026

О, 021

0,601

0,018

0,010

0,012

1190 95,20 0,02

0,02

1200 95,00

0,011

0,01

О., О!

0,02

1190 95,20 0,017

0,01

0,01

0,018

1195 95,00

Составитель В. Попов

Редактор Е. Лушникова Техред 3.Палий Корректор М.Демчик

Заказ 3671/20 . Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Расход электроэнергии на 1.т хлорида хрома, квт/ч

2800 87,50

2100 90 20

1500 9, 10

1350 93,60

1200 94,80

О, 028

0,021

0,018

0,011

0,012

0,010

0,040

0,038

0,027

0,024

О, 020

0,021

0,019