Способ окисления хлорида железа ( @ )

 

Изобретение относится к способу получения хлорного железа из растворов хлористого железа и может быть использовано при переработке солянокислых травильных растворов. Способ включает окисление хлорида железа (II) в солянокислой среде с продувкой воздуха через раствор в присутствии нитрат-ионов, взятых в количестве , обеспечивающем молярное соотношение Fe2- . NOJ 1 : (0,0066-0,0022). При этом процесс ведут в 4 ступени при поддержании температуры на первой ступени 90-100 с с подачей окис- .ояемого раствора на последнюю и с последующим пропусканием раствора в обратном направлении последовательно через все ступени, причем нитрат-ионы подают на первую ступень, а воздух - ка все ступени, кроме последней . Воздух на продувку подают в количестве 2-5 моль на 1 моль хлорида железа (II) в течение 20-30 мин. Газовоздушную смесь, выходящую с последней ступени и содержащую оксиды азота, подвергают контактированию с исходным окисляемым раствором при температуре 0-40 С с последующей подачей его на четвертую ступень. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл. С (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

„„SU,: 1401014

А1 (5и С 01 С 49/10

ОПЙОАНКЕ ИЗОБРЕТБ1-1КЯ

И А В ТОРСЯОМУ СВМДЕтельстВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЮМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 4118203/31-26 (22) 15.09.86 (46) 07.06.88. Бюл. ¹ 21 (») Ужгородский государственный университет (72) Б.Ю.Галла, В.М.Бузаш и С.В.Галла-Бобик (53) 66 1.872.32 1 (088.8)(56) Патент Японии № 49-31638, кл. С 01 G 49/14, 1974. (54) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ХЛОРИДА ЖЕЛЕЗА (II) (57) Изобретение относится к способу получения хлорного железа из растворов хлористого железа и может быть использовано при переработке солянокислых травильных растворов. Способ включает окисление хлорида железа (II) в солянокислой среде с продувкой воздуха через раствор в присутствии нитрат-ионов, взятых в количестве, обеспечивающем молярное соотношение Ге -":ХО = 1: (0,0066-0,0022).

При этом процесс ведут в 4 ступени при поддержании температуры на первой ступени 90-100 С с подачей окисляемого раствора на последнюю и с последующим пропусканием раствора в обратном направлении последовательнс

=.ÿ ðåç все ступени, причем нитрат-ионы подают на первую ступень, а воздух — на все ступени, кроме последней., Боздух на продувку подают в количестве 2-5 моль на 1 моль хлорида железа (II) в течение 20-30 мин. Газовоздушную смесь, выходящую с последней ступени и содержащую оксиды азота, подвергают контактированию с исходным окисляемым раствором при температуре 0-40 С с последующей подачей его на четвертую ступень.

4 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл.!

i»0. 01

Из«брет .Вие относится к . ;С<.«-,=...,. полgчeния хлОрного ж< леэя ::»3 рaстВО ра хлорист«го железа и мг<жет .ьг ь и пользовано при регенерации «тсаботан-.

HbIx железохлоридных трав J! l!b!K р còВОРОВ В ПРОИЗ РОДСТВЕ IIJ::aò ПЕЧЯТКОТ O монтажа, и реряботке сол Оки.:лых

РаСТВОРОВ q ИСПОЛЬЗУЕМЫХ !, - i т Ра !3 rieКИЯ ДЕтаЛЕй ИЗ ЧЕРНЬГХ Мвталго(. !„В I0 производcT(зе коагулянтОВ д «я,чистк.! сточных вод, я также дсбявок к бетонам, улучпяющих их прочнссгь .3 во, непроницаемость.

Цель изобретения — сок р<ппение (<р э- 15 ,ЦО!«Житeльн<эcти прОцeсcя р «бес »е" eíè = возможности переработки концентрированных рас-воров хлоридя желе:-a ((I! при сохранении высокой с-<епе«»и окиспроводу 6 пода JT I»o 3!Ivx на ярбо-аж

<з реакторы 1-3 с скоростью 1,323 л/

/мин !» Одн«врем< -(но в -.e÷e!!èе первых

10-и мин Вводя. з реактор 1 нитратионы В виде аэ<(т ..ой кислоты или растВ«ря !»Итpa . я»eëe- -:а,, I I I) девяти«3Од—

:о! о В кол((ячестве О, 0136 (-;oль КО на одну загрузку реактора

IIo oKo!(Чакки (3ВОся нитрат ион«В реактор 1 !» ((осле заверщения про—, ВКИ РЕЯ КТОРОВ -< ВОЗ А/УOM C О<»ЕП—

-.имое реак-оря 1;o трубопроводу 11 перемещают В pea<тор «, затем из реактора -! — - в peaKTор 3, из реактора

3 — в реактор 2, из реактора 2 — в ,eaктор 1,.

Реакционную с «ес« pеактора. 1 каа,-, гревают до 95 С. В течение 30 мин лекия, снижение расхода реаге TQB 20 исключение выброса оксидов азота В атмосферу:и улучшение условий труда.

На чертеже изображена схема ðeaлизующая предлагаемый способ.

На схеме представлены реакторы 1— хемоабсорбер 5, трубо «ровсд 6 для подачи воздуха, патрубок 7 д».я (авода и вывода газовоздушной смеси,, патрубок 8 для Вывода раствор» хлорного железа, трубопровод 9 цл.-(года.чи хл:о ристого железа, трубопро.«од 10 для

ЛОдячи сОлянОй кислОты и тру(ОПООВОГ<

1i рециркуляц«(и раствора

Пример, В каждый и= .<тырех реакторов 1-А емкостью и.: 1,2 .г,, ссединенных между собой трубами цля Ввода и вывода жидкости, cHaoæe!-ных барботерами и патрубками 7 для Ввода «» вывода газовоздушной cìe.=,a, =.app»;iaa(0по 621 мл (2, I18 моль) х! сридя желе- 40! за (II), подкисленного зквимслярньп( количествсм концентрированной 36Е-ной соляной кислоты в колич=còâå 180 мл (2.118 мал:.ь). Суммарный об ьем подкисленного ря створа составляет 320(-, «ял «1,-", (по 8, А! 72 моль РеС1 и НС1 с «ответственно).

Хемоабс.орбер 5, предка"-:I»a («нный для (acTI(«HoI" окисления раствора

ГеС1 и угавливания оксидов ;:aoTa, загружают раствором FeC.I, псдкислe!-.ным соляной кислотой в количе-.тве„ равном двойному и более об е«.у раствора в реакторах 1-4.

Цикл окисления хлорида ж<леза (,11 „

iQ в хлорид железа (II)) сос .-.»т в следующем.

Содержимое реактора 1 нагревают до 95 С. Б течение 30 мин по трубоп«цают Воздух ((а бярботаж в реак-оры

1-3 со скоростью 1,323 л/мик и на .протяжении первых 10-ти мин подают В реактор 1 следу(ощую порпию нитрат. ис:»ов, -..e, 0,0136 моль !!а одну загрузку реактора I. По завершении Вы(»и этих приемов реакционную смесь из реактора. 1 помещают В реактор 4, я из реактора » — В реактор 3, из реактора 3 — В реактор 2, из реактора 2 — в реяк ОБ 1

Реакционную смесь реактора 1 нагревают до 95 С и 30 мин - родувают

Воздух через реакторы 1-3 со скорость(

Выполнения I«a!:. нь|х приемов ре .--(у»-: СР<есь из реактора 1 пере

ПЕЯК ТОР . с» И 3 Р ЯКТОРо.

aK-; ор 3 и=-: реактора 3 —; р из реаКТора 2 - В реяктОр

Содержи, (ое реактора 1 !(a!.«-;о 95 С и поодувают Воздухом ры 1-4 со OKopocTüK подачи

/мин в течение 30 мин. По ок ,;;а I(н Ой o(I еряцки пОл учен нь!«< Р акционмещают — В Рееактор ревают реякто,323 л/ окчакии реаКТополнения этих приемов содержимое реактора 1 перемещают в реактор 4, а зятем из реактора (- в реактор 3, из реактора 3 — В реактор 2, из реакторэ 2 — в реак-ор 1.

Содержимое реактора 1 нагревают о, до 95 С и ня ротяжении 30 мин реак оры 1-3 продувают воздухом со скоpocтью 1,323 л,/мин. В течение первых

10-и мин продувки реакторов 1-А воздухом В реактор 1 вводят 0,0 136 моль .»итрат-ионов. По «кончаки«-:. провеце1014

45, Таблица 1

Содержание РеС1% u yacvsope до оеисленкя

Содержание РеС1 и растворе восле окисления

Выход

РеС1, Х от теоретичес» кого!

2,40 t574 8 3,026 439,20 12,102 1973

3 М 3937

2 2,000 254,0 8,00 t0 t6 д0 1,956 3 t8,80 7 д 824 t 275 97,8

3 ),000 )27,0 4,00 508,0 0,980 159,74 3,920 639

Н р н н е ч а н и е. Темнература на нарвой ступени 95 С; количество раствора 4,0 л;

K tI,а. а,„, 4 0; времн окислении 30 кин; 1 eClt r NOy 1 : 0,044, 98,0

3 1/ О ре 1 раствор FeC13 перемещают ь сборник хлорида железа (III).

Реакционную смесь иэ реактора 2 перемещают в р:.-..e còeð. 1, из реактора

3 — в реактор 2, из реактора 4 — в реактор 3, а из хемоабсорбера -- в реактор 4 подают свежий подкисленный соляной кчслотой раствор хлорида железа (II).

Далее цикл повторяют, как указанопостепенно перемещая конечный продукт (FeC) ) из реактора 1 в сборник FeC1-,, a ОсвобОжцающиеся при этОм реакторы заполняют свежим подкисленным раствором хлорида железа (II).

В табл, ; представлены данньIe„ голученные при различном содержании хлористого железа в исходном растворе. В табл. 2 показан выход целевого продукта в зависимости от темгературы в реакторе 1, в табл. и 4 — в зависимости от соотношения FeC1 воздух и ГеС12, N0, а в табл.5

У в зависимости от температуры в хемоабсорбере. В табл. 6 приведены сравнительные данные по расходу реагентов и продолжительности процесса в известном и предлагаемом способах.

Как следует иэ данных, представленных в табл. 1-б, предлагаемый способ позволяет использовать кочцентрированные растворы FeC11 (100 †4 г/л) при сохраненчи высокой степени окисления, значительно ускорить процесс (в 40 раэ), а также снизить расход реагентов: кислородных соединений азота в 73 раза, соляной кислоты в, 2,3 раза, воздуха в 3,2-5,3 раза.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ окисления хлорида железа (II)s солянокислой среде продувкой воздухом через его раствор в rtpHcyTствчи кислородных соединении азота

9 отличающийся тем, что, 5 с целью сокращения продолжительности процесса, обеспечения возможности переработки концентрированных растворов при сохранегп и высокой ""тепени окисления и снижения расхода реагентов,, процесс ведут в четырех последозат льно расположенных реакторах с подачей исходного раствора в последний р аактор и вып рживанием раствора в каждом реакторе„ причем кислородные соединения азота подают в первый реактор при поддержании в нем темпера..-уры 90-100 С, а воздух подают в первые три реактора.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве кислородньгх соединений азота используют нитратсодержащие соединения в количестве., Обеспечивающем молярное соотношение Ее2 ; ИО = 1:(0,00б6-0,0022).

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что воздух на продувку окисляемого раствора подают в количес-.så 2-5 моль на 1 моль хлорида. железа (II).

4. Способ по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью исключения выброса оксидов азота в атмосферу и улy ÷øåíèÿ условий труда, гаэовоэ35 душную смесь, выходящую из последнего реактора, подвергают контактированию с исходным окисляемым раствором при 0-40 С с последующей подачей его в четвертый реактор:

40 5. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что окисляемый растВОр хлорида железа (II) выдерживают на каждой ступени в течение 20

30 мин.

493,6 ",:2., "90 l 97! 97,, 56 х,gg з:., P 77 9РiI (о

@ ) $71) Я 3 i323 (2,,6 )574,.з 3, . 57 Р,4 574 8 (...696 .7з 5:,",Л!5 1Я6 54 72 (оса" рс ((чв (ge(y уноса ЙС1) Т е б JI

Г 1

l "i I(p3. I Степ енb .-ура на окисления !. нервой хяорида (:тупени,;железе с (п), z !

Соотношение "cНОЗД" Х

1:0,.5 95 32.,6

5 ц5 л о

C1 r, u

0 с, 95

|, с, i (I 0

1:7 0

П Р Ii, М Е с-. H Н И Е; ".Е-1

0. 00Ь с,; нродо.цуд тель нос" 1-. л I "3— и вк H Bo.),ду-"а", 30 си -

И р и и е ч а-н и е. PeCI I . %) — 3 =. О,ОМА, дродошю тедьвасть драдуихи воздухом

3О МИЛ, K ц З, II(it .„с

1401014

Таблица 4

Количество окнсля- t IIO> 1

1 еного РеС1т РеСЕЕ7 од РеС1

ЕЕолнчество

Ю рас-! ходуеное в кендой иа

4-х оиерацки> ноль

Садеркаиие

РеС1д, ноль/л

Цикл окисления

0ttetee расоду еное лнчество

1 > ноль ееочес98,3

12,189 1987

12,152 1981

12,090 1971

3,1 !2,4

З,t 12,Ь

98,0

97,5

t2,4

3>t

t2,003 t957

96,8

12,4

3 1

12,4

3 ° 1

3,! 12,Ь

98,3

3>1

3>,1 12,Ь

97,7

0,0022

97,1

12,4

3,1

0,0011

90,4

31 124

ЕЕ р н н е ч а и и а. Тенпература иа нарвой студени 95 С; К „» >„4,0! ггродолш>телъиостъ арадуакн оде» радин 30 нни! количество окнсляаного раствора 0,0 л; Ре т - 3, ноль/л, Т а блица 5

Иолярное соотно шение Fe

Опыт

ТемпераСтепень окисления хло тура раствора в хемоабсорбере, С

: воздух рида железа (II) в хлорЕщ железа (III)>%

1: 4

98,5

1: 4

98,3

1: 4

98,0

1: 4

1: 4

1: 4

1: 4

97,8

97,2

96,4

92,3

84,7

П р и м е ч а н и е. Температура на первой ступени 90оС; FB2 : NO — 1 : 0,0044.

1574 ° 8

1574,8

1574,8

I 574,8

1574,8

1574,8

1574,8

1574,8

1574,8

1574,8

0,0880

0,0660

0,0440

0,0220

0,01 ЕО

0 >0088

0, 0066

О ° 0044

1,09

0,918

О, 546

0,273

Е

0, 136

0,109

0,082

0,055

0,027

0,014

0,2730

0,2050

0,1360

0,0680

0,0340

0,0273

0,0205

0 0136

0 i 0068

0,0014

Е 1, 110 t811

i 2,214 1991

12,!89 1987

t2 t15 1975

12,040 1963

11,210 !827

5)„52й к1:

5 ), 5 20 K!I

9 20 мОх1 ь

-сл-- /ч

-.1 2 О мо 11 В

t,5 г, г,, 1с 1 / 1

77,24О =.-:.1

33.;8:ò Я 4 6 У

;) ., 3886 моль /ч

2Г1О 1 г/;-

86, «6 м:" бО 98cQ1b

«1 3;цо,лв 1" н

146 К, 56 мо.л ь

1)О ДО

ЬОО мах ь

НИЯЗ Ч

Степень

Окисления, X

Сос.тав1и тель Н, Ксяа;1енко

Редактор И.Дербак Техред 11. Хода н11ч Корректop !- :.".IQKo

Заказ 2766/25 Ти заж ч- . б ПОД:-П11С И О"ВНИИПИ Государственнс го комитета ССР по депа г"обре---:-1кй и о1 рь1тиЙ

1 (3035» Москва„ ;,,-35.:. а пцская наб., д. 11! 5

1 „ ."ягоров. „.". Прое1 т11ан, ПР О И 3 В 0 11 Г т В Е Н Н О вЂ” П О Л И Г Р Яфн|1 Е С К O Ð П г, -,гт —И,,., В тн Е

3, 5О8 к1"

59,28О мол:.

328,60 м