Способ удаления железа из красного шлама и боксита с получением карбонила железа

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при удалении железа из красного шлама и боксита с получением карбонила железа. Цель изобретения - повышение зффективности процесса за счет увеличения степени удаления железа из сырья. Для этого красный шламили боксит подвергают активации водородсодержащим газом с добавкой одного , предпочтительно нескольких промоторов при 350-700 0 и 1-30 бар, после чего проводят карбонилирование при 100-230°С и 50-180 бар, В качестве водородсодержащего газа используют ,. газ синтеза аммиака или отходящие газы производства аммиака. В качестве промоторов при активации сырья используют порошок серы, сульфид железа , пирит, этилмеркаптан, йод, йодид меди, окись ртути или периодат натрия . При зтом промотор берут в количестве 0,5-20 мас.% в пересчете на исходный продукт, в качестве С0-содер § жащего газа используют доменный, генераторный или синтез-газ переработки природного газа. Данный способ позволяет повысить степень обезжелезивания сырья и получить карбонил железа. 4 3.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ34 1 74

А3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ ю с

« 3 E

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3878796/23-02 (22) 28.03,85 (46) 15.10.88.Бюл. У 38 (71) Мадьяр Ашваньолай ЕШ Фельдгаз

Кишерлети Интезет (HU) (72) Реже Чикош, Йожеф Батори и Иштван Фаркаш (HU) (53) 669.712.032 (088.8) (56) Белозерский Н.А. Карбонилы железа. M., 1958, с.53-54. (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЗ КРАСНОГО KIAMA И БОКСИТА С ПОЛУЧЕНИЕМ

КАРБОНИЛА ЖЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при удалении железа из красного шлама и боксита с получением карбонила железа. Цель изобретенияповышение эффективности процесса эа счет увеличения степени удаления железа из сырья. Для этого красный шлам (51)4 С 01 F 7/38 С 01 G 49 16 или боксит подвергают активации водо родсодержащим газом с добавкой одного, предпочтительно нескольких промоторов при 350-700 С и 1-30 бар, после чего проводят карбонилирование при

100-230 С и 50-180 бар. В качестве водородсодержащего газа используют,. газ синтеза аммиака или отходящие га. зы производства аммиака. В качестве промоторов при активации сырья используют порошок серы, сульфид желеsa пирит, этилмеркаптан, йод, йодид меди, окись ртути или периодат натрия. При этом промотор берут в количестве 0,5-20 мас.Х в пересчете на исходный продукт. В качестве CA-содер- Я ..Ф жащего газа используют доменный, генераторный или синтез-газ переработки природного газа. Данный способ позволяет повысить степень обезжелезивания сырья и получить карбонил железа.

4 з.п.ф-лы. и«

1431674

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при удалении: железа из красного шлама и боксита с получением карбонила желе5 эа.

Цель изобретения — повьппение эффективности процесса за счет увеличения степени удаления железа из сырья.

Пример 1. 100 r молотого красного шлама (содержание А1 0

l5,9 г, окиси железа 43,1, железа .

30,1 г) смешивают с 2 г порошка серы.

Смесь нагревают до 700ОС в реакторе из нержавеющей стали, емкостью 500 при перемешкванки в токе водорода со скоростью 50-60 С/ч и давлении 30 бар в течение 12 ч, Затеи активкрованный красный шлаи при 200-2ГО С и давлении окиси углерода 150 бар карбонили- 0 руют 10 ч при переиешиваник, — ОбразуЮщийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении.

Автоклавный остаток содержит

8,2 г железа, т.е. железо удалено на 25

72, 9%. Содержание АР 0 в красном шламе увеличилось до 24,3%, П р и м e p 2. 100 г сухого молотого красного п1лама указанного в примере 1 состава смешивают с 5,5 r сульфида железа (S=2 г) и нагреваЙт в стальном реакторе объемом 500 мл ф условиях примера 1 до 400 С. При той температуре и териал активируют ри переиешиваник к давлении водороа 1 бар в течение 12 ч. Активирован"

„35 ый красный шлаи затем прк 230 С каронилируют при 115 бар давления CO

6ри перемешквании. Образующикся пентакарбонкл железа отбирают иэ реакто- ра в жидком виде при охлаждении.

Остаток содержит 8,5 r железа,т.е.

71,8% железа удалено. Содержание

А1 0 в красном шламе повышается от 15,9% до 24.,2%.

П р и и ". р 3. 100 г сухого молотого красного шлама, содержание

А110 12,9 г, окиси железа 42,4 r (Fe. 29,/),, тщатсльно перемешивают с 2,7 Г сульфидй железа и 1 г порошка серы. Смесь нагревают в реакторе из нержавеющей "ò-à"ëè емкостью 500 ил при перемешивании до 600 С при скорости нагрева 40-60 С/ч и активируют при этой темпера. туре в присутствии водорода под давлением 1 бар в тече- 55 ние 12 ч. Актквированный красный шлам о карбонклируют при 200 С под давлением моноокиск углерода 90 бар при перемешивании в течение ГО ч. Образующийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении.

Остаток красного шлама содержит еще

2 г железа, т.е. удалено 93,3% железа, Красный шлам содержит 21,6% . окиси алюминия.

Пример 4. 100 r сухого молотого красного шлама с составом, указанным в примере 1, тщательно перемешивают с 2 г порошка серы и 4 r тонкомолотого пирита (состав:вода 1,0Х;

S 50,6%; Fe 45,5%; SiOg 0,9%, Zn

0„10%; Си 0,31%, Аз 0,09%; Pb 0,2%;

Са 0,49%; Мд 0,05%) и затем в условиях примера 4 нагревают до 500 С.

При этой температуре материал активируют в присутствии водорода под атмосферным давлением 12 ч при перемешивании. Активированный красный шлам карбонилируют при 200 С под давлением

С0 в 90 бар в течение )О чг Образующийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении.

После обработки красный шлам еще содержит 0,8 r железа, что соответствует удалению 97,3Х железа. Красный шлам содержит только 22,0% A1 0 @.

H p и м е р 5. 100 г сухого молотого красного шлама состава, указанного в примере 1, смешивают с 1,5 г . порошка серы, 3 r тонкомолотого пири. та, с составом, укаэанным в примере

4, затем в условиях примера 3 нагревают до 500 С. При этой температуре красный шлам активируют под атмосфер" ным давлением в медленном потоке водорода 12 ч. В поток водорода непрерывно подают всего 2 r этилмеркаптана. Активированный красный шлам карбонилируют 10 ч при 200 С под давлением СО в 90 бар. Образовавшийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении. Красный шлам содержит еще 1,0 r железа, что соот" ветствует удалению 96,6% железа. Содержание в красном шламе А1 0 повышается от 12,9 до 22Х

Пример 6. 100 r сухого молотого красного шлама с составом, указанным в примере l,смешивают с 0,75 г элементарного иода и 1,12 r Cu и за-1, тем в условиях примера 3 нагревают о до 485 С. При этой температуре материал активируют 10 ч. Охлажденное до

180 С содержимое реактора карбонилируют в течение 8 ч под давлением

СО 110 бар. Образовавшийся пентакар5

ЭО вом, указанным в примере 7, смешивают с 8 r тонкого молотого пирита с составом, указанным в примере 4, и нагревают в стальном реакторе объемом

500 мл с перемешиванием в потоке во40 дорода со скоростью 50-60 С/ч до = о

500 С. При этой температуре материал в присутствии водорода активируютпри перемешивании 12 ч. Активирован а ный боксит карбонилируют при 200 С

45 под давлением СО в 100 бар 10 ч при перемешивании. Образовавшийся жидкий пентакарбонил железа при охлаждении спускают из реактора. Боксит содержит 65,6 А1 0 . Содержание железа снижается от 17;1 до 1,8, что соот, ветствует удалению 89,5 железа.

Пример 13. 100 г сухого измолотого в тонкую пыль боксита состава, укаэанного в примере 7, смешивают с 8 г тонкого молотого пирита с составом, .указанным в примере 4, и нагревают в стальном реакторе объемом 500 мл с перемешиванием в потоо ке водорода со скоростью 50-60 С/ч з 143 бонил железа конденсируют,под давлением и при охлаждении водой, Образующуюся жидкость непрерывно удаляют в потоке моноокиси углерода. Остаточный красный шлам содержит 0,95 r железа, что соответствует извлечению

96,8 железа. Содержание окиси алюми" ния в остатке 22,0Х.

Пример 7. 100 r сухого боксита содержание А1 0з 50,7, содержание железа 24,4 (Fe 17,1%), крупностью частиц 300-400 мк смешивают с 0,5 г порошка серы в условиях примера 1, нагревают до 350 С. Материал при, этой температуре активируют 12 ч, Активированный боксит охлаждают до

200 С и карбонилируют под давлением

СО в 180 бар при 190-210 С в течение

lO ч. Образующийся пентокарбонил железа непрерывно удаляют при охлаж1 дении. Остаток в автоклаве содержит

61,9 A1 0g . Содержание в нем железа снижается от 17,1 до 6,3Х, т.е. удалено 63,2Х железа.

Пример 8. 100 г сухого моло того боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 2 r порошка, серы и в реакторе 500 мл нагревают . со скоростью 60 С/ч в потоке водорода до 500 С. Боксит активируют при, этой температуре и давлении водорода 25 бар в течение 12 ч. После активирования материал охлаящают до 200 С и при этой температуре карбонилирование ведут под давлением СО в 150 бар

l0 ч. Образовавшийся пентакарбонил железа конденсируют под давлением и непрерывно отводят. Остаток содержит 62,7Х окиси алюминия и 5,2 железа. Железо удалено на 69,6 .

Пример 9. 100 г сухого боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 3 г порошка серы и в автоклаве с объемом 500 мл нагревают в потоке водорода со скоростью

50-60 С/ч до 600 С. Боксит активируют при давлении 1 бар 12 ч. Затем активированный боксит охлаждают до

190.С и карбонилируют под давлением

СО в 115 бар в течение 10 ч. Образовавшийся пентакарбонил железа не.прерывно отводят при охлаждении, После обработки боксит содержит 63,5

А1 0 . Содержание железа снижается . от 17,1 до 4,3, Удалено железа 74,9Х.

Пример 10. 100 г сухого молотого боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 20 г порош1674

4 ка серы, в условиях примера 9 нагре о вают до 700 С. Боксит. активируют под атмосферным давлением и при данной . температуре 12 ч. Затем активированный боксит карбонилируют при 200 С под давлением СО 90 бар в течение

10 ч ° Образовавшийся карбонил железа непрерывно отводят при охлаждении.

После обработки боксит содержит 6,6

А1 Оз. Содержание железа снижается от 17,1 до 1,2 ., что соответствует удал е нию .

Пример 11. 100 г сухого измолотого в тонкую пыль боксита с составом, указанным в примере 7, нагревают до 500 С в реакторе объемом

500 мл в потоке смеси аммиака и синтез-газа со скоростью 50-60 С/ч. При этой температуре боксит активируют

12 ч под давлением 1 бар в непрерывном потоке синтез-газа, В ходе активирования в синтез-газ добавляют в каче-. стве активатора всего 8 r этилмеркаптана ° Активированный боксит карбонилируют при 200 С под давлением СО

100 бар 10 ч. Образовывающийся пентакарбонил железа непрерывно отводят из реактора при охлаждении. Обработанный боксит содержит 66,2Х железа, содержание железа снижается от 17,1 до 1,2 ., удалено 93 железа °

Пример 12. 100 r сухого измо лотого в тонкую пыль боксита с соста74 6 честве водородсодержащего газа используют гаэ синтеза аммиака или отходящие газы производства аммиака, Данный способ позволяет повысить степень обезжелезивания сырья и получить карбонил железа.

5 l4316 ,go 500 С. При "-той температуре мате= риал в присутствии водорода:активируют при перемешивании 12 ч. Активированный боксит карбонилируют при

200 С под давлением СО в 100 бар о 5

10 ч при перемешивании. Образовавшийся жидкий пентакарбонил железа при охлаждении спускают из реактора.

Боксит содержит 65,6% А1 Оэ. Содержание железа снижается от 17,1 до

1,8%, что соответствует удалению железа 89,5%.

Пример 14. 100 г сухого иэмо" лотого в тонкую пыль боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 2 r Hg0 и 3,35 периодата и нагревают в стальном реакторе объемом

500 мл в потоке газа 150-300 мл/ч из чистого синтез-rasa (без СО) и отхо- 20 дящих газов производства аммиака до

650 С со скоростью нагрева ЗО-50 С/ч, Боксит активируют при перемешивании и давлении 1 бар в течение 10 ч, Актинированный боксит охлаждают до. 25

100 С и карбонилируют ll ч в потоке

СО, давление которого возрастает от

10 до 160 бар. Параллельно повышению давления возрастает температура.

Образовавшийся пентакарбонил желе- 0 за конденсируют под давлением и непрерывно удаляется из системы в потоке. Образовавшийся пентакарбонил же.леза конденсируют под давлением и не,прерывно удаляют из системы в потоке

СО. Обработанный боксит содержит

1,15% железа, удалено 93,25% железа.

Содержание Al„0> в боксите повышается от 50,7 до 66,6%.

Согласнс данному изобретению карбо-4р нилирование. ведут при давлении 50180 бар и в качестве СО-соцержащего используют доменньй, генераторный или синтез-газ переработки природного газа. А на стадии активации в каФормула изобретения

1.Способ удаления железа из красного шлама и боксита с получением карбонила железа, включающий активацию исходного сырья водородсодержащим газом при нагреве, карбонилирование СО-содержащим газом с отделе-; нием продукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения эф-фективности процесса за счет увеличения степени удаления железа из сырья, активацию исходного сырья ведут при

350-700 С и 1-30 бар с добавкой одного или нескольких промотофов, а карбонилирование — при 100-230 С и 50180 бар.

2. Способ по и ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве водо" родсодержащего rasa используют газ синтеза аммиака или отходящие газы производства аммиака °

3. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве промо-. торов при активации, сырья используют порошок серы, сульфид железа, пирит, этилмеркаптан, йод, йодид меди, окись ртути или периоДат натрия.

4. Способ по пп.l и 3, о т л ич а ю шийся тем,что промотор вводят в количестве 0,5-20 мас.% в пересчете на исходный продукт.

5. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве СОсодержащего газа используют доменный, генераторный или синтез-газ переработки природного rasa.

Составитель Ц.Целикова

Редактор О.Спесивых Техред Л.Олийньп(Корректор А.Обручар

Заказ 5355/58 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4