CZ292901B6 - Způsob přípravy železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid - Google Patents

Způsob přípravy železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid Download PDF

Info

Publication number
CZ292901B6
CZ292901B6 CZ19961856A CZ185696A CZ292901B6 CZ 292901 B6 CZ292901 B6 CZ 292901B6 CZ 19961856 A CZ19961856 A CZ 19961856A CZ 185696 A CZ185696 A CZ 185696A CZ 292901 B6 CZ292901 B6 CZ 292901B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ferric
sulfate
sodium
aqueous solution
acidic aqueous
Prior art date
Application number
CZ19961856A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ185696A3 (en
Inventor
Stefan Jäfverström
Juhani Tuomarla
Timo Kenakkala
Original Assignee
Kemira Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kemira Oy filed Critical Kemira Oy
Publication of CZ185696A3 publication Critical patent/CZ185696A3/cs
Publication of CZ292901B6 publication Critical patent/CZ292901B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/009—Compounds containing iron, with or without oxygen or hydrogen, and containing two or more other elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/10—Halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/14—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Způsob přípravy čisté a pevné, železité sloučeniny na bázi síranu a hydroxidu, jako je hydroxysíran železitý nebo jarosit sodný, spočívá v tom, že: a) se připraví železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu, rozpustná v kyselém vodném roztoku některou z následujících reakcí, a1) regenerací železité soli na bázi síranu a/nebo chloridu jako produktu průmyslového procesu, rozpustné v kyselém vodném roztoku, a2) oxidací síranu železnatého FeSO.sub.4.n. v roztoku kyseliny sírové, a3) sulfatací hydroxidu železitého Fe(OH).sub.3.n. kyselinou sírovou, a4) chlorsulfatací hydroxidu železitého Fe(OH).sub.3.n. kyselinou sírovou a kyselinou chlorovodíkovou, a5) chlorací hydroxidu železitého Fe(OH).sub.3.n. kyselinou chlorovodíkovou nebo a6) oxidací chloridu železnatého FeCl.sub.2.n. v roztoku kyseliny chlorovodíkové, a b) připraví se kyselý vodný roztok železité soli na bázi síranu a/nebo chloridu, přičemž je-li připravován jarosit sodný, obsahuje tento kyselý vodný roztok sodnou sůl, c) kyselý vodný roztok se udržuje v přítomnosti síranových iontů za zvýšeného tlaku po dobu 2 až 12 h při teplotě 150 až 220 .degree.C, jestliže se připravuje hydroxysíran železitý, a za zvýšeného tlaku po dobu 2 až 12 h při teplotě 120 až 140 .degree.C, jestliže se připravuje jarosit sodný, načež se hydrolýzou získá sraženina uvedené železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid, a d) železitá sloučenina obsahující síran a hydroxid, vybraná z hydroxysíranu železitého a jarositu sodného, se oddělí v čisté pevné formě od kyselého vodného roztoku.ŕ

Description

Vynález se týká způsobu výroby čisté a pevné železité sloučeniny na bázi síranu a hydroxidu. Podle tohoto způsobu je možné připravit z nečistých surových materiálů, jako je síran železnatý nebo hydroxid železitý, čistou, pevnou a použitelnou sloučeninu železa.
Oblast techniky
Železo je jednou z hlavních nečistot v odpadních vodách. Toto je způsobeno mnoha faktory, jako je vysoká reaktivita a nadbytek železa. Železo je přítomno ve spojení s téměř všemi jinými kovy v jejich rudách. Železo také reaguje snadněji s většinou kyselin a tvoří ve vodě rozpustné soli železa. Základní zdroje železa v odpadních vodách jsou odpadní roztoky z piklování oceli, elektrolýzy zinku, přípravy titanových pigmentů, hornictví, extrakce neželezných kovů, potahování železa kovy a extrakce mědi.
Příklady metod odstraňování používané v průmyslu zahrnují různé komplikované regenerační metody používané pro roztoky pro piklování oceli, odpařování spojené s krystalizací solí železa, dopravování do hlubin země, ukládání ve skládkových nádržích, likvidace čerpáním do moře a likvidace neutralizací. V oboru tak existuje jasná potřeba účinného a nákladného odstranění železa z metalurgických procesů a pro jeho účinné znovupoužití.
Soli železa byly používány pro zpracování odpadních vod po více než 80 let. Nízká rozpustnost trojvazného železa v širokém rozsahu pH je jasnou výhodou proti solím hliníku. V rozsahu pH2-10, důležitém při zpracování vody a odpadních vod, jsou soli dvojmocného železa slabě rozpustné a proto by měl být obsah dvojmocného železa v železitých solích pro použití při čištění vody minimalizován. Normálně chemikálie pro úpravu vody, jako je síran železitý, se připraví rozpuštěním surového materiálu v kyselině sírové a oxidací Fe(2+) na Fe(3+).
Síran železitý může být připraven buď ze síranu železnatého, nebo z oxidu nebo hydroxidu železa. Síran železnatý se připraví jako takový rozpuštěním železa v kyselině sírové. Komerční síran železnatý může být připraven běžně oxidací síranu železnatého pomocí buď peroxidu vodíku, nebo kyseliny dusičné. V závislosti na molámím poměru železa k síranu, vytvoří se buď monomemí síran železitý, nebo polymemí síran železitý.
Komerčně produkovaný železitý nebo polyželezitý síran se svými nečistotami zůstává ve vodném roztoku a dosud nebyl nalezen žádný bezpečný čisticí stupeň zpracování. Proto těžké kovy přítomné v surovém materiálu byly ponechávány v konečném produktu procesu. Legislativa životního prostředí vyžaduje striktnější zpracování vod a v budoucnosti budou potřebné jiné chemikálie, které neobsahují těžké kovy, proto budou způsoby dosud používané pro přípravu síranu železitého a železnatého vyžadovat pracné a ekonomicky výhodné čisticí stupně.
GB-1 469 193 popisuje způsobu kontinuální výroby hydroxysíranu železitého zahříváním síranu železnatého (FeSO4 x 7H2O) horkými, na kyslík bohatými plyny na teplotu, která je v rozmezí 46 až 480 °C v reakční zóně, do které je část konečného produktu recyklována tak, že zóna bude dostávat primární materiál, kteiý obsahuje recyklovaný konečný produkt v množství pouze 10 až 25 % hmotn. V podstatě suchá vstupní surovina se zahřívá v dlouhé reakční zóně, která se otáčí kolem své osy a je rozdělena do mnoha podélných komor, s elektrickým zahříváním, generujícím teplotu maximálně 480 °C a výhodně vzduchem zahřívaná na teplotu 250 až 300 °C je zaváděna do komor. Tento systém stavu techniky je velmi nákladný a není jako takový použitelný pro přípravu hydroxysíranu železa. Dále postrádá tento způsob schopnost oddělit od počátečního materiálu, tj. síranu železa, nečistoty v něm přítomné, jako jsou toxické těžké kovy.
-1 CZ 292901 B6
Podstata vynálezu
Účelem vynálezu je poskytnout nový způsob přípravy čisté a použitelné chemikálie železa z nečistých surových materiálů. Cílem vynálezu je také rafinace síranu železnatého produkovaného jako vedlejší produkt anorganických způsobů, jako je způsob výroby oxidu titaničitého, na použitelnou sloučeninu železa. Současně je cílem vyřešení problémů životního prostředí, vyvolávaných síranem železnatým, piklovacími roztoky na bázi kyseliny chlorovodíkové nebo kyseliny sírové a sraženin síranu železa. Přesněji se vynález týká přípravy čisté železité sloučeniny použitelné jako chemikálie pro zpracování vody, na bází síranu a hydroxidu.
Výše uvedených účelů vynálezu bylo nyní dosaženo způsobem nového typu přípravy železité sloučeniny na bázi síranu a hydroxidu. Je tak možno čistou a pevnou železitou sloučeninu na bázi síranu a hydroxidu připravit postupem, jehož podstata podle vynálezu spočívá v tom, že
a) se připraví železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu, rozpustná v kyselém vodném roztoku, al) regenerací železité soli na bázi síranu a/nebo chloridu jako produktu průmyslového procesu, rozpustné v kyselém vodném roztoku, a2) oxidací síranu železnatého FeSC>4 v roztoku kyseliny sírové, a3) sulfatací hydroxidu železitého Fe(OH)3 kyselinou sírovou, a4) chlorsulfatací hydroxidu železitého Fe(OH)3 kyselinou sírovou a kyselinou chlorovodíkovou, a5) chlorací hydroxidu železitého Fe(OH)3 kyselinou chlorovodíkovou nebo a6) oxidací chloridu železnatého FeCl2 v roztoku kyseliny chlorovodíkové, a
b) připraví se kyselý vodný roztok železité soli na bázi síranu a/nebo chloridu, přičemž je-li připravován jarosit sodný, obsahuje tento kyselý vodný roztok sodnou sůl,
c) kyselý vodný roztok se udržuje v přítomnosti síranových iontů za zvýšeného tlaku po dobu 2 až 12 h při teplotě 150 až 220 °C, jestliže se připravuje hydroxysíran železitý, a za zvýšeného tlaku po dobu 2 až 12 h při teplotě 120 až 140 °C, jestliže se připravuje jarosit sodný, načež se hydrolýzou získá sraženina uvedené železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid, a
d) železitá sloučenina obsahující síran a hydroxid, vybraná z hydroxysíranu železitého ajarositu sodného, se oddělí v čisté pevné formě od kyselého vodného roztoku.
Ve způsobu podle vynálezu se jako počáteční materiál použije železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu, jako je síran železitý a/nebo síran polyželezitý a/nebo chlorsíran železitý a/nebo chlorid železitý nebo jejich směsi. Tyto materiály mohou být použity ve formě, ve které se získají z různých průmyslových procesů, ale podle jednoho z výhodných provedení se získají v bodě a) oxidací železnaté soli na bázi síranu a/nebo chloridu.
Podle jednoho provedení je železnatou solí v bodě a) síran železnatý, v tomto případě se železitá sůl na bázi síranu jako je síran železitý a/nebo síran polyželezitý připraví působením síranu železnatého, kyseliny sírové a oxidantu jejich vzájemným kontaktem ve vodném roztoku při zvýšené teplotě. Výhodně se vzájemně uvádějí do styku při teplotě 80 až 160 °C a tlaku 3 až 10 bar, nejvýhodněji při teplotě 120 až 130 °C a tlaku 5 až 7 bar. Za těchto podmínek se vytvoří železitá sůl na bázi síranu, tj. síran železitý. Uvedená oxidace síranu železnatého na síran železitý se jeví jako probíhající v souladu s následující reakční rovnicí I:
-2CZ 292901 B6
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 = 2Fe2(SO4)3 + 2H2O
Jestliže se síran železnatý oxiduje za přítomnosti kyseliny sírové a oxidantu, je výhodné použít uvedená činidla tak, že molámí poměr SO4/Fe (Π) je přibližně 1,10 až 1,50. Je-li žádoucí oxidovat síran železnatý na monomemí síran železitý, je výhodné použít taková množství kyseliny sírové a síranu železnatého, že molámí poměr SO4/Fe bude řádově 1,40 až 1,50. Je-li místo toho žádoucí připravit síran polyželezitý, měly by výhodně množství kyseliny sírové a síranu železnatého být taková, že molámí poměr SO4/Fe bude řádově 1,10 až 1,40.
Jak je uvedeno výše, může být surovým materiálem pro způsob podle vynálezu také železitá sůl na bázi chloridu. Tato se hydrolyzuje v bodě c) způsobu za přítomnosti síranových iontů na železitou sloučeninu na bázi síranu a hydroxidu. Podle jednoho provedení se získá uvedená železitá sůl na bázi chloridu oxidací železnaté soli na bázi chloridu, jako je chlorid železnatý.
Body a) až c) způsobu podle vynálezu mohou být provedeny odděleně postupně nebo mohou být provedeny všechny v jednom stupni. V posledně uvedeném případě může způsob začít s vodným roztokem, ke kterému se přidává surový materiál a při kterém se uvedené postupy vhodně provádějí změnou reakčních podmínek a přídavkem činidel. Je také možné přidat ihned všechna činidla na začátku a provádět v jednom stupni zahřívání přípravu a hydrolýzu uvedených železitých solí. Jestliže se železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu připraví oxidací a roztok získaný z oxidace se použije pro hydrolýzu podle bodu c), je výhodné optimalizovat koncentrace iontů, podílejících se na reakcích, jako jsou síranové, chloridové a železité ionty, s ohledem jak na tvorbu železité soli, tak hydrolýzu. Myšlenka vynálezu spočívá i v této možnosti.
Podle jednoho provedení jsou oxidační bod a) a bod c) hydrolýzy spojeny ponecháním síranu železnatého nebo síranu železnatého a chloridu železnatého reagovat s vodou a oxidantem. Reakce bude probíhat například během zahřívání po 2 až 12 h na teplotu 60 až 220 1C. Podle jednoho provedení vynálezu se použije teplota 80 až 160 °C, nejvýhodněji teplota 120 až 130 °C. V tomto případě může být tlak zvýšen na 3 až 10 bar, výhodně 5 až 7 bar. V oxidační hydrolýze síranu železnatého se hydroxysíran železitý vytvoří hlavně podle následující reakční rovnice Π:
4FeSO4 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)SO4 (Π)
Jestliže se v jednom provedení vynálezu zavádějí síran železnatý a chlorid železnatý do bodu a) ve formě piklovacího roztoku na bázi kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové, může být oxidace bodu a) a hydrolýza bodu c) spojena ponecháním piklovacího roztoku na bázi kyseliny chlorovodíkové nebo kyseliny sírové reagovat při zvýšené teplotě s oxidantem. Zahřívání se provádí výhodně při teplotě přibližně 80 až 160 °C, nejvýhodněji při teplotě 120 až 130 °C. V tomto případě je preferovaný tlak přibližně 3 až 10 bar, nejvýhodněji 5 až 7 bar. V tomto případě probíhá oxidace síranu železnatého na hydroxysíran železitý a oxidace chloridu železnatého na hydroxychlorid železitý hlavně podle následujících reakčních rovnic ΠΙ a IV:
4FeSO4 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)SO4 (ΙΠ)
4FeCl2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)Cl2 (IV)
Výše byla popsána situace, ve které byla železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu buď vzata přímo z průmyslového procesu, nebo byla vyrobena oxidací. Použitým oxidantem může být jakýkoliv oxidant, který oxiduje anorganické soli, jako je kyslík, kyselina dusičná, chlor, peroxid vodíku, chlorečnan sodný a/nebo vzduch. Kyslík je považován za zvláště výhodný oxidant ve způsobu podle vynálezu. Oxidace sama může být provedena buď v jednom, nebo ve více stupních za účelem zajištění optimálního výsledku oxidace.
-3CZ 292901 B6
Podle dalšího provedení vynálezu, lišícího se od výše uvedeného, se železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu produkuje v bodě a) reakcí hydroxidu železitého s kyselinou sírovou a/nebo chlorovodíkovou. V tomto případě, podle jednoho provedení jsou hydroxid železitý a kyselina chlorovodíková a/nebo sírová, kontaktovány ve vodném roztoku a jsou zahřívány výhodně na 5 teplotu 40 až 140 °C, nej výhodněji na teplotu 60 až 100 °C. Za těchto podmínek se hydroxid železitý neutralizuje a rozpustí na síran železitý a/nebo chlorid železitý zejména podle následujících reakčních rovnic V, VI a VII:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O(V)
Fe(OH)3 + 3HC1 = FeCl3 + 3H2O(VI)
3Fe(OH)3 + 2H2SO4 + 5HC1 = FeCl3 + Fe2(SO4)Cl2 + 9H2O(VII)
V bodě b) způsobu podle vynálezu se produkuje kyselý vodný roztok, který obsahuje buď síranové a železité ionty, nebo síranové, chloridové a železité ionty. Na základě výše uvedeného je jasné, že roztok pro přípravu surových materiálů v bodě a) může být použit jako takový s tou podmínkou, že roztok je vhodný pro hydrolýzu ve stupni c). Druhou alternativou je modifikace přípravy roztoku ze stupně a), například zahuštěním, zředěním, okyselením například kyselinou 20 sírovou nebo neutralizací. Bez ohledu na to, jak byl vyroben kyselý vodný roztok v bodě b), bylo zjištěno, že je výhodné, aby molámí poměr SO4/Fe(III) byl řádově 0,6 až 1,7.
Je-li to nezbytné, může být koncentrace síranu kyselého vodného roztoku v bodě b) upravena přídavkem síranové soli jako je síran hořečnatý a/nebo síran sodný. Jestliže je přítomna železitá 25 sůl na bázi chloridu v kyselém vodném roztoku v bodě b), musí být obsah síranu tak vysoký, že je podstatný podíl železité soli na bázi chloridu převeden hydrolýzou na hydroxysíran železitý nebo jeho deriváty. Obecně se může složení kyselého vodného roztoku v bodě b) velmi měnit v závislosti na tom, zda se způsobu podle vynálezu použije pro přípravu hydroxysíranu železitého nebo některých jiných železitých sloučenin na bázi síranu a hydroxidu, jako je jarosit sodný. 30 Hlavní myšlenkou je však, že se železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu hydrolyzuje na pevnou hydroxysíranovou sloučeninu trojmocného železa, zatímco nečistoty přítomné ve výchozích materiálech zůstanou v kyselém vodném roztoku a produkt se odstraní v čisté formě. Jednou z nejdůležitějších výhod vynálezu je, že v zásadě není třeba přidávat jakoukoliv sírovou kyselinu k hydrolyzačnímu stupni.
V bodě c) způsobu podle vynálezu se hydrolýza kyselého vodného roztoku z bodu b), který obsahuje buď síranové a železité ionty, nebo síranoví, chloridové a železité ionty, provádí zahříváním, při kterém se sráží železitá sůl na bázi síranu a hydroxidu. Doba hydrolýzy je 2 až 12 h a teplota je 60 až 220 °C. Tyto podmínky jsou tak vhodné pro výrobu jak hydroxysíranu železitého, tak 40 různých typů síran a hydroxid zahrnujících železitých sloučenin. Při hydrolýze je výhodné zahřívat směs na 3 až 8 h, v tomto případě může být tlak 3 až 15 bar, výhodně 5 až 10 bar.
Až do teď byla diskuze vedena o těch charakteristikách způsobu podle vynálezu, které jsou běžné pro přípravu všech železitých sloučenin na bázi síranu a hydroxidu, podle vynálezu. Dále jsou 45 diskutovány speciální rysy těch provedení podle vynálezu, u kterých se připraví hydroxysíran železitý na jedné straně a jarosit sodný na druhé straně.
Podle jednoho provedení vynálezu jsou způsoby podle bodů a) až c) provedeny bez alkalického kovu, v tomto případě se získá čistý a pevný hydroxysíran železitý v bodě d). Při výrobě hydro50 xysíranu železitého způsobem podle vynálezu bylo zjištěno, že je výhodné upravit konečný molámí poměr SO4/Fe(III) v kyselém vodném roztoku ze stupně b) na 1,34 až 1,70, výhodněji 1,34 až 1,50 a nejvýhodněji 1,34 až 1,40. Mělo by být uvedeno, že poměr 1,34 odpovídá situaci, ve které počáteční materiál stupně b) hydrolýzy je vodným roztokem polysíranu železitého.
-4CZ 292901 B6
Jednou z největších výhod výroby hydroxysíranu železitého podle vynálezu je, že zásadně není nutný žádný přídavek kyseliny sírové do stupně hydrolýzy. Protože síran železitý je jako takový kyselý, má ve vodném roztoku pH hodnotu 1,75, je pH kyselého vodného roztoku v bodě b) způsobu podle vynálezu výhodně v rozmezí 1,14 až 2,00, a výhodněji 1,70 až 1,80. V tomto případě je výhodné udržovat pH na této hodnotě během hydrolýzy v bodě c) způsobu. Jestliže je kyselina sírová přítomna při hydrolýze v bodě c), její koncentrace nepřesáhne 60 g/1 a je výhodně pod 30 g/1.
Jak již bylo uvedeno, je teplota ve stupni c) hydrolýzy v rozmezí 60 až 220 °C. Preferovaná teplota hydrolýzy v bodě c) provedení hydroxysíranu železitého podle vynálezu je 170 až 200 °C a nejvýhodněji teplota je 170 až 180 °C. Odpovídající preferovaná reakční doba je 5 až 8 h a nejvýhodnější reakční doba je 6 až 7 h.
Velmi důležitým hlediskem vynálezu je, že podmínky hydrolýzy podle vynálezu mohou být aplikovány na počáteční roztok, tj. kyselý vodný roztok bodu b), který obsahuje různá množství trojmocného železa. Požadavkem komerční výroby je samozřejmě, použít maximálně vysokých množství železa, kdy je spotřeba jiných chemikálií a energie v poměru k množství použitelné produkované železité sloučeniny co nejmenší. Jestliže se použije způsob podle vynálezu pro výrobu čistého hydroxysíranu železitého, může být koncentrace železa kyselého vodného roztoku z bodu b) upravena na 10 až 200 g/1, výhodně přibližně 30 až 200 g/1 a nejvýhodněji 100 až 200 g/1. Zvláště výhodná koncentrace železa je přibližně 180 g/1.
Výše byly prezentovány všechny ty charakteristiky způsobu podle vynálezu, které jsou běžné v přípravě všech železitých sloučenin na bázi síranu a hydroxidu a ty charakteristiky, které jsou výhodné zejména v přípravě hydroxysíranů železitých. I když jsou posledně uvedené charakteristiky zvláště výhodné při přípravě hydroxysíranu železitého, mohou být také samozřejmě použity při přípravě jiných železitých sloučenin na bázi síranu a hydroxidu.
Podle dalšího důležitého provedení předloženého vynálezu se připraví železitá sloučenina obsahující síran a hydroxid, jarosit sodný, mající přibližně vzorec NaFe3(OH)6(SO4)2, který se ale může měnit, viz příklady. Ve způsobu podle bodu b) se připraví vodný kyselý roztok, kteiý navíc k výše uvedeným síranovým, železitým a možným chloridovým iontům, také obsahuje ve vodě rozpustnou sodnou sloučeninu, v tomto případě se v bodě c) vytvoří hydrolýzou pevný jarosit sodný, prostý těžkých kovů. V tomto případě se podle jednoho provedení může kyselý vodný roztok z bodu b) neutralizovat částečně s bází před zahříváním v bodě c). Nejvhodnější je pro tento účel báze, obsahující sodík, např. hydroxid sodný nebo uhličitan sodný.
Při přípravě jarositu sodného je také možné kombinovat postupy z bodů a) a b) způsobu výroby železité soli obsahující síran a/nebo chlorid in šitu v kyselém vodném roztoku sodné soli. V tomto případě může například být provedena buď současně, nebo v postupných krocích zpracování stejného roztoku.
Podle jedné modifikace výroby jarositu sodného podle vynálezu může být kyselý vodný roztok produkován rozpuštěním ve vodě a sodné sloučeniny vybrané z následujících sloučenin: chlorid sodný, hydroxid sodný, síran sodný a uhličitan sodný. Různé složky se výhodně přidávají tak, že se molámí poměr Na/Fe (ΙΠ) kyselém vodném roztoku z bodu b) upraví na hodnotu, která je řádově 0,3 ± 1,0. Je také výhodné upravit pomocí báze molámí poměr OH/Fe(III) v kyselém vodném roztoku v bodu b) na hodnotu, která je řádově 0,8 ±1,3.
Jak je výše uvedeno v souvislosti s přípravou hydroxysíranu železitého, je jedním z důležitých aspektů vynálezu to, že podmínky hydrolýzy podle vynálezu mohou být aplikovány na výchozí roztok, tj. kyselý vodný roztok ze stupně b), který obsahuje měnící se množství železitého železa. Koncentrace železa v kyselém vodném roztoku ze stupně b) může být při výrobě jarositu sodného upravena na hodnotu 10 až 200 g/1.
-5CZ 292901 B6
Jestliže se jarosit sodný připraví způsobem podle vynálezu, je teplota v hydrolyzačním stupni c) výhodně asi 100 až 140 °C, nejvýhodněji je teplota 130 až 140 °C. Preferovaná doba reakce je 3 až 6 h a nejvíce preferovaná reakční doba je 4 až 5 h.
K ilustraci vynálezu jsou předloženy dále čtyři obrázky a 50 příkladů.
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek 1 představuje varianty způsobu podle vynálezu pro přípravu hydroxysíranu železa (A) a jarositu sodného (B), obrázek 2 představuje schematický diagram způsobu přípravy hydroxysíranu železa, obrázek 3 představuje schematický diagram způsobu výroby jarositu sodného, obrázek 4 představuje konečné pH hydrolýzního roztoku jako funkci doby hydrolýzy.
Obrázek 2 je blokový diagram způsobu podle jednoho provedení vynálezu pro přípravu hydroxysíranu železitého hydrolýzou síranu železnatého FeSO4.7H2O. Síran železnatý se zavádí, spolu s kyslíkem a koncentrovanou kyselinou sírovou, do rozpouštěcí jednotky, ze které je převáděn do oxidačního reaktoru, majícího tlak 7 bar a teplotu 120 až 130 °C. Po oxidaci činí teplota 170 °C a tlak 7 bar. Doba hydrolýzy je v tomto případě přibližně 5 až 7 h. Následně se hydroxysíran železitý vysrážený při hydrolýze promyje a filtruje. Promývací kapalina se přidá do promývacího stupně a může být například použit tlakový filtr. Získaný produkt se skladuje a zbylá reakční kapalina se neutralizuje uhličitanem vápenatým a její kovové a jiné nečistoty se vysrážejí sirovodíkem. Sádra a sulfid se vysrážejí z neutralizace a sulfidizace, oddělí se a zbývající voda se vrátí do procesu nebo se vede do odpadu.
Obr. 3 znázorňuje schematicky způsob přípravy jarositu sodného hydrolýzou síranu železnatého FeSO4.2H2O v souladu s jedním provedením vynálezu. Síran železnatý spolu s vodou, chloridem sodným a síranem sodným, se zavádí do rozpouštěcí jednotky, ze které se vede do oxidačního reaktoru, majícího tlak 7 bar a teplotu 120 až 130 °C. Doba hydrolýzy je přibližně 5 h. Potom se vysrážený jarosit sodný promyje a filtruje. Promývací kapalina se přidá do promývacího stupně a v tomto stupni se například použije tlakový filtr. Vysrážený produkt se skladuje a zbylá promývací kapalina se neutralizuje uhličitanem vápenatým a kovové nečistoty se vysrážejí sirovodíkem. Sádra a vysrážené sulfidy se oddělí a zbylá voda se vrátí do procesu nebo vede do odpadu.
Příklad 1 až 16 (přípravy hydroxysíranu železitého)
Příklady byly provedeny ve smaltovaném 21itrovém autoklávu opatřeném míchadlem. Autokláv je schopen být jak zahříván, tak chlazen a je opatřen měřičem tlaku.
V příkladech je roztok zaveden do autoklávu a autokláv se uzavře. Většina těchto příkladů se provádí za použití polysíranu železitého jako výchozího materiálu. Jestliže se použije síran železnatý jako výchozí materiál, zavádí se kyslík potřebný pro oxidaci jako malé bublinky ke dnu reakční nádoby. Oxidace se provede při teplotě 120 až 130 °C a po oxidaci se autokláv zahřívána požadovaný tlak a teplotu pro hydrolýzu. Doby zahřívání reakčního roztoku nejsou zahrnuty v uváděných dobách oxidace a hydrolýzy.
Po pokuse byla sraženina oddělena z roztoku a analyzována na železo a síru. Sraženina byla identifikována pomocí difrakce rentgenových paprsků. Roztok byl analyzován na železo, hodnotu pH a kyselinu sírovou.
-6CZ 292901 B6
Výsledky jsou následující.
Vliv koncentrace Fe a teploty
Hydroxysíran železitý může být vyroben i z velmi koncentrovaných roztoků síranu železitého tlakovou hydrolýzou. Výsledky hydroxysíranu železitého, vysráženého z roztoků o přibližně 170 g/1, jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1
Př. Fe g/i H2SO4 (g/i) pH SO4/Fe T(°C) P bar t h výtěžek (%) S (%) Fe (%)
1 45 30 1,65 157 8 3 0 _
2 45 90 1,16 195 14 3 36 21 32
3 90 30 — 157 10 3 0 — —
4 170 100 1,14 1,68 150 3,5 3 0 —
5 170 100 1,14 1,68 150 7,8 3 0 — —
6 170 100 1,14 1,68 170 6,5 3 36 20 31
7 170 100 1,14 1,68 170 15 3 28 21 31
Podle těchto výsledků neposkytuje hydrolýza hydroxysíran železitý při teplotě pod 150 °C. Ani zvýšení tlaku (v příkladech 4 a 5) nenapomáhá, je-li teplota příliš nízká a nezlepšuje výsledek ani když je teplota ve správném rozmezí (příklady 6 a 7). Získaný konečný produkt byl hydroxysíran železitý, který byl potvrzen chemickou analýzou a difrakcí rentgenových paprsků.
VlivH2SO4
Vliv přídavku kyseliny sírové na výtěžek srážení a složení produktu je uveden v tabulce 2. Pokusy byly provedeny za použití výchozího materiálu pro hydrolýzu polysíranu železitého, ve kterém byl poměr SO4/Fe 1,34.
Tabulka 2
Př. Fe g/i H2SO4 (g/i) PH SO-f/Fe T(°C) P bar t h výtěžek (%) S (%) Fe (%>
8 170 100 1,14 1,68 170 6,5 3 36 20 31
9 172 60 1,34 1,55 170 5,8 3 56 21 31
10 179 20 1,62 1,42 170 6,7 3 44 20 32
11 182 0 1,75 1,34 170 7,0 3 45 20 32
Snížení množství přidávané kyseliny sírové neovlivňuje výtěžek srážení nebo kvalitu produktu. Malý rozptyl výsledků může být způsoben praktickými problémy v pokuse. Podle rentgenové difřakce byly získané produkty 2FeSO4(OH) nebo Fe2S2O9.H2O nebo jejich směs. Vysoká koncentrace železa a síranu v roztoku brání tvorbě hematitu a vysoká pracovní teplota brání tvorbě jarositu.
Vytvořené množství kyseliny sírové (alespoň 0,5 mol/mol produktu) musí být neutralizována, když je matečný louh oddělen z procesu. Kyselina sírová vytvořená v reakci hydrolýzy je prezentována jako funkce reakční doby na obr. 4. Obrázek ukazuje konečnou hodnotu pH jako funkci doby hydrolýzy. Koncentrace železa byla 180 g/1, teplota byla 170 °C, tlak byl 7 bar a nebyla přidávána žádná kyselina sírová k síranu železitému před hydrolýzou. Na obrázku prodloužení reakční doby zvyšuje výtěžek hydroxysíranu železitého, a v tomto případě se více kyseliny sírové uvolní do roztoku. Je znázorněno snížení hodnoty pH jako funkce doby hydrolýzy.
Vliv reakční doby
Prodloužení reakční doby zvyšuje množství vytvořené sraženiny při tlakové hydrolýze, jak je uvedeno v tabulce 3. Vysoký výtěžek (94 %) je také dosažen při zvýšení teploty (příklad 16). Tabulka 3 představuje vlivy reakční doby a reakční teploty na výtěžek hydroxysíranu železitého. V pokuse nebyla přidávána žádná kyselina sírová k síranu železitému jako výchozímu materiálu.
Tabulka 3
Př. Fe g/i pH SQj/Fe T(°C) P bar t h výtěžek (%) S (%) Fe (%)
12 182 1,75 1,34 170 7,0 1 18 15 34
13 182 1,75 1,34 170 7,0 3 44 20 32
14 182 1,75 1,39 170 7,0 5 86 19 32
15 182 1,75 1,34 170 7,0 7 94 19 31
16 182 1,75 1,34 180 9,0 5 94 19 32
Vysoký výtěžek trojmocného železa se dosáhne prodloužením reakční doby. Druhou alternativou je zvýšení teploty. S krátkými reakčními dobami nedosahuje reakce rovnováhy, tato skutečnost se projeví v chemické analýze produktu. Doba trvání jedné hodiny nevede k čistému hydroxysíranu železitému, toto bylo odvozeno z nízkého obsahu síry ve sraženině.
Vlastnosti produktu
Hydroxysíran železitý získaný způsobem podle vynálezu měl velmi nízké koncentrace těžkých kovů. Podle chemické analýzy jsou kovy zbylé v podstatě v matečném louhu uvedeny tabulce 4. Hmotnost výchozího roztoku byla v tomto pokuse 1490 g a po hydrolýze bylo získáno 470 g sraženiny a 748 g filtrátu. Výtěžek získané sraženiny byl 86 %.
Tabulka 4
Prvek filtrát sraženina
Pb <0,0009 % <0,002 %
Cd 0,000005 % <0,00001 %
Cu 0,00029 % <0,0007 %
Cr 0,00092 % <0,002 %
Co 0,0076 % 0,0022 %
Ni 0,0054 % <0,002 %
Zn 0,030 % 0,0053 %
Koncentrace některých substancí analyzovaných ze sraženiny byly pod detekčními limity analytických metod (plamen-AAS). Sraženina obsahuje pouze přibližně 13 % původního množství kobaltu a pouze přibližně 8 % původního množství zinku. Jestliže se sraženina rozpustí a připraví se z ní 12% roztok železa, je obsah kovu v kapalině zředěn na 1/3.
Získaný produkt byl rozpustný v kyselině sírové, ale rozpouštění bylo časově náročné. V prvních pokusech byl získán roztok, který obsahuje 11,4 % železa. Sraženina byla rozpustná v kyselině
-8CZ 292901 B6 chlorovodíkové, přičemž bylo dosaženo 15% roztoku. pH roztoku bylo 1,43, což je blízko hodnotě pH 1,42 komerčních železitých flokulantů. Koncentrace volné kyseliny v 15% roztoku byla 2.
Příklad 17 až 32 (příprava jarositu sodného)
První sada pokusů byla provedena ve smaltovaném 401itrovém autoklávu opatřeném míchadlem. Autokláv byl schopen jak zahřívání, tak chlazení a byl opatřen tlakoměrem.
Druhá sada pokusů byla provedena ve třech smaltovaných 80001itrových reaktorech, které byly vzájemně spojeny do kontinuální linky. Reaktory byly zahřívatelné a každý měl tlakové měřidlo.
V první sadě pokusů byl roztok zaveden do autoklávu a autokláv byl uzavřen. Jestliže byl síran železnatý použit jako výchozí materiál, byl potřebný kyslík zaváděn jako malé bublinky. Oxidace byla provedena při teplotě 120 až 130 °C a po oxidaci byl autokláv zahřát na požadovaný tlak a teplotu pro hydrolýzu. Uvedené doby hydrolýzy a oxidace nezahrnují doby potřebné pro zahřívání reakčního roztoku.
Po pokuse byla sraženina vysrážena z roztoku a bylo analyzováno železo a nečistoty. Sraženina byla identifikována difrakcí rentgenových paprsků. Byly získány následující výsledky.
Uvedené nečistoty byly kadmium, chrom, kobalt, měď, olovo, mangan, nikl, vanad a zinek.
Ve druhé sadě pokusů byl roztok zaváděn kontinuálně do reaktorové linky. Většina pokusů byla provedena za použití směsí piklovacích roztoků na bázi kyseliny chlorovodíkové a kyseliny sírové. Pokusy byly také provedeny za použití síranu železnatého jako výchozího materiálu. Jako v první sadě pokusů i v těchto byl kyslík zaváděn jako malé bublinky.
Oxidace byla prováděna při teplotě 120 až 130 °C a po oxidaci byl autokláv zahříván na požadovaný tlak a teplotu pro hydrolýzu. Doby oxidace a hydrolýzy, které jsou uváděny, nezahrnují doby potřebné pro zahřívání reakčního roztoku.
Po pokuse byla sraženina oddělena z roztoku a byla analyzována na železo a obsah nečistot. Sraženina byla identifikována za použití difrakce rentgenových paprsků. Roztok byl analyzován na železo, pH a nečistoty. Výsledky jsou uvedeny dále.
Vliv teploty
Teplota je důležitým parametrem. Tabulka 5 představuje výsledky pokusů 17 až 22, ve kterých se teplota pohybuje od 80 do 140 °C.
Tabulka 5
Výsledky z pokusů 17 až 22
Př. Fe počáteční PH T °C t h výtěžek % konečné PH Na sůl
17 7,0 2,48 100 5 78 0,50 Na2SO4
18 7,0 2,48 120 5 90 0,22 Na2SO4
19 7,0 2,48 140 5 96 0,10 Na2SO4
20 7,3 2,45 80 3 82 1,24 Na2CO3
21 7,4 2,40 100 3 94 1,07 Na2CO3
22 7,4 2,40 120 3 96 1,03 Na2CO3
-9CZ 292901 B6
Podle těchto výsledků se jarosit sodný ve výtěžku nad 90 % nezíská při hydrolýze před tím, než teplota dosáhne 100 °C. Nejlepší výsledek byl dosažen s teplotou v rozmezí 120 až 140 °C. Výtěžek byl lepší při použití uhličitanu sodného místo síranu sodného, ale pH bylo při použití uhličitanu sodného vyšší.
Vliv poměru Na/Fe
Vliv poměru Na/Fe na výtěžku produktu je uveden v tabulce 6. Pokusy byly provedeny za použití síranu železnatého a kyslíku jako výchozích materiálů pro hydrolýzu.
Tabulka 6
Výsledky pokusů 23 až 28
Př. Fe:Na T °c t h konečné PH výtěžek % Na sůl
23 3:1 110 3 0,24 68 NaCl
24 3:2,0 110 3 0,02 71 NaCl
25 3:1,5 110 5 0,20 84 Na2SO.
26 3:2,0 110 5 0,34 90 Na2SO,
27 3:1,5 110 4 0,58 88 NaOH
28 3:2,0 110 4 0,70 92 NaOH
Nejlepší výtěžek byl získán s poměrem železo/sodík 3:2,0. Tento účinek byl viditelný se všemi sodnými solemi.
Účinky rozdílných sodných solí
Tabulka 7 ukazuje vliv rozdílných sodných solí na výtěžek produktu. Pokusy byly provedeny za použití síranu železnatého a kyslíku jako výchozích materiálů pro hydrolýzu.
Tabulka 7
Př. Fe:Na T °C t h konečné PH výtěžek % Na sůl
29 3:2 110 5 0,09 75 NaCl
30 3:2 110 5 0,35 89 Na2SO4
31 3:2 110 5 0,7 92 NaOH
32 3:2 110 5 1,0 95 Na2CO3
Nejlepší výtěžek byl dosažen při použití uhličitanu sodného. Nejvyšší hodnoty pH byly získány při použití uhličitanu sodného nebo hydroxidu solného. To je samozřejmě důsledek hydroxidu přítomného v těchto bázích.
Jestliže byl použit síran sodný, byl získán lepší výtěžek než při použití chloridu sodného. To je vysvětlováno tím, že jestliže se použije síran sodný, je vyšší koncentrace síranu. Tento účinek byl zkoušen v následujících pokusech.
-10CZ 292901 B6
Vliv koncentrace síranu
Vliv koncentrace na výtěžek produktu je uveden v tabulce 8. Tyto pokusy byly provedeny za použití síranu železnatého, chloridu železnatého a kyslíku jako výchozích materiálů pro hydrolýzu.
Tabulka 8
Výsledky pokusů 33 až 35
Př. SO4:Fe T °C t h výtěžek %
33 4:3 110 5 91
34 3:3 110 5 75
35 2:3 110 5 58
Nejvyšší výtěžek byl získán s poměrem SO4:Fe = 4:3. To dokládá důležitost koncentrace síranu.
Vliv teploty na hydrolýzu
Vliv teploty na hydrolýzu je ilustrován v tabulce 9.
Tabulka 9
Výsledky pokusů 36 až 41
Př. T t OH/Fe h
36 100
37 110
38 110
39 110
40 120
41 140
0,56
0,58
0,68
0,88
0,80
0,92
Poměr OH/Fe se zvyšuje při vysokých teplotách. Jestliže se poměr zvyšuje ze 100 °C na 140 °C, zvyšuje se poměr OH/Fe o 64 %, z 0,56 na 0,92.
Nejvýhodnější hodnoty poměru OH/Fe jsou mezi 0,80 a 1,0. Takto vysoký poměr OH/Fe vede k velmi nízkému konečnému pH. Vytvořená směs jarositu sodného a roztoku, majícího velmi nízké pH vede k velmi nízké hladině nečistot v produktu jarositu sodném.
Vliv reakční doby
Prodloužení reakční doby zvyšuje množství sraženiny. To je zřejmé z tabulky 10.
-11CZ 292901 B6
Tabulka 10
Výsledky pokusů 42 až 45
Př. lh 2h výtěžek % 3h 4h 5h T °C Fe:Na 3:1,5
42 60 71 77 79 84 110 3:1,5
43 43 79 83 87 94 110 3:2
44 31 68 82 85 87 110 3:2
45 55 85 90 92 92 110 3:2
Tabulka 10 představuje vliv reakční doby na výtěžek jarositu sodného. Vysoký výtěžek jarositu sodného se získá prodloužením reakční doby.
Vlastnosti produktu
Jarosit sodný připravený způsobem podle vynálezu obsahuje velmi malá množství těžkých kovů. Na základě chemické analýzy v matečném louhu zůstávají v podstatě kovy uvedené v tabulce 11, která ukazuje distribuci kovů.
Tabulka 11
Distribuce těžkých kovů
Př. Pb Co Cr Cu Mg Mn Ni v Zn
46 mat, louh 0% 100 % 95% 39% 99% 99% 100% 48% 99 %
produkt 100% 0% 5% 61 % 1 % 1% 0% 52% 1 %
47 mat. louh 34% 100 % 96% 45% 99% 99% 100% 34% 99 %
produkt 66% 0% 4% 55% 1 % 1 % 0% 66% 1 %
48 mat. louh 100 % 100 % 40% 97% 100 % 99% 100 % 32% 97 %
produkt 0% 0% 60% 3% 0% 1 % 0% 68% 3 %
49 mat. louh 100% 100 % 100% 50% 99% 99% 100% 40% 98 %
produkt 0% 0% 0% 50% 1 % 1 % 0% 60% 2 %
50 mat. louh 100% 100 % 100% 33% 99% 99% 100 % 41% 96 %
produkt 0% 0% 0% 67% 1 % 1% 0% 59% 4 %
Kobalt, hořčík, mangan, nikl a zinek mohou být odděleny od železa. Tyto kovy zůstávají v množství 96 až 100 % v matečném louhu. Olovo, chrom a měď jsou nejcitlivější na změny chemických podmínek. Ty vytvářejí hranice koncentrací těchto těžkých kovů, při jejich oddělování od železa. V matečném louhu zbývá 32 až 48 % vanadu.
Příprava síranu železnatého
Síran železnatý může být použit jako výchozí materiál při přípravě jarositu sodného. Způsobem • podle vynálezu se získá velmi čistá sloučenina, ve které je koncentrace těžkých kovů nízká.
Tabulka 12 představuje koncentrace těžkých kovů ve výchozím materiálu a v produktu a tabulka 13 uvádí stejné koncentrace na kg železa.
-12CZ 292901 B6
Tabulka 12
Koncentrace těžkých kovů (ppm) v síranu železnatém jako výchozím materiálu a produktu jarositu sodném
Fe Pb Co Cr Cu Mg Mn Ni V Zn
síran 18% 1 25 21 2 4030 543 39 9 146
železnatý jarosit 35% <1 <1 <1 1 33 4 <1 8 7
sodný
Tabulka 13
Koncentrace těžkých kovů (ppm)Zkg železa
Pb Co Cr Cu Mg Mn Ni V Zn
síran 6 139 117 11 22389 3017 217 50 811
železnatý jarosit <3 <3 <3 3 94 11 <3 23 20
sodný
S ohledem na těžké kovy je jarosit sodný mnohem lepším materiálem, než je síran železnatý. Relativní konstelace těžkých kovů v jarositu sodném jsou velmi nízké.
Složení jarositu sodného
Produkt způsobu podle vynálezu je jarosit sodný strukturního vzorce NaFe3(OH)6(SO4)2. Pokusy bylo zjištěno, že se strukturní vzorec mění a může se lišit od výše uvedeného vzorce. Produkt je směs hydronium jarositu ((H3O)Fe3(OH)6(SO4)2) a jarositu sodného (NaFe3(OH)6(SO4)2), průměrné složení je Nao 8(H30)o,2Fe3(OH)6(S04)2. Tato směs se mění v následujících hranicích: Na0,8(H3O)0,4Fe3(OH)6(SÓ4)2,NaFe3(OH)6(SO4)2.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Způsob přípravy železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid, vybrané z hydroxysíranu železitéhoajarositusodného,vyznačující se tím,že
a) se připraví železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu, rozpustná v kyselém vodném roztoku, některou z následujících reakcí, al) regenerací železité soli na bázi síranu a/nebo chloridu jako produktu průmyslového procesu, rozpustné v kyselém vodném roztoku, a2) oxidací síranu železnatého FeSO4 v roztoku kyseliny sírové, a3) sulfatací hydroxidu železitého Fe(OH)3 kyselinou sírovou,
-13CZ 292901 B6 a4) chlorsulfatací hydroxidu železitého Fe(OH)3 kyselinou sírovou a kyselinou chlorovodíkovou, a5) chlorací hydroxidu železitého Fe(OH)3 kyselinou chlorovodíkovou nebo a6) oxidací chloridu železnatého FeCh v roztoku kyseliny chlorovodíkové, a
b) připraví se kyselý vodný roztok železité soli na bázi síranu a/nebo chloridu, přičemž je-li připravován jarosit sodný, obsahuje tento kyselý vodný roztok sodnou sůl,
c) kyselý vodný roztok se udržuje v přítomnosti síranových iontů za zvýšeného tlaku po dobu 2 až 12 h při teplotě 150 až 220 °C, jestliže se připravuje hydroxysíran železitý, a za zvýšeného tlaku po dobu 2 až 12 h při teplotě 120 až 140 °C, jestliže se připravuje jarosit sodný, načež se hydrolýzou získá sraženina uvedené železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid, a
d) železitá sloučenina obsahující síran a hydroxid, vybraná z hydroxysíranu železitého ajarositu sodného, se oddělí v čisté pevné formě od kyselého vodného roztoku.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se železitá sůl na bázi síranu 20 a/nebo chloridu získá ve stupni a) oxidací síranu železnatého FeSO4 a/nebo chloridu železnatého
FeCl2.
3. Způsob podle nároku 2, vy zn aču j í cí se t í m , že se síran železnatý FeSO4 oxiduje v bodě a2) kyselinou sírovou a oxidantem vzájemným kontaktem ve vodném roztoku při teplotě
25 80 až 160 °C a tlaku 3 až 10 bar, výhodně při teplotě 120 až 130 °C a tlaku 5 až 7 bar, za získání síranu železitého Fe2(SO4)3.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím,že se v bodě a2) použije kyselina sírová a síran železnatý FeSO4 v takových množstvích, že molámí poměr SCMFe/II) je 1,10 až
30 1,50.
5. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se postupy ve stupních a) až c) provedou v podstatě současně.
35
6. Způsob podle nároku 2 nebo 5, vyznačující se tím, že se oxidace ze stupně a) a hydrolýza ze stupně c) spojí a tak reaguje síran železnatý nebo síran železnatý a chlorid železnatý s vodou a oxidantem po dobu 2 až 12 h při teplotě 150 až 220 °C, je-li připravován hydroxysíran železitý, a při 120 až 140 °C, je-li připravován jarosit sodný.
40
7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 2 až 6, vyznačující se tím, že se síran železnatý nebo chlorid železnatý zavádí do bodu a2) nebo a6) ve formě piklovací kyseliny na bázi kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové.
8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 2až 7, vyznačující se tím, že oxidant použitý 45 v bodě a2) nebo a6) je kyslík, kyselina dusičná, chlor, peroxid vodíku, chlorečnan sodný a/nebo vzduch, výhodně kyslík.
9. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že hydroxid železitý reaguje v bodě a4) s kyselinou sírovou a/nebo kyselinou chorovodíkovou jejich vzájemným kontaktem ve
50 vodném roztoku při teplotě 40 až 140 °C, výhodně při teplotě 60 až 100 °C.
10. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že ve stupni b) je upraven molámí poměr SO4/Fe(III) ve vodném kyselém roztoku na hodnotu 0,6 až 1,7.
- 14CZ 292901 B6
11. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že koncentrace síranu v kyselém vodném roztoku ve stupni b) se upraví přídavkem síranu hořečnatého a/nebo síranu sodného.
12. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že se ve stupni b) přidá síran hořečnatý a/nebo síran sodný v takovém množství, že podstatný podíl železité soli na bázi chloridu se při hydrolýze ve stupni c) převede na železitou hydroxysíranovou sůl.
13. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím,žepH vodného kyselého roztoku ve stupni b) se upraví na 1,14 až 2,00, výhodně 1,70 až 1,80, a je výhodně udržováno na této hodnotě i ve stupni c).
14. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že zahřívání ve stupni c) se provádí 3 až 8 h.
15. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že zahřívání ve stupni c) se provádí při tlaku 3 až 15 bar, výhodně při tlaku 5 až 10 bar.
16. Způsob podle kteréhokoliv z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že postupy ve stupních a) až c) se provádějí bez alkalického kovu, a v tomto případě se ve stupni d) získá čistý pevný hydroxysíran železitý.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že ve stupni b) je molámí poměr SO4/Fe(III) 1,34 až 1,50, výhodně 1,34 až 1,40.
18. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že ve stupni c) se kyselý vodný roztok udržuje na teplotě 170 až 200 °C, přednostně na teplotě 170 až 180 °C.
19. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 16ažl 8, vyznačující se tím, že koncentrace železa ve vodném kyselém roztoku ve stupni b) se upraví na hodnotu 30 až 200 g/1, výhodně na hodnotu 100 až 200 g/1.
20. Způsob podle kteréhokoliv z nároků lažl 6, vyznačující se tím, že se ve stupni b) připraví kyselý vodný roztok, který navíc k síranovým, železitým a popřípadě chloridovým iontům také obsahuje ve vodě rozpustnou sodnou sloučeninu, takže se ve stupni c) vytvoří čistá pevná železitá sloučenina na bázi síranu a hydroxidu, kterou je jarosit sodný.
21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že ve stupni b) se kyselý vodný roztok neutralizuje částečně bází před zahříváním ve stupni c).
22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že ve stupni b) se neutralizace provádí částečně bází, kterou je hydroxid sodný nebo uhličitan sodný.
23. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 20 až 22, vyznačující se tím,že postupy ve stupních a) a b) se spojí, čímž se připraví železitá sůl na bázi síranu a/nebo chloridu in šitu v kyselém vodném roztoku sodné soli.
24. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 20 až 23, vyznačující se tím, že kyselý vodný roztok ve stupni b) se získá rozpuštěním sodné sloučeniny, vybrané ze skupiny: chlorid sodný, hydroxid sodný, síran sodný a uhličitan sodný, ve vodě.
25. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 20 až 24, vyznačující se tím, že ve stupni b) se upraví molámí poměr Na/Fe(m) v kyselém vodném roztoku na hodnotu 0,3 až 1,0.
-15CZ 292901 B6
26. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 20 až 25, vyznačující se tím,že ve stupni b) se upraví molámí poměr OH/Fe(HI) v kyselém vodném roztoku pomocí báze na hodnotu 0,8 až 1,3.
5 27. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 20 až 26, vyznačující se tím,že ve stupni b) se upraví koncentrace železa v kyselém vodném roztoku na 10 až 200 g/1, počítáno jako čisté železo.
CZ19961856A 1993-12-30 1994-12-29 Způsob přípravy železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid CZ292901B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI935946A FI96841C (fi) 1993-12-30 1993-12-30 Menetelmä kolmiarvoisen raudan käyttökelpoisten yhdisteiden valmistamiseksi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ185696A3 CZ185696A3 (en) 1996-10-16
CZ292901B6 true CZ292901B6 (cs) 2004-01-14

Family

ID=8539219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19961856A CZ292901B6 (cs) 1993-12-30 1994-12-29 Způsob přípravy železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0737167B1 (cs)
KR (1) KR100275347B1 (cs)
AT (1) ATE179681T1 (cs)
AU (1) AU1318995A (cs)
CA (1) CA2180161C (cs)
CZ (1) CZ292901B6 (cs)
DE (1) DE69418346T2 (cs)
DK (1) DK0737167T3 (cs)
ES (1) ES2132612T3 (cs)
FI (1) FI96841C (cs)
GR (1) GR3030238T3 (cs)
NO (1) NO318550B1 (cs)
PL (1) PL315194A1 (cs)
WO (1) WO1995018069A1 (cs)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1003752B (el) * 1999-12-30 2002-01-15 ���������� ���������� �.�. Μεθοδος παραγωγης διαλυματος χλωριουχου θειικου σιδηρου (ιιι), με προδιαγραφες κατα din 19602/2.87.
CN109336138B (zh) * 2018-12-21 2020-11-10 中国科学院过程工程研究所 一种含钾和钠的混合硫酸盐中钾钠的分离方法
CN112457350A (zh) * 2020-11-30 2021-03-09 中国大冢制药有限公司 一种枸橼酸焦磷酸铁络合物及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE401496B (sv) * 1975-12-02 1978-05-16 Boliden Ab Forfarande for framstellning av ett basiskt jern (iii)sulfat med en molkvot soŸ4/fe av 1.05 till 1.45
AU506591B2 (en) * 1977-05-09 1980-01-10 Electrolytic Zinc Company Of Australasia Limited Producing jarosite
CA1094326A (en) * 1977-08-19 1981-01-27 Verner B. Sefton Process for the precipitation of iron as jarosite
DE4015804A1 (de) * 1989-12-27 1991-07-04 Lars Rennerfelt Verfahren zur herstellung einer dreiwertiges eisen enthaltenden wasserreinigenden chemikalie

Also Published As

Publication number Publication date
NO318550B1 (no) 2005-04-11
AU1318995A (en) 1995-07-17
EP0737167B1 (en) 1999-05-06
FI935946L (fi) 1995-07-01
NO962755L (no) 1996-08-29
DE69418346D1 (de) 1999-06-10
CA2180161C (en) 2007-03-27
FI96841C (fi) 1996-09-10
FI96841B (fi) 1996-05-31
DK0737167T3 (da) 1999-11-08
GR3030238T3 (en) 1999-08-31
FI935946A0 (fi) 1993-12-30
PL315194A1 (en) 1996-10-14
WO1995018069A1 (en) 1995-07-06
EP0737167A1 (en) 1996-10-16
CZ185696A3 (en) 1996-10-16
DE69418346T2 (de) 1999-09-09
CA2180161A1 (en) 1995-07-06
ES2132612T3 (es) 1999-08-16
KR100275347B1 (ko) 2000-12-15
NO962755D0 (no) 1996-06-28
ATE179681T1 (de) 1999-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5475277B2 (ja) 溶液から有価金属および砒素を回収する方法
AU2008202381B2 (en) Process for producing scorodite and recycling the post-scorodite-synthesis solution
EA009841B1 (ru) Способ восстановления металлов из материала, содержащего оксиды неблагородных металлов
JP7372691B2 (ja) ヒ素含有量が多いスコロダイトを硫酸含有量が多い酸性溶液から得る方法
CA2618326C (en) Method for manufacturing scorodite
US4233063A (en) Process for producing cobalt powder
JPS6254843B2 (cs)
CA1124676A (en) Chromate removal by precipitation
CA1094326A (en) Process for the precipitation of iron as jarosite
WO2020237312A1 (en) Recovery of titanium products from titanomagnetite ores
PL116951B1 (en) Process for recovery of titanium compounds from titaniumbearing raw materialsgo syr&#39;ja
CZ292901B6 (cs) Způsob přípravy železité sloučeniny obsahující síran a hydroxid
CA2285731C (en) Process for preparing usable products from an impure ferric sulfate solution
KR20070028285A (ko) 철-함유 폐황산을 처리하기 위한 방법
EP0958248B1 (en) Process for the preparation of water purification solutions containing ferric iron and the use of the product as of obtained
EP0110848B1 (en) A method for producing water-purifying chemicals
KR100846837B1 (ko) 고순도 염기성 탄산아연의 회수방법
JP3641148B2 (ja) ポリ硫酸第二鉄の製造方法
JP3171605B2 (ja) 産業廃液の処理方法
US7157583B2 (en) Process for producing high-purity 2,3-pyridinedicarboxylic acid
JPH05105451A (ja) 三価クロムあるいは六価クロムもしくは両者が混在するクロム含有組成物より高純度のクロム（ｖｉ）酸溶液を製造する方法
WO2005097683A1 (de) Verfahren zur aufarbeitung von eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen lösungen sowie verwendung von dabei entstehender eisensulfatlösung
GB1575857A (en) Process for producing gypsum and magnetite from ferrous sulphate and separating the same
MXPA99010023A (en) Process for preparing usable products from an impure ferric sulfate solution
MXPA98008478A (en) Process for the preparation of solutions for purification of water containing ferric iron and the use of the product asi obten

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20091229