DE102004016793A1 - Verfahren zur Aufarbeitung von Eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen Lösungen sowie Verwendung von dabei entstehender Eisensulfatlösung - Google Patents
Verfahren zur Aufarbeitung von Eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen Lösungen sowie Verwendung von dabei entstehender Eisensulfatlösung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004016793A1 DE102004016793A1 DE200410016793 DE102004016793A DE102004016793A1 DE 102004016793 A1 DE102004016793 A1 DE 102004016793A1 DE 200410016793 DE200410016793 DE 200410016793 DE 102004016793 A DE102004016793 A DE 102004016793A DE 102004016793 A1 DE102004016793 A1 DE 102004016793A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- iron
- solution
- chloride
- sulfuric acid
- sulfate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 36
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical class Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 10
- 239000005569 Iron sulphate Substances 0.000 title claims description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001034 iron oxide pigment Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 16
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 4
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000001052 yellow pigment Substances 0.000 description 2
- 229910006540 α-FeOOH Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940051164 ferric oxide yellow Drugs 0.000 description 1
- 238000003958 fumigation Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUINSXZKUKVTMD-UHFFFAOYSA-N hydrogen azide Chemical compound N=[N+]=[N-] JUINSXZKUKVTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/96—Methods for the preparation of sulfates in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/035—Preparation of hydrogen chloride from chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/08—Ferroso-ferric oxide [Fe3O4]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/22—Compounds of iron
- C09C1/24—Oxides of iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Eisenchloriden und/oder einer eisenchloridhaltigen Lösung durch Umsetzung mit Schwefelsäure zu Eisensulfatlösung und Salzsäure sowie die Verwendung der demgemäß erhaltenen Eisensulfatlösung.
- Bei verschiedensten industriellen Prozessen fallen eisenchloridhaltige Lösungen in verschiedensten Reinheitsgraden an. Diese sind nicht ohne weiteres einer Verwendung zuzuführen und auch nicht aufzuarbeiten, sondern fallen als Abfall an. Zwar existiert ein Aufarbeitungsverfahren für Eisenchlorid, das sog. Ruthner-Verfahren, dieses ist jedoch sehr aufwendig und kostspielig.
- Weiterhin ist es aus der
US 4,382,9165 - Aus der
DE 4122920 ist ein Verfahren zur Umsetzung von salzsäurehaltiger Beizereilösung in Eisensulfat-Heptahydrat bei einer Temperatur T < 45°C unter Vakuum bekannt. Das Eisensulfat-Heptahydrat FeSO4·7H2O wird zur Schwefelsäure-Rückgewinnung, zur Farbherstellung oder zur Wasserbehandlung verwendet. - Die
US 5,417,955 offenbart ein zwei- Schritt-Verfahren zur Umwandlung von FeCl2 aus einer Beizereilösung in Eisensulfat und Salzsäure (HCl), bei dem Eisen(II)sulfat in Eisen(III)sulfat umgewandelt wird. - Keinem dieser Dokumente sind Angaben zu Nebenbestandteilen des jeweils erhaltenen Eisensulfates zu entnehmen.
- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine weitere Verwendungsmöglichkeit für eine aus Eisenchlorid und/oder eisenchloridhaltiger Lösung durch Umsetzung mit Schwefelsäure erhaltene Eisensulfatlösung eröffnet.
- Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Mn:Fe (in g/g) von 50,01, bevorzugt ≤ 0,05, besonders bevorzugt ≤ 0,003, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Hierdurch wird erreicht, dass die erhaltene Eisensulfatlösung neuen Verwendungsmöglichkeiten, beispielsweise der Umsetzung zu Eisenoxid, insbesondere Eisenoxidpigmenten, zugeführt werden kann.
- In Weiterbildung sieht die Erfindung daher auch vor, dass die Eisensulfatlösung zu Eisenoxid, insbesondere zu Eisenoxidpigment, umgesetzt wird.
- Daher wird außerdem wird zur Lösung der Aufgabe eine Verwendung gemäß Anspruch 27 vorgeschlagen.
- Die Erfinder haben überraschend herausgefunden, dass aus einer eisenchloridhaltigen Lösung sich ein Eisenoxid herstellen lässt, das zu einem Eisenoxid – Farbpigment verarbeitet oder bereits als solches verwendet werden kann, wenn in der Sulfatlösung ein sehr geringer Mangangehalt, d.h. ein in erfindungsgemäßes Mangan (Mn) : Eisen (Fe) – Verhältnis angegeben in Gramm/Gramm von ≤ 0,01, bevorzugt 50,05, besonders bevorzugt 50,003, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Besonders eignen sich Eisensulfatlösungen, die aus einer eisenchloridhaltigen Lösung aus Beizereien hervorgegangen sind, da diese lediglich sehr geringe Anteile an Mangan (Mn), Magnesium (Mg) und Titan (Ti) aufweisen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren löst auch das sich dadurch ergebende Problem, dass immer mehr eine Verschiebung von der Schwefelsäure – Beize hin zur Salzsäure – Beize erfolgt, indem es der dadurch bewirkten Verknappung an Eisensulfat durch die Bereitstellung eines Verfahrens entgegenwirken kann.
- Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Eisensulfat (FeSO4) nicht kristallisiert und abgetrennt zu werden braucht, sondern als Lösung eingesetzt werden kann. Es reicht die Abtrennung von Salzsäure (HCl). Hierbei ist weiterhin die weitgehend vollständige Abtrennung von HCl bzw. Chlorid nicht zwingend, da diese nicht störend für die Eisenoxidpigmentherstellung sind. Die möglichst vollständige Abtrennung von HCl bzw. Chlorid ist jedoch günstig im Hinblick auf eine Korrosionsminderung.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Umsetzung der Eisensulfatlösung zu Eisenoxid nach einem der gängigen Verfahren, wie einem Fällverfahren mit alkalischen Stoffen wie Natronlauge oder dem Penniman-Verfahren unter oxidativer Lösung von Eisenschrott in sauren Eisenlösungen oder auch durch thermische Spaltung von kristallinem Eisensulfat unter oxidierenden oder reduzierenden Bedingungen erfolgen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Mg:Fe (in g/g) von ≤ 0,05, bevorzugt 50,0001, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Bei einigen Anwendungen von Eisenoxiden, wie z.B. Toner- oder Magnetpigmenten können die gewünschten Eigenschaften bei Anwesenheit von zu viel Mg nicht mehr erzielt werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Ti:Fe (in g/g) von ≤ 0,01, bevorzugt ≤ 0,001, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, dass in der Eisensulfatlösung ein Chloridgehalt bezogen auf Eisensulfat ≤ 10 Gew.-%, bevorzugt ≤ 5 Gew.-%, noch bevorzugt ≤ 2 Gew.-%, und ≥ 0 Gew.-% eingestellt wird. Dies bringt Vorteile hinsichtlich einer verringerten Korrosionsneigung.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass aus der Eisensulfatlösung Eisensulfat in kristalliner Form gewonnen und zu Eisenoxidpigmenten umgesetzt wird. Durch die damit erreichte Abtrennung von der Lösung, kann anschließend jede beliebige Konzentration eingestellt werden und man vermeidet das eventuell nötige Aufstärken der Lösung durch zum Beispiel Auflösen von metallischem Eisen oder metallisches Eisen enthaltenden Stoffen oder auch Eisenoxiden.
- Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Reinheit des Eisensulfates erheblich erhöht wird.
- Gemäß bevorzugten Ausführungsformen kann nun vorgesehen sein, dass im Eisensulfat ein Verhältnis Mn:Fe (in g/g) von ≤ 0,01, bevorzugt 50,05, noch mehr bevorzugt ≤ 0,003, und ≥ 0 eingestellt wird und/oder dass im Eisensulfat ein Verhältnis Mg:Fe (in g/g) von 50,05, bevorzugt ≤ 0,0001, und ≥ 0 eingestellt wird und/oder dass im Eisensulfat ein Verhältnis Ti:Fe (in g/g) von 50,01, bevorzugt ≤ 0,001, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die im Umsetzungsschritt des Eisenchlorids und/oder der eisenchloridhaltigen Lösung entstehende Salzsäure in gasförmiger Form und/oder als wässrige Salzsäure abgetrennt und einer Verwendung zugeführt wird. Somit kann auch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehende Salzsäure wiederverwendet werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Umsetzungsschritt des Eisenchlorids und/oder der eisenchloridhaltigen Lösung verwendete Schwefelsäure technisch reine Schwefelsäure ist. Alternativ kann die im Umsetzungsschritt des Eisenchlorids und/oder der eisenchloridhaltigen Lösung verwendete Schwefelsäure Gebrauchtschwefelsäure sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gebrauchtschwefelsäure aus der Titandioxid-Herstellung nach dem Sulfatverfahren stammt.
- Die Gebrauchtschwefelsäure kann dabei
- – aus der Metallverhüttung, wie z.B. der Kupferverhüttung, Bleiverhüttung oder Zinkverhüttung stammen;
- – und/oder ein Nebenprodukt einer organischen Synthese sein;
- – und/oder eine Beizereilösung sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gebrauchtschwefelsäure einen H2SO4-Gehalt von ≥ 10 bis ≤ 90 aufweist. Dies hat sich in der Praxis als besonders günstig erwiesen. Bevorzugt weist die Schwefelsäure einen H2SO4-Gehalt von ≥ 20 bis ≤ 30 % auf.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die eisenchloridhaltige Lösung als salzsaure Lösung vorliegt. Dies hat den Vorteil dass eine unerwünschte Oxidation des Eisens und/oder ein Ausfallen von Eisenhydroxidschlamm in der Eisenchloridlösung verhindert werden Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die eisenchloridhaltige Lösung ≥ 10 bis ≤ 30 Gew.-% Eisenchlorid enthält. Dies hat sich in der Praxis als besonders effektiv erwiesen, da hierdurch der gewonnene Anteil an Eisensulfat besonders hoch ist.
- Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die eisenchloridhaltige Lösung
- – eine Beizlösung oder ein Aufarbeitungsprodukt hiervon ist;
- – und/oder durch Aufkonzentrierung der Beizlösung erhalten wird;
- – und/oder aus den bei der HCl-Laugung von eisenhaltigen Materialien, insbesondere Erzen, anfallenden eisenchloridhaltigen Rückständen besteht oder solche enthält;
- Eisenchloridhaltige Lösungen und/oder Eisenchloride aus diesen Prozessen haben sich als besonders günstige Ausgangsmaterialien zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die von Eisensulfat verschiedenen Metallsulfate, die nach Kristallisation des Eisensulfates in Lösung verbleiben, einer separaten Verwertung oder Entsorgung zugeführt werden. Der Hauptvorteil besteht darin, dass das so erhaltene Eisensulfat eine höhere Reinheit hat. Bei einer möglichen Verwertung von Begleitmetallen ist diese durch die vorherige Abtrennung des Eisens vereinfacht. Eine mögliche Entsorgung wird aus demselben Grund einfacher und dadurch kostengünstiger.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die von Eisensulfat verschiedenen Metallsulfate mit Kalzium (Ca) – Verbindungen neutralisiert werden. Dies verbessert zum einen die Abtrennung des Eisensulfates; zum anderen wird die Verwendung der anderen Metallsulfate erleichtert.
- Beispiel 1: Herstellung der Eisensulfatlösung
- Eine Eisenchloridlösung aus der Metallbeize mit einem Fe-Gehalt von 12 Gew.-% wird mit verdünnter Schwefelsäure umgesetzt. Die dabei entstehende Salzsäure wird abdestilliert.
- Es wird eine klare, grüne FeSO4-Lösung mit folgender Zusammensetzung erhalten:
FeSO4 = 6,46% Mn/Fe = 0,0031 Mg/Fe = 0,00005 Ti/Fe = 0,00005 - Beispiel 2: Herstellung von Eisenoxidschwarz (Magnetit)
- 2,864 kg der nach Beispiel 1 erhaltenen Eisensulfatlösung (während der Zwischenlagerung mit Schwefelsäure auf pH < 2 gestellt, um Oxidation zu verhindern) wird mit 2,673 kg Wasser verdünnt, in einem Rührbehälter mit Rührer und Begasungseinrichtung vorgelegt und auf 85°C erwärmt. Danach werden 0,66 kg einer 25%igen Natronlauge (318 g NaOH/l) zugegeben, um den pH-Wert der Reaktionsmischung auf 7,0 einzustellen. Anschließend wird mit 0,1 m3/h Luft begast, bis es zu einem Potentialsprung in der Lösung von ca. -700 mV auf ca. – 200 mV kommt (nach ca. 4,5 h); der pH-Wert wandert während der Begasung auf einen Wert von ca. 4,5. Der ausgefällte Magnetit wird über Nutschen abfiltriert und mit 0,50 kg Wasser gewaschen. Es werden 5,479 kg Filtrat, 0,52 kg Waschfiltrat und 0,302 kg Filterkuchen mit 64,9% Feststoffgehalt (60°C bis zur Gewichtskonstanz) erhalten. Nach Trocknung des Filterkuchens im Umlufttrockenschrank bei 60°C und Desagglomeration mit einer Schlagkreuzmühle werden 0,196 kg Magnetit mit folgenden Eigenschaften erhalten:
Mn/Fe: 0,00037 Mg/Fe: 0,000001 Ti/Fe 0,00003 - Beispiel 3: Herstellung von Eisenoxidgelb (α-FeOOH)
- 3,697 kg der nach Beispiel 1 erhaltenen Eisensulfatlösung (während der Zwischenlagerung mit Schwefelsäure auf pH < 2 gestellt, um Oxidation zu verhindern) und 1,43 l betriebsübliche α-FeOOH-Keime mit 32,5 g/l FeOOH (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., Vol. A 20, p. 297 ff) werden in einem Rührbehälter mit Rührer und Begasungseinrichtung vorgelegt und auf 85°C erwärmt. Danach wird die Lösung mit Natronlauge (318 g NaOH/l) innerhalb von 3 h kontinuierlich auf einen pH-Wert von 3,8 eingestellt, während gleichzeitig mit 33 l/h Luft begast wird. Danach wird weitere 5 h begast, während der pH-Wert durch Zugabe von NaOH auf 3,8 gehalten wird.
- Das ausgefällte Eisenoxidgelb-Pigment wird über Nutschen abfiltriert und mit Wasser gewaschen bis die Leitfähigkeit des Filtrats < 50 μS beträgt.
- Es werden 4,254 kg Filtrat, 2,407 kg Waschfiltrat und 1,684 kg Filterkuchen mit 42,0% Feststoffgehalt (60°C bis zur Gewichtskonstanz) erhalten. Nach Trocknung des Filterkuchens im Umlufttrockenschrank bei 60°C und Desagglomeration mit einer Schlagkreuzmühle werden 0,707 kg Eisenoxidgelb-Pigment mit folgenden Eigenschaften erhalten:
Mn/Fe: 0,0003 Mg/Fe: 0,0000001 Ti/Fe: 0,000002 - Beispiel 4: Calcination des Eisenoxidschwarz
- 20 g des gemäß Beispiel 2 erhaltenen Magnetits werden zu einem Eisenoxidrot-Pigment verglüht, indem der in einer Keramikschale befindliche Magnetit in einem Kammerofen in einem Luftstrom von 600 l/h mit einer Aufheizrate von 4°C/min aufgeheizt und bei 600°C aus dem Ofen herausgenommen wird.
- Nach einer Mahlung von 60 s im Dismembrator wird ein Eisenoxidrot-Pigment mit ausgezeichneten Pigmenteigenschaften erhalten.
- Beispiel 5: Calcination des Eisenoxidgelb
- 20 g des gemäß Beispiel 5 erhaltenen Eisenoxidgelb werden zu einem Eisenoxidrot-Pigment verglüht, indem das in einer Keramikschale befindliche Eisenoxidgelb in einem Kammerofen in einem Luftstrom von 600 l/h mit einer Aufheizrate von 4°C/min aufgeheizt und bei 600°C aus dem Ofen herausgenommen wird.
- Nach einer Mahlung von 60 s im Dismembrator wird ein Eisenoxidrot-Pigment mit ausgezeichneten Pigmenteigenschaften erhalten.
Claims (27)
- Verfahren zur Aufbereitung von Eisenchloriden und/oder einer eisenchloridhaltigen Lösung durch Umsetzung mit Schwefelsäure zu Eisensulfatlösung und Salzsäure, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Mn:Fe (in g/g) von ≤ 0,01,bevorzugt ≤ 0,05, besonders bevorzugt ≤ 0,003, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisensulfatlösung zu Eisenoxid, insbesondere Eisenoxidpigmenten, umgesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Mg:Fe (in g/g) von ≤ 0,05, bevorzugt ≤ 0,0001, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Ti:Fe (in g/g) von ≤ 0,01, bevorzugt ≤ 0,001, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eisensulfatlösung ein Chloridgehalt bezogen auf Eisensulfat ≤ 10 Gew.-%, bevorzugt ≤ 5 Gew.-%, noch bevorzugt ≤ 2 Gew.-%, und ≥ 0 Gew.-% eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass aus der Eisensulfatlösung Eisensulfat in kristalliner Form gewonnen und zu Eisenoxidpigmenten umgesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Eisensulfat ein Verhältnis Mn:Fe (in g/g) von ≤ 0,01, bevorzugt ≤ 0,05, noch mehr bevorzugt 50,003, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Eisensulfat ein Verhältnis Mg:Fe (in g/g) von ≤ 0,05, bevorzugt ≤ 0,0001, und ≥0 eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 – 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Eisensulfat ein Verhältnis Ti:Fe (in g/g) von 50,01, bevorzugt 50,001, und ≥ 0 eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Umsetzungsschritt des Eisenchlorids und/oder der eisenchloridhaltigen Lösung entstehende Salzsäure in gasförmiger Form und/oder als wässrige Salzsäure abgetrennt und einer Verwendung zugeführt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Umsetzungsschritt des Eisenchlorids und/oder der eisenchloridhaltigen Lösung verwendete Schwefelsäure technisch reine Schwefelsäure ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Umsetzungsschritt des Eisenchlorids und/oder der eisenchloridhaltigen Lösung verwendete Schwefelsäure Gebrauchtschwefelsäure ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebrauchtschwefelsäure aus der Titandioxid-Herstellung nach dem Sulfatverfahren stammt.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebrauchtschwefelsäure aus einer Metallverhüttung, insbesondere der Kupferverhüttung, Bleiverhüttung oder Zinkverhüttung stammt.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebrauchtschwefelsäure ein Nebenprodukt einer organischen Synthese ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebrauchtschwefelsäure eine Beizereilösung ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebrauchtschwefelsäure einen H2SO4-Gehalt von 10 bis 90 % aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebrauchtschwefelsäure einen H2SO4-Gehalt von 20 bis 30 aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eisenchloridhaltige Lösung als salzsaure Lösung vorliegt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eisenchloridhaltige Lösung ≥ 10 bis ≤ 30 Gew.-% Eisenchlorid enthält.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eisenchloridhaltige Lösung eine Beizlösung oder ein Aufarbeitungsprodukt hiervon ist.
- Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die eisenchloridhaltige Lösung durch Aufkonzentrierung der Beizlösung erhalten wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenchloride und/oder die eisenchloridhaltige Lösung aus bei der HCl-Laugung von eisenhaltigen Materialien, insbesondere Erzen, anfallenden eisenchloridhaltigen Rückständen bestehen/besteht oder solche enthalten/enthält.
- Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die die Eisenchloride und/oder die eisenchloridhaltige Lösung die nach der Chlorierung abgeschiedenen eisenhaltigen Metallchloride enthalten/enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die von Eisensulfat verschiedenen Metallsulfate, die nach Kristallisation des Eisensulfates in Lösung verbleiben, einer separaten Verwertung oder Entsorgung zugeführt werden.
- Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die von Eisensulfat verschiedenen Metallsulfate mit Kalzium-Verbindungen neutralisiert werden.
- Verwendung einer Eisensulfatlösung, die durch Aufbereitung von Eisenchloriden und/oder einer eisenchloridhaltigen Lösung durch Umsetzung mit Schwefelsäure zu Eisensulfatlösung und Salzsäure erhalten wird, zur Umsetzung zu Eisenoxid, insbesondere Eisenoxidpigmenten, wobei in der Eisensulfatlösung ein Verhältnis Mn:Fe (in g/g) von 50,01, bevorzugt 50,05, noch mehr bevorzugt ≤ 0,003, und ≥ 0 eingestellt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410016793 DE102004016793A1 (de) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Verfahren zur Aufarbeitung von Eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen Lösungen sowie Verwendung von dabei entstehender Eisensulfatlösung |
PCT/EP2005/003441 WO2005097683A1 (de) | 2004-04-06 | 2005-04-01 | Verfahren zur aufarbeitung von eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen lösungen sowie verwendung von dabei entstehender eisensulfatlösung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410016793 DE102004016793A1 (de) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Verfahren zur Aufarbeitung von Eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen Lösungen sowie Verwendung von dabei entstehender Eisensulfatlösung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004016793A1 true DE102004016793A1 (de) | 2005-11-03 |
Family
ID=34963373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410016793 Withdrawn DE102004016793A1 (de) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Verfahren zur Aufarbeitung von Eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen Lösungen sowie Verwendung von dabei entstehender Eisensulfatlösung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004016793A1 (de) |
WO (1) | WO2005097683A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521380C1 (ru) * | 2013-02-05 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ комплексной переработки мартит-гидрогематитовой руды |
CN104445426B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-03-30 | 衡阳市金化科技有限公司 | 一种用盐卤水及生产钛白粉得到的硫酸亚铁溶液生产铁黄和铁红的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE535252C (de) * | 1928-12-25 | 1931-10-08 | Ferdinand Fraensemeier | Verfahren zur Aufarbeitung von salzsauren Eisenbeizablaugen auf Ferrosulfat und Salzsaeure |
DE4122920A1 (de) * | 1991-07-11 | 1993-01-14 | Gottfried Von Czarnowski | Verfahren zum regenerieren salzsaurer beizloesungen |
DE19812260A1 (de) * | 1998-03-20 | 1999-09-23 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Eisenoxid-Pigmenten aus Dünnsäure aus der TiO¶2¶-Herstellung |
US20030026746A1 (en) * | 2000-01-05 | 2003-02-06 | Olsen Douglas R. | Regenerating spent pickling liquor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2394579A (en) * | 1939-06-08 | 1946-02-12 | C K Williams & Co | Process for the production of iron oxide |
JPS5110198A (de) * | 1974-07-15 | 1976-01-27 | Toda Kogyo Corp | |
US4382916A (en) * | 1981-10-07 | 1983-05-10 | Voss Steel Corporation | Method of preparing hydrochloric acid and high purity ferrous sulfate hydrate crystals from hydrochloric acid waste pickle liquor |
US5417955A (en) * | 1994-03-01 | 1995-05-23 | Connolly; David W. | Manufacture of ferric sulfate and hydrochloric acid from ferrous chloride |
ES2291576T5 (es) * | 2003-10-06 | 2012-05-17 | Kerr-Mcgee Pigments Gmbh | Procedimiento para la regeneración de ácido sulfúrico usado contaminado con hierro |
-
2004
- 2004-04-06 DE DE200410016793 patent/DE102004016793A1/de not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-04-01 WO PCT/EP2005/003441 patent/WO2005097683A1/de active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE535252C (de) * | 1928-12-25 | 1931-10-08 | Ferdinand Fraensemeier | Verfahren zur Aufarbeitung von salzsauren Eisenbeizablaugen auf Ferrosulfat und Salzsaeure |
DE4122920A1 (de) * | 1991-07-11 | 1993-01-14 | Gottfried Von Czarnowski | Verfahren zum regenerieren salzsaurer beizloesungen |
DE19812260A1 (de) * | 1998-03-20 | 1999-09-23 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Eisenoxid-Pigmenten aus Dünnsäure aus der TiO¶2¶-Herstellung |
US20030026746A1 (en) * | 2000-01-05 | 2003-02-06 | Olsen Douglas R. | Regenerating spent pickling liquor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005097683A1 (de) | 2005-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60010702T2 (de) | Behandlung von titanerz zur herstellung von titandioxidpigmenten | |
DE2343344C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von reinem Titandioxid aus Titanerzen | |
JP4048253B2 (ja) | 硫酸亜鉛溶液からの赤鉄鉱としての鉄の沈殿方法 | |
DE60113716T2 (de) | Wiedergewinnung von titaniumdioxid aus tio2-reichen rohstoffen wie schlacken der stahlherstellung | |
EP1064226A1 (de) | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON EISENOXID-PIGMENTEN AUS DÜNNSÄURE AUS DER TiO2-HERSTELLUNG | |
DE2234971C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Nichteisenmetallen aus eisenhaltigen Oxyden | |
DE2216549C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Titankonzentraten | |
US5061460A (en) | Method for manufacturing titanium oxide | |
DE2744805A1 (de) | Verfahren zum aufschluss von ilmeniterzen | |
DE2922235A1 (de) | Verfahren zum herstellen von kobaltmetallpulver in extrafeiner koernchengroesse | |
DE2528989A1 (de) | Verfahren zur anreicherung von silber aus silber- und bleihaltigen rueckstaenden | |
WO2005097682A1 (de) | Verfahren zur aufarbeitung von eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltiger lösungen sowie verwendung von dabei entstehendem eisensulfat | |
JPH1095618A (ja) | 酸化チタンの製造方法 | |
WO2005097683A1 (de) | Verfahren zur aufarbeitung von eisenchloriden und/oder eisenchloridhaltigen lösungen sowie verwendung von dabei entstehender eisensulfatlösung | |
EP1522522B1 (de) | Verfahren zur Aufarbeitung eisenbelasteter Gebrauchtschwefelsäure | |
DE2405271C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Titandioxid aus Ilmeniterz | |
WO2005068358A1 (en) | Production of 'useful material(s)' from waste acid issued from the production of titanium dioxyde | |
DE2057832B2 (de) | Verfahren zur herstellung eines titandioxydkonzentrates | |
DE2264541A1 (de) | Nassmetallurgisches verfahren zur trennung von eisen und nickel | |
DE2329167A1 (de) | Verfahren zum erschmelzen von ilmenit unter bildung von roheisen und titandioxidhaltiger schlacke | |
DE3636981A1 (de) | Verfahren zur herstellung von reinem kobaltmetallpulver | |
DE1947122C3 (de) | Verfahren zum Gewinnen von Titandioxyd und Eisen-III-chlorid | |
DE2758229C2 (de) | Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Gips und Magnetit | |
DE490600C (de) | Verfahren zum Aufschliessen von Titanerzen mit verduennter Schwefelsaeure | |
DE1758261C (de) | Verfahren zum Veredeln von titanhal tigen Erzen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DEMSKI, FRANK & NOBBE PATENTANWAELTE, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SACHTLEBEN PIGMENT GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: KERR-MCGEE PIGMENTS GMBH, 47829 KREFELD, DE Effective date: 20121024 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DEMSKI & NOBBE PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20121024 Representative=s name: DEMSKI, FRANK & NOBBE PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20121024 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121101 |