Verfahren. und Einrichtung zur Herstellung eines Nisenoxidrot-Pigmentes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Eiseaoxidrot-Pigmentes
durch Trocknung von 7a804,7a20 und nachfolgende
Wärmezersetzung des auf
diese Weise erhaltenen Produktes in einet Wirbelachichtreaktor, Es ist bekannt,
daB bei är Herstellung des Eisenoxids
das Ferrosulfat-Heptahydrat zuerst
getrocknet, sodann durch Wärmebehandlung
zersetzt wird, wodurch sich zuerst ein
Ge-
misch von Ferrisulfat
und Ferrioxid
unter Ausscheidung
von
Wasser bildet, demnächst sich das Ferrisulfat zu Ferrioxid ält.
und
Schwefeltrioxid umsetzt,
Letzten Endes erhält man,
aus
Ferrosulfat-Heptahydrat
- unter
Freisetzung von Wasser --ferrioxid, Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid,
Zur Herstellung
des äisenoxide sind zwei
verschiedene
Methoden bekannt,
Naoh
der älteren Methode wird der Vorgang
in einem Drehofen in
zwei Stufen durchgefß.hrt, Diesen Verfahrex ätt - neben einem großes
lufwandbedarf -
den Nachteil,
daß der Vorgang
zu langwierig
ist und kein
homogenes Produkt
liefert,
Eine neuere Wirbelbettmethode
ermöglichte die Durch-
führung
des Prozesses in einer einzigen
Stufe.
Wird das Perronulfat-Heptahydrat
bei einer
Temperatur von 100 bis 250o0 in
einem Wirbelbett mit sauerstoffhaltigen
Gasen behandelt,
so entstehen -
unter Freiwerden von Wasser -
Eisenoxidhydroxid,
basisches Ferrisulfat und Ferriaulfat,
Die Wärmezersetzung
des letzteren erfolgt wiederum
in der oben beschriebenen Weise.
Die austretenden Gele
enthalten eine annähernd
gleiche
Menge
an Schwefeldioxid
und Schwefeltrioxid,
deren Gesamtgehalt
nicht
mehr als 3 bis
« der austretenden Gasmenge beträgt, Da-
her kann
das austretende Gas mittels
der bekannten Verfahren wirtschaftlich
nicht zu Schwefelsäure
verarbeitet werden, Wenn man
jedoch das
Schwefeldioxid
zu Schwefeltrioxid oxydiert,
so
wird die Verarbeitung
zu Schwefelsäure
schon wirtschaftlich,
Die Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfah-
ren $u entwickeln,
das ermöglicht,
die sich übrigens ganz
gut
zur |
bewährte WirbelsehichxaethodeZgleichzeitigen Herstellung
eines |
Eisenoxidrot-Pigmentes
von vorzüglicher
Qualität und
lebhafter
Farbe
und
eines solchen Gases anzuwenden, dessen Zusammensetzung
zur
schwefelaäureherstellung
brauchbar ist,'
Die Erfindung
ruht auf
der Erkenntnis, daß man
die
Oxydation
des Schwefeldioxide
zu Schwefeltrioxid
in Gegemwart
von Ferrioxid
als Katalysator
derart durchführen kann,
daß das
Pigmeatprodukt
selbst als Katalysator
dient, Eine
weitere Erkenntnis
ist, daß die Sulfatisierung
des Katalysators
in be-
trächtlichem Maße vermindert und ein
Kontaktumsetzungsgrad
von
90 bis 94%
erreicht Werden kann,
falle man den Nisenoxid-Katalysator in
einem Wirbelbett bei einer
Temperatur von 400
bis
600°C mit schwefeldioxidhaltigen Gasen
behandelt, wobei
der
sulfatisierte Katalysator
in derselben Einrichtung
mittels der
heißeren Gase regeneriert werden kann, falls man
den Katalysa-
tor im
Reaktor in einer
nach unten
strebenden Bewegung hält,
Es wurde schließlich gefunden, daB man mittils
des Wirbeischichtverfahrens
ein Pigment
von viel lebhafterer
Farbe erhalten kann,
falls man das Ferrisulfat
aus dem aus
Eisenoxidhydroxid
und
Ferrisulfat
bestehenden System extrahiert und das
rückständige Eisenoxidhydroxid
erhitzt, Durch Erhöhen der Behandluagstexperatur
kann
die Farbenintensität
den Pigmentes
verstärkt werden,
Die@Erfindung
betrifft ein Verfahren
zur Herstellung
eines Bisenoxidrot--Pigmentes
durch Trockaung
von FeS04,7H20
und
nachfolgende Wärmezersetzuag
den auf diese weise erhaltenes Pro-
duktes in einem Wirbelachichtreaktor,
Erfindungsgemäß
geht nas
derart vor, daß man
wenigstens 5% des
von der Wirbelschicht des
Reaktors abgeführten Eisenoxid-- (F0203)
Produkten in den oberes
Teil des Reaktors zurückleitet, und in diesem
oberen Teil des
Reaktors eine
zweite Wirbelschicht
von einer
Temperatur zwischen
400 °C und
6000 C entwickelt, in
welcher der
Schwefeldioxidgehalt
des von der unteren Wirbelschicht nach oben
strömenden Gases mittels Eisenoxids als Katalysator zu schwefeltrioxid oxydiert
wird. Die
obere Wirbelschicht wird mittels der unteren Wirbel-
schicht
in einer ununterbrochenen
Zirkulation gehalten, und
der
in der oberes
Wirbelschicht sulfatisierte Katalysator wird in der unteren Wirbelschicht in einem
geschlossenen Kreislauf
re--
generiert, Nach einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Entfernen der Feuchtigkeit in einen -
vor dem zur Wärmezersetzung dienenden Reaktor eingeschalte-. nen - zweiten Wirbelschichtreaktor
durchgeführt, Erfindungsgemäß wird ein Eisenoxidrot-Pigment von lebhaft roter Farbe
zweckmäßig derart hergestellt, daß man
das
Ferrisulfat von dem Eisenƒxidhydroxidgehalt
des getrockneten Produktes
mit Wasser extrahiert, und das rückständige Eisenoxidhydroxid
auf die oben beschriebene Weise verarbeitet,,
Das erfindungsgemäße Verfahren
und eine
vorteilhafte
Ausführungsform der zur Durchführung
den Verfahrens
dienenden Einrichtung
werden anhand
der beigelegten Zeichnung in
den
nachstehenden Beispielen näher erläutert. Abbildung 1 ist eine schematische
Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach Beispiel
1, Abbildung 2 zeigt das Arbeitsschema nach Beispiel 2, Beispiel
1
Das
Rohmaterial 1, g0fördert
durch eine pneumatische
Förderrinne,
scheidet im Staubzyklon
2 von dem Luftstrom
aus-
und
gelangt in
die Wirbelschichtdoaiereinrichtung 3,
über deren
perforierte Platte 4 es auf Einwirkung
der durch Öffnung
5 ein-
tretenden Luft eine Wirbelschicht
bildet. Das wirbelnde Roh-
material strömt durch Öffnung
6 auf die perforierte Platte 8
des Wirbelschicht-Trocknungsreaktors
?,
und verliert hier
sein Kristallwasser
in der bei einer Temperatur von
100 bis
20o0 gehaltenen Umgebung,
auf Einwirkung
von den durch
Öffnung
9 eintretenden Rauchgasen.
Das vom Kristallwasser
befreite Rohmaterial strömt
durch Öffnung 10 auf die perforierte Platte
12 der Wirbelschicht-Überführeinrichtung
11, und bildet über diese Platte
-
unter Einwirkung
der durch Öffnung
13 eintretenden
Luft -
eine Wirbelschicht, sodann fließt es kontinuierlich,
durch
Öffnung 1,.4y in
den Wirbelschicht wärmezersetzungsreaktor
15 über,
Hier bildet es über die perforierten Platten
16 -
unter Einwirkung
der durch Öffnung
18 eintretenden Rauchgase
-
mehrere
Wirbelschichten
17, und setzt sich in
der Umgebung von
einer
Temperatur von 600
bis 90°0 zu Ferrioxid
um, währenddem
sich
die entstandenen, Schwefeldioxid-
und schwefeltrioxidhaltigen
heißen Gase nach aufwärts bewegen. Demnächst
strömt das Produkt durch
Öffnung 19 auf die perforierte Platte 21 der 16führW einrichtung
20, bildet dort unter Einwirkung
der durch Öffnung
22 eintretenden
Luft eine Wirbelschicht, und tritt durch Rohr 23
aus,
Die in
der über den perforierten Platten
16 befindli-
chen
Wirbelschicht
17 :entstehenden,
Schwefeldioxid- und schwefel'brioxid.haltigen
heißen Gase strömen über die aus dem Produkt
stuf
der perforierten Platte
47 gebildete Schicht 48, die von
der lbführeinrichtung
20 durch
Öffnung
49 auf die peZforierte Platte
47 des Reaktors 15 gelangt,
und
die Gase entwickeln dort
eine
Wirbelschicht aus dem Produkt,
Die Wirbelschicht
48 wird
kontinuierlich
erfrischt, indem
dieselbe Menge des Produktes,
die durch
die Öffnung 49 eintritts
fortwährend durch die senk-
rechte
Materialtransportröhre
50 in
die untere Wirbelschichtzurückströmt,
Das Schwefeldioxidgas wird in der Wirbelschicht
48 |
des Ferrioxids zu Schwefeltriozid-oxydiert.
So enthält der vom |
Reaktor 15 austretende Gasstrom lediglich Schwefeltrioaid,
Die |
als Katalysator dienende Ferriozid-Wirbelschicht 48 ist
schwach |
sulfatisiert, er regeneriert sich jedoch in der unteren
Schicht |
des Reaktors 15, und - vermischt mit dem Produkt
-der Wärme- |
zersetzung -
tritt durch die Öffnung
19 aus,
Das austretende
Produkt
vermischt sich in Rohr
23 mit
dem durch Öffnung 24 einetremeiden Wasser und gelangt in
den |
ßydrözyklom 25, wo es gesichtet wird. Die feinkörnige
Trübe |
strömt durch Rohr 26 in den Wirbelschichtwäscher 27, während |
die grobkörnige Trübe in die %xeglmühle 28 und das gemahlene |
Produkt von
hier in
den Hydrozyklon 29 gelangt, Von. Hydrozyklon
29 strömt die grobkörnige
Trübe durch Rohr 30 in
die Mühle
28 zurück, während
die feinkörnige
Trübe durch die Rohrleitung
31 in
den Wirbelschichtwäscher 2? gelangt,
Die Verunreinigungen werden
im Wäscher 2? durch das durch den Rohrstutzen 32
eintretende
Wasser
extrahiert, und treten
durch den Rohrstutzen
33 als Abwasser aus, Die
gewaschene Trübe fließt durch
die
Rohrleitung 34 in
die
Zentrifuge,
sodann von hier in den Trockner,
Das Gas entfernt sich aus den Wirbelschichtreaktoren
7 |
und 15 durch die 35 bzw, 36, währenddem
sich die
festen Schwebestoffe ausscheiden und in die Reaktoren zurückfal- |
len,
Das von
den Reaktoren durch
die Staubzyklone austretende
Gas
enthält noch Staubverunreinigungen, Zur Bindung
dieses
feinen
Staubgehaltes
dienen die mit perforierten Platten zu
Sektionen geteilten Gegenstroa-Gas
Flüssigkeit Reaktoren (Schaumkolonnen)
37 und
38, in denen das
.nach
unten strömende
Waschwasser
durch die nach aufwärts steigenden
Gase
über die
Öffnungen der perforierten Platten zu Schaum umgesetzt
wird,
wodurch die Bindung
des Staubs durch den Wasserschaum
großer
Oberfläche ermöglicht
wird, .
Das Waschwasser tritt in den
Reaktor 37 durch den Rohr-
stutzen 39 ein,
und entfernt
sich durch den Rohrstutzen 40 als
Abwasser, eventuell in einen Bedimentierbehälter.
Das gerei-
nigte Gas vermischt
sich durch Rohr 41 mit der Luft,
Vom
Reaktor 38 leitet man die Trübe durch die Rohrlei-
tung
42 in
die Zentrifuge 43, Von hier
strömt die dicke Trübe
samt der benötigten
Menge frischen Wassers durch die Rohrlei-
tung 44 in
den Reaktor
38 zurück, Das durch Rohr 46
austretende,
schwefeldiogidhaltige
Gas wird
bei der Schwefelsäureherstellung verwendet, Beispiel
2
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird mit d« folgenden |
Modifizierungen angewendet (1bb,
2),
Das Rohmaterial
51 passiert
durch den dem Reaktor 7
im Beispiel 1 entsprechenden Reaktor 52 und tritt als
e ix aus |
Eisenoridhydro:id und Yerrisulfat bestehendes Gemisch 53
aus, |
Außer dem Rohmaterial 51 wird in den Reaktor 52 auch Rauchgas |
54 eingeleitete das dann als Endgas 55 austritt" Das Gemisch |
53 wird in den luflösungsbehälter 56 geleitet, der mit der |
Kühler-Kristallisüreinrichtung 57 gekoppelt ist.
Heißwasser |
58 wird in den Auflöserbehälter 56 eingeleitet. Vom AuflösOr- |
behälter 56 tritt Nisenoxidhydroxid, während von der Mihl. er- |
Kristallisiereinrichtung 5? Ferrisulfat 60
austdie in separa- |
ten Reaktoren einer Wärmezersetzung unterworfen werden.
Diese |
Reaktoren entsprechen dem Reaktor 15 im Beispiel 1. Eisenoxid- |
hydroxid wird in den Reaktor 61, während Ferrisulfat in
den |
Reaktor 62 geleitet. Die Rauchgase 63 bzw. 64 treten auch in |
diesex Reaktoren ein, und entfernen sich als Erdgase 65
bzw. |
66. Außerdem treten die Ferrioxidprodukte 6? bzw. 68
auch von |
diesen beiden Reaktoren aus. Demnächst verläuft der Vorgang
ixi |
der im Beispiel 1 beschriebenen Weise, Ale
Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens
kann noch
erwähnt werden, da.ß heiße Oase dem Katalysator zufließen;
so |
ist die Wärmebilanz eben .bei einem geringen Schwefeldioxid- |
gehalt vorzüglich. Der Utalysator sulfatisiert sich nur
in ge- |
ringem Maße, und er wird im Laufe des Vorganges vollkommen
re- |
generiert, Das Verfahren ist sehr einfach, wird in
einer einzi- |
gen Einrichtung durchgeführt und trotzdem übersteigt der
Kontakt-- |
umsetzungsgrad 90%,-in manchen Fällen sogar 94%, |