DE2407203B2 - Verfahren zur Herstellung von rieselfähigem Eisen(H)-sulfat-Heptahydrat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von rieselfähigem Eisen(H)-sulfat-HeptahydratInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von rieselfähigem Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat aus bei
industriellen Prozessen anfallendem Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat.
Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat fällt in großen Mengen bei verschiedenen industriellen Prozessen wie z. B. bei
der Herstellung von Titandioxid-Pigmenten nach dem Schwefelsäureverfahren an. Es enthält geringe Mengen
an Haftwasser und Schwefelsäure und ist so, wie es aus dem Prozeß kommt, nicht rieselfähig, so daß es nur
schwierig zu handhaben ist.
In der US-PS 27 71342 wird vorgeschlagen, das
Eisen(ll)-sulfat-lleptahydrat bis zu einem FeSCVGehalt
von 56 bis 60% zu trocknen und dann die getrockneten Kristalle mit feinteiligem Calciumcarbonat zu vermischen.
Wenn auch so ein rieselfähiges eisen(ll)-sulfat-heptahydrathaltiges
Produkt erhalten werden kann, so weist das Verfahren doch mehrere Nachteile auf. Das
Trocknen muß sehr vorsichtig erfolgen, damit das Produkt nicht schmilzt; außerdem wird beim Trocknen
ein Teil des Hydratwassers abgespalten. Es sind deshalb aufwendige Maßnahmen zur Regelung des Trockenvorgangs
erforderlich, und die Abspaltung von Hydratwasser erfordert erhöhte Energieaufwendungen. Beim
Trocknen tritt Aggregation auf, so daß das Produkt unter Umständen gemahlen werden muß. Um eine
gleichmäßige Verteilung des Calciumcarbonats im Eisensulfat zu erzielen, muß der Mischvorgang sehr
intensiv sein.
Es wurde ein neues Verfahren zur Herstellung von rieselfähigem Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat aus bei industriellen
Prozessen anfallendem Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat gefunden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat in einem Fließbett unter Verwendung von Luft als
Fluidisierungsgas bei 5 bis 65°C von anhaftendem Wasser befreit und gleichzeitig mit bis zu 10
Gewichtsprozent gasförmigem Ammoniak, bezogen auf eingesetztes Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat, behandelt
wird. Vorzugsweise wird die Behandlung im Fließbett bei 30"C vorgenommen. Das Ammoniak wird vorzugsweise
in einer Menge von 0,3 bis 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetztes Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat,
zugeführt.
Das Verfahren ist leicht und einfach durchzuführen, wobei der apparative Aufwand nur gering ist. Für die
Bildung des Fließzustandes können beliebige an sich bekannte Vorrichtungen verwendet werden. Das
Verfahren kann vorteilhafterweise kontinuierlich betrieben werden. Im Gegensatz zum bekannten Verfahren
erfolgen Trocknung und Behandlung des Eisen(II)-sulfat-Heptahydrates
gleichzeitig in einem Arbeitsgang.
ίο Es tritt keine wesentliche Abspaltung von Hydratwasser
ein. Das Ammoniak kann leicht dosiert werden, indem es beispielsweise zusammen mit der Luft zugeführt wird.
Das Ammoniak kann aber auch getrennt zugeführt werden. Es sind nur geringe Mengen Ammoniak nötig.
Eine Mahlung des Produktes ist nicht erforderlich. Das erhaltene Produkt zeigt eine gute Rieselfähigkeit und
Dosierbarkeit und ist lagerbeständig. Es ist beispielsweise als Zuschlagstoff für Futtermittel, Düngemittel und
Zement anwendbar. Wegen seiner guten Lösungseigenschäften in Wasser ist es als Flockungsmittel für die
chemische Abwasserbehandlung gut geeignet.
Wesentlich ist es, daß das aus dem industriellen Prozeß stammende Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat möglichst
trocken ist, d. h. im allgemeinen nicht mehr als 2 bis 5 Gewichtsprozent Haftwasser enthält. Ein solches
Eisen(l!)-sulfat-Heptahydrat kann durch Zentrifugieren oder andere geeignete Maßnahmen erhalten werden.
Ferner muß dafür gesorgt werden, daß das Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat
klumpenfrei in das Fließbett eingetragen wird.
Bei der Behandlung im Fließbett spielen sich gleichzeitig drei Vorgänge ab: Verdampfen von
Haftwasser, Neutralisieren der anhaftenden freien Säure und eine partielle Oxidation des zweiwertigen
Eisens zu dreiwertigem Eisen.
Eine praktisch vollständige Entfernung des Haftwassers erfolgt dann, wenn nicht nur Haftwasser verdampft
und anhaftende freie Säure mit Ammoniak neutralisiert wird, sondern überdies gleichzeitig eine partielle
Oxidation des zweiwertigen Eisens zu dreiwertigem Eisen erfolgt. Der Effekt, daß durch die Kombination
dieser drei Maßnahmen in einem Fließbett auf einfache und billige Weise ein rieselfähiges und lagerstabiles
Produkt erhalten werden kann, war überraschend.
Dieser Effekt war weder der DL-PS 85 763. noch der DT-AS 1249 241 zu entnehmen oder durch sie
nahegelegt. Beide Literaturstellen unterscheiden sich entscheidend in Aufgabenstellung und Lösung — z. B.
Behandlung des Eisensulfates in wäßriger Lösung und
so vollständige Oxidation des zweiwertigen Eisens — von dem vorliegenden Verfahren. Auch konnte das Verfahren
nicht aus den bekannten Reaktionen des Eisen(ll)-sulfats
mit Ammoniak bzw. Sauerstoff abgeleitet werden (H. Re my »Lehrbuch der Anorganischen
Chemie«, Bd. Il (1949), S. 273, Abs. 2, Bildung von Mohrschem Salz).
Wesentlich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Menge, in der das Ammoniak
eingesetzt wird. 1st diese Menge zu gering, dann werden Rieselfähigkeit und Lagerbeständigkeit des entstehenden
Produktes beeinträchtigt. Andererseits entstehen mit Erhöhung der Ammoniakmenge in steigender
Menge wasserunlösliche Substanzen, die bei der Weiterverarbeitung des Produktes stören können. Die
b5 geeignete Ammoniakmenge bis zu dem Höchstwert von
10 Gewichtsprozent gasförmiges Ammoniak, bezogen auf eingesetztes Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, kann
leicht durch Versuche ermittelt werden.
In einem Fließbett mit einem Durchmesser von 490 mm und einer Betthöhe von 620 mm wird bei 300C
ein Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat behandelt, das durch Schleudern aus einer Titansulfatlösung erhalten wurde.
Der Durchsatz betrug 50 kg/h. Als Fluidisierungsgas wurde Luft in einer Menge von 200 NnvVh verwendet,
der vor der Einführung in das Fließbett 0,25 kg/h Ammoniak zugemischt wurden. Um die erforderliche
Fließbettemperatur zu erhalten, wurde die Luft vor dem Eintritt in den Fließbettreaktor auf etwa 600C
vorerwärmt. Bezogen auf den freien Querschnitt des Fließbettes betrug die Gasgeschwindigkeit im Fließbett
30 cm/s.
Es wurde ein gelbes bis hellbraunes rieselfähiges und lagerbeständiges Produkt von sandartiger Beschaffenheit
erhalten, das zu 86% eine Korngröße oberhalb 0,2 mm aufwies. Der Versuch wurde nach 40 Stunden
dauerndem einwandfreiem Betrieb abgebrochen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von rieselfähigem Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat aus bei industriellen
Prozessen anfallendem Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat, dadurch gekennzeichnet, daß dieses
Eisen(ll)-sulfa(-Heptahydrat in einem Fließbett unter Verwendung von Luft als Fluidisierungsgas bei
5 bis 65°C von anhaftendem Wasser befreit und gleichzeitig mit bis zu 10 Gewichtsprozent gasförmigem
Ammoniak, bezogen auf eingesetztes Eisen(ll)-sulfat-Heptahydrat, behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung im Fließbett bei 300C vorgenommen wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak in einer
Menge von 0,3 bis 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetztes Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, zugeführt
wird.
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