DE2728047A1

DE2728047A1 - Verfahren zur herstellung von granuliertem eisen(iii)-sulfat

Info

Publication number: DE2728047A1
Application number: DE19772728047
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl Chem Dr Cherdron; Rolf Ing Grad Fessenmayr; Otto Dipl Chem Dr Helmboldt; Herbert Keller
Original assignee: Giulini Chemie GmbH
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH
Priority date: 1977-06-22
Filing date: 1977-06-22
Publication date: 1979-01-18

Description

Verfahren zur Herstellung von p:ranuliertem Eisen(III)-sulfat
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Eisen(III)-sulfat-Granalien durch Erhitzen von Eisenvitriol (Fe(II)-S04.7H20) in sauerstoffhaltiger Atmosphäre und anschließende Behandlung des dehydratisierten Eisensalzes mit Schwefelsäure.
Die Herstellung von basischem Eisen(III)-sulfat (FeOHS04) durch Entwässerung und Oxidation von Fe(II)-S04.7H20 bei Temperaturen oberhalb 460C ist Gegenstand der US-PS 2 905 533.
Dabei wird eine Mischung, die aus 30 bis 60 Gew.% basischem Eisen(III)-sulfat und 70 bis 40 Gew.% Fe 504.7 H20 besteht, kontinuierlich in einem beheizten Drehrohr in Gegenwart von Luftsauerstoff erhitzt. Die Temperatur im Drehrohr soll hierbei am Eintragsende oberhalb 64°C und am Materialaustrag mehr als 3000C betragen, wobei Temperaturen von 4800C nicht überschritten werden sollen.
Der Anteil des im Kreislauf geführten Rückgutes kann jedoch gemäß der DT-OS 24 46 544 bis auf 10 bis 25 % vermindert werden, wodurch die Raum-Zeit-Ausbeuten sowie die Energiebilanz des vorbekannten Verfahrens derart verbessert werden können, daß eine wirtschaftliche Herstellung nunmehr möglich sein soll. Der Oxidationsgrad des Eisens wird jedoch auch bei diesem Verfahren nur mit 89 % angegeben.
Uberraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Dehydratation und Oxidation von Eisenvitriol durch Erhitzen in sauerstoffhaltigen Atmosphären wesentlich verbessert werden kann, wenn die Dehydratation und Oxidation in einem Wirbelstromofen durchgeführt wird. Eine teilweise Rückführung des Reaktionsproduktes erfolgt hierbei nicht.
D?S erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von granuliertem Eisen(III)-sulfat ist dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen(II)-sulfat . 7 H20, gegebenenfalls nach T<ilentwässerung, in einem Wirbelstromofen in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases bei Tempersturen zwischen 80 und 200°C erhitzt wird und das gebildete basische Eisen(III)-sulfat anschließend mit 50 - 160% der stöchiometrisch erforderlichen Menge Schwefelsäure in einer Konzentration von 40 - 80 % unter Bildung von Granalien umgesetzt wird.
Die optimalen Betriebstemperaturen liegen zwischen 120 und 1300C.
Unter den angegebenen Bedingungen wird ein basisches Eisen(III)-sulfat erhalten, das maximal noch bis zu 2 Gew.% zweiwertiges Eisensulfat enthält. In den meisten Fällen wurde jedoch ein prozentualer Fe II-Gehalt beobachtet, der kleiner als 1 ist.
Die Überführung des bas. Eisen(III)-sulfats in Eisen(III)-sulfat erfolgt vorzugsweise mit einer etwa 60 %igen Schwefelsäure, und zwar bei einem Molverhältnis CFe (OH)S04 : H2S04 von etwa @ : : 0,69 bis 1 : 0,77. Das granulierte Eisen-III-sulfat ist wasserlöslich. Wird mit einer oberhalb 80 % liegenden H2S04 granuliert und/oder mit einem höheren molaren H2S04-Anteil gearbeitet, so -steigt der Feinanteil im Endprodukt und die Festigkeit der Granalien nimmt ab. Bei Erniedrigung des H2S04-Anteiles auf 0,6 bis 0,5 Mole pro Mol Fe III (OH)SO4 steigt der Anteil des unlöslichen Anteils rasch auf 5 % und mehr an.
Anhand der schematischen Zeichnung und der Beispiele soll nun das neue Verfahren noch näher erläutert werden.
In dem Wirbelstromofen 1 wird bei 2 über einen Verteiler vorgewärmte Luft eingeleitet, durch die das bei 3 eingeführte FeIIS04.
7 H20 im aufgewirbelten Zustand gehalten wird. Die Höhe der dadurch gebildeten Wirbelschicht 4 ist so eingestellt, daß das Eisen(Il)-sulfat so lange darin verweilt, bis der gewünschte Dehydrations- und Oxidationsgrad erreicht ist. Dz basische Eisen(III)-sulfat wird durch die Abführung 5 kontinuierlich auf einen Granuletionsteller 6 geleitet und durch Aufsprühen der vorbestimmten Schwefelsäuremenge 8 granuliert. Der Gasabzug ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet und mit 10 ein Staubabscheider.
Drs Verfahren kann sowohl chargenweise als auch kontinuierlich ausgeführt werden.
Beispiel: In einem chargenweise betriebenen Wirbelstromofen mit einem Durchmesser von 360 mm wurden 15 kg Fe S04.7H20 eingebracht.
Die zum Aufbau des 47 cm hohen Wirbelbetts erforderliche Luftmenge betrug 110 m-/h und die Verweilzeit des Reaktionsgutes bei den Versuchen mindestens 40 Min. max. 120. Die Temperatur lag zunächst über einen Zeiraum von etwa 20 Min. bei 90°C, und dann 20 Min. bei 120°C. Im Endprodukt wurde ein Eisengehalt ges. von 30,01 Gew.% FeII , von 1,00 Gew.% und ein FeIII" von 29,01 Gew.% festgestellt.
So hergestelltes Fe (OH)SO4 (850 g) wurde mit 565 g (376 ml) 60 %iger Schwefelsäure auf dem Granulationsteller besprüht.
Die Reaktionstemperatur betrug 670. Erhalten wurden 1385 g Material (Ausbeute: 98 %), mit folgenden Daten: Schüttgewicht lose: 0,93 % Siebanalyse > 3 mm : 10,8, 2 - 3 " @ 7,3 % 1 - 2 " @ 8,4 % 0,63 - 1 " : 10,3 % < 0,63 : 63,2 % Löslichkeit 1 Min.; feiner Bodensatz Lösung: milchig trüb Lösung noch 24 Std. klar Unlösliches: (nach 4' Rühren): 2 % pH-Wert Fe2O3: 25 % L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Qi Verfahren zur Herstellung von granuliertem Eisen(III)-sulfat durch Erhitzen von Eisenvitriol in sauerstoffhaltiger Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen(II)-sulfat . 7 H20, gegebenenfalls nach Teilentwässerung, in einem Wirbelstromofen in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases bei Temperaturen zwischen 80 und 2000C erhitzt wird und das gebildete basische Eisen(III)-sulfat abschließend mit 50 - 160 % der stöchiometrisch erforderlichen Menge Schwefelsäure in einer Konzentration von 40 - 80 % unter Bildung von Granalien umgesetzt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen im Wirbelstromofen bei einer Temperatur zwischen 120 und 1300C erfolgt.
3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulat ion mit einer etwa 60 %igen Schwefelsäure erfolgt.
4) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis Fe(OH)S04 : H2S04 zwischen 1 : 0,69 bis 1 : 0,77, liegt.