DE4026446A1 - Verfahren zur gewinnung von schwefelsaeure - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von schwefelsaeureInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Gewinnung von Schwefelsäure. Insbesondere betrifft sie ein
Verfahren, worin Schwefelsäure aus der Abfallschwefelsäure,
die bei der Herstellung von Titanoxid durch ein
Sulfatverfahren erzeugt wird, unter Anwendung von
Elektrolyse und Lösungsmittelextraktion gewonnen wird.
Titanoxid wird in großer Menge auf verschiedenen Gebieten
als Komponente von Beschichtungszusammensetzungen, als
Mattierungsmittel für chemische Fasern, Druckfarben,
Kosmetika, usw. verwendet. Verfahren zur Herstellung von
Titanoxid im industriellen Maßstab werden im allgemeinen in
zwei Verfahren eingeteilt, nämlich in das Sulfatverfahren
und das Chloridverfahren. Bisher wird hauptsächlich das
erstere Verfahren verwendet.
Das Sulfatverfahren umfaßt im allgemeinen die Stufen (1) der
Auflösung einer Titanschlacke oder eines hohen Ilmeniterzes
in Schwefelsäure, um eine Titansulfatlösung zu erhalten, (2)
der Zugabe von Abfalleisen oder Abfallaluminium zu der
Titansulfatlösung, um Eisen(III)-Ionen, die als
Verunreinigung in der Lösung enthalten sind, chemisch in den
zweiwertigen (Eisen(II))-Zustand zu reduzieren, um eine
Ausfällung von Eisen zu verhindern und den Weißgrad des
Titanoxidprodukts zu erhöhen, gefolgt von einer Abkühlung
der Lösung zur Ausfällung und Entfernung von
Eisen(II)-Sulfat, (3) der Wärmehydrolisierung der
Titansulfatlösung, aus der Eisen(II)-Sulfat entfernt worden
ist, gefolgt von einer Ausfällung von wasserhaltigem
Titanoxid, das dann filtriert und gewaschen wird, und (4)
der anschließenden Calcinierung des gewaschenen,
wasserhaltigen Titanoxids bei 800 bis 1100°C, um
wasserfreies Titanoxid zu erhalten.
In dem vorstehend beschriebenen Sulfatverfahren wird die
Schwefelsäurelösung in großer Menge hautpsächlich in der
Stufe (3) ausgetragen. Die Behandlung dieser
Abfallschwefelsäure ist zu einem ernsthaften Problem
bezüglich der wirksamen Verwendung von Resourcen, des
Umweltschutzes usw., geworden. In dem Sulfatverfahren wird
Schwefelsäure in einer Einheitsmenge (einer Menge zur
Herstellung von 1 t TiO2) von etwa 3,5 bis 5,0 t verwendet,
und 1,0 bis 1,5 t Schwefelsäure wird als Eisen(II)-Sulfat
(vorstehende Stufe (2)) in dem Fall der Herstellung aus
Ilmeniterz fixiert, wobei die verbleibende Schwefelsäure als
Abfallschwefelsäure ausgetragen wird.
Die Abfallschwefelsäure enthält eine große Menge Eisen
zusätzlich zu Titan und weiterhin Ionen von Titan, Mangan,
Aluminium, Magnesium und anderen Elementen. Obwohl ein Teil
der Abfallschwefelsäure als Ammoniumsulfat wiederverwendet
wird, wird gegenwärtig der größte Teil der Abfallschwefel
säure zur Landauffüllung als Gips ausgetragen oder nach
Neutralisierung in das Meer gegeben. Somit wird die
Abfallschwefelsäure bei enormen Kosten behandelt.
Andererseits werden Untersuchungen bezüglich der
Wiederverwendung von gewonnener Abfallschwefelsäure für sich
auflösende Erze durchgeführt. Es ist jedoch die Entfernung
von zweiwertigem Eisen, das in der Abfallschwefelsäure
enthalten ist, erforderlich, und die wiedergewonnene
Abfallschwefelsäure muß weiter konzentriert werden.
Da die Löslichkeit von Eisen in Schwefelsäure hoch ist, wird
als kostensparendes und wirksames Verfahren zur Entfernung
Eisen(II)-Ionen, die in der Abfallschwefelsäure enthalten
sind, das Oxidieren der Eisen(II)-Ionen zu Eisen(III)-Ionen
und die anschließende Entfernung der Eisen(III)-Ionen durch
Lösungsmittelextraktion angesehen.
Übliche Verfahren zur Entfernung von Eisen(II)-Ionen sind
jedoch vom praktischen Standpunkt nachteilig. Obwohl
Eisen(II)-Ionen in Eisen(III)-Ionen beispielsweise durch
Luftaussetzung oxidiert werden, verläuft die Reaktion
äußerst langsam und ist unwirksam. Eisen(II)-Ionen werden
ebenfalls durch Stickoxide zur Erhaltung von
Eisen(III)-Ionen oxidiert; die Oxidationsreaktion ergibt
jedoch Salpetersäure in der Lösung. Die Salpetersäure
korrodiert die Vorrichtung und oxidiert auf nachteilige
Weise Lösungsmittel und Extraktionsmittel, die in der
nachfolgenden Lösungsmittelextraktion verwendet werden.
Wenn eine wäßrige Wasserstoffperoxidlösung als
Oxidationsmittel verwendet wird, werden die zweiwertigen
Eisenionen schnell in den dreiwertigen Zustand oxidiert;
dies ist jedoch nachteilig, weil die Reaktion heftig
stattfindet und gefährlich ist, weil eine große Menge
an wäßriger Wasserstoffperoxidlösung erforderlich ist.
Weiterhin ist wäßrige Wasserstoffperoxidlösung teuer, und
das verbleibende Wasserstoffperoxid zersetzt sich während
der Lösungsmittelextraktion und stört dadurch die
Lösungsmittelextraktion.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
wirksamen und leichten Entfernung von Schwefelsäure aus
einer wäßrigen Abfallschwefelsäurelösung, die in großen
Mengen während der Herstellung von Titanoxid durch das
Sulfatverfahren erzeugt wird, und das die vorstehend
beschriebenen Nachteile von bekannten Gewinnungsverfahren
beseitigt, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs
genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
eine wäßrige Schwefelsäurelösung, die Eisen(II)-Sulfat,
erzeugt bei der Herstellung von Titanoxid durch das
Sulfatverfahren, enthält, elektrolysiert wird, um dadurch
Eisen(II)-Ionen, die in der Lösung gelöst sind, in
Eisen(III)-Ionen zu oxidieren, und dann die Eisen(III)-Ionen
durch Lösungsmittelextraktion entfernt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Schwefelsäure auf
wirksame Weise aus der wäßrigen Abfallschwefelsäurelösung
gewonnen, und die gewonnene Schwefelsäurelösung wird leicht
zu der gewünschten Konzentration zur Wiederverwendung bei
der Auflösung von Roherzen oder für andere Zwecke
konzentriert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von
Schwefelsäure aus Abfallschwefelsäure, die sich aus der
Herstellung von Titanoxid durch das Sulfatverfahren ergibt,
ist dadurch gekennzeichnet, daß Ionen von Titan, Eisen,
Mangan, Aluminium, Magnesium usw., die in der
Abfallschwefelsäure enthalten sind, auf wirksame Weise
entfernt werden. Von den vorstehend genannten Metallionen
sind insbesondere Eisen(II)-Ionen in großer Menge vorhanden.
Obwohl die Löslichkeit von Eisen(II)-Ionen in Schwefelsäure
hoch ist und die Entfernung Eisen(II)-Ionen äußerst
schwierig ist, wurde nun gefunden, daß im wesentlichen alle
Eisen(II)-Ionen zusammen mit anderen Metallionen entfernt
werden, wodurch auf leichte Weise Schwefelsäure gewonnen
wird, indem die Eisen(II)-Ionen in Eisen(IIl)-Ionen
elektrolytisch oxidiert werden und dann die erhaltene
elektrolysierte Lösung einer Lösungsmittelextraktionsbehand
lung ausgesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren
entfernt die Eisen(II)-Ionen aus der Abfallschwefelsäure bis
auf etwa 50 ppm oder weniger.
Die Anode, die für die Anodisierungsreaktion in der
Elektrolysebehandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendet wird, kann bekannte unlösliche Anoden umfassen,
die in Schwefelsäurelösung stabil sind und auf leichte Weise
die folgende Reaktion ermöglichen: Fe2+ → Fe3+ + e⊖
(Reaktionspotential E0 = 0,77 V). Beispiele für geeignete
Anodenmaterialien schließen Kohlenstoff, Graphit, Metalle
der Platingruppe, Oxide von Metallen der Platingruppe, Oxide
von anderen Metallen, wie Blei, zusammengesetzte Materialien
aus diesen Metallen und Metalloxiden und Materialien,
erhalten durch Bedeckung von korrosionsbeständigen
Substraten, wie Titan, Tantal, usw., mit den vorstehend
genannten Metallen oder Metalloxiden ein.
Die Elektrolysebehandlung zur Anodisierung in dem
erfindungsgemäßen Verfahren kann ohne Verwendung eines
Diaphragmas durchgeführt werden. Da eine Elektrolyse ohne
Diaphragma eine Erniedrigung der Stromwirksamkeit bei der
Kathode ergibt, ist eine Elektrolyse unter Verwendung eines
Diaphragmas vorteilhaft bezüglich der Stromwirksamkeit.
Bei der Elektrolyse ohne Diaphragma tritt eine
Spannungserhöhung aufgrund der Verwendung eines Diaphragmas
nicht auf, so daß die Elektrolyse bei einer niedrigeren
Zellspannung durchgeführt wird. Zur Diaphragmaelektrolyse
können neutrale Membranen, hergestellt aus Keramika,
Kohlenwasserstoffen oder Fluorverbindungen, und
Ionenaustauschmembranen, hergestellt aus Kohlenwasserstoffen
oder Fluorverbindungen, als Diaphragma verwendet werden. Von
diesen ist jedoch eine Membran mit niedrigerer
Wasserdurchlässigkeit oder besseren Ionenpermeationsselek
tivität bevorzugt. Die Elektrolyse wird vorzugsweise bei
einer Stromdichte von 50 A/dm2 oder weniger durchgeführt,
wobei Stromdichten zwischen 1 bis 30 A/dm2 üblicherweise für
höhere Stromwirksamkeiten vorteilhaft sind. Wenn die
Stromdichte 50 A/dm2 übersteigt, wird Sauerstoff in erhöhter
Menge erzeugt, was zu einer abnehmenden Stromwirksamkeit
führt.
Als Elektrolysezelle zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen
Verfahren kann im allgemeinen eine elektrolytische Zelle,
umfassend eine Anode und eine Kathode in Form einer
perforierten Elektrode, einer Tafel, eines Streifens oder
eines Stabs, oder eine elektrolytische Zelle, umfassend
solche Elektroden, die auf plattenartigen Substraten
angepaßt sind, beispielsweise eine elektrolytische Zelle mit
parallelen flachplattenartigen Elektroden, verwendet werden.
Beispiele für andere geeignete elektrolytische Zellen
schließen eine elektrolytische Zelle, umfassend eine
Mehrzahl von Anodenelektroden; eine elektrolytische Zelle
vom Aufschlämmungszwangszirkulationstyp, worin die Anode
eine Aufschlämmung aus feinen Katalysatorteilchen, die in
dem Anolyt enthalten sind, umfaßt und die Elektrolyse
durchgeführt wird, während die Aufschlämmung
gezwungenermaßen zirkuliert wird; eine
Festbettelektrolysezelle, worin die Anode eine
dreidimensionale Elektrode umfaßt, zusammengesetzt aus
Elektrodenkatalysatorteilchen mit großem Durchmesser,
gepackt in einer Anodenzelle, und die Elektrolyse
durchgeführt wird, während der Anolyt durch die Anodenkammer
zirkuliert wird; und eine Flüssigbettelektrolysezelle, worin
eine Anodenkammer, enthaltend feine
Elektrodenkatalysatorteilchen, dispergiert oder ausgefällt
in der Kammer, verwendet wird, und ein Anolyt durch die
Anodenkammer ohne Zwangszirkulation, wie in der
Festbettelektrolysezelle, geleitet wird, ein. Die
Elektrolysezelle, ausgestattet mit parallelen
Flachplattenelektroden, ist vorteilhaft, weil die Zelle
kompakt gebaut werden kann und damit weniger Bodenfläche
einnimmt als eine Elektrolysezelle vom Mehrstufentyp. Um auf
wirksame Weise Eisen(II)-Ionen in dem Anolyten in Kontakt
mit der Anode zu bringen, um die Stromwirksamkeit zu
erhöhen, werden jedoch die Elektrolysezelle, ausgestattet
mit einer Mehrzahl von Elektroden, die Elektrolysezelle vom
Aufschlämmungszwangszirkulationstyp, die
Festbettelektrolysezelle und die Flüssigbettelektrolysezelle
vorteilhaft verwendet, weil die Anoden in den vorstehend
genannten Elektrolysezellen vergrößerte wirksame
Oberflächenbereiche besitzen.
Die elektrolytische Oxidationsbehandlung gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren wird bei hoher Stromwirksamkeit
mit guter Kontrolle der Elektrolyse durchgeführt, wenn die
Konzentration der Eisen(II)-Ionen hoch ist (etwa 200 ppm
oder mehr). Wenn die Eisen(II)-Ionenkonzentration niedrig
wird (etwa 100 ppm oder weniger), kann eine chemische
Oxidation mit einem Oxidationsmittel in Kombination mit der
elektrolytischen Oxidation durchgeführt werden.
Geeignete Oxidationsmittel schließen Ozon, Sauerstoff,
Wasserstoffperoxid, Stickoxide, Chlor, unterchlorige Säure
und dgl. ein. Von diesen Oxidationsmitteln sind Ozon,
Sauerstoff und Wasserstoffperoxid bevorzugt, weil sie keine
unerwünschten Ionen in dem Elektrolyten oder in der
behandelten Lösung zurücklassen. Bezüglich der Löslichkeit
und der Oxidationsreaktionsgeschwindigkeit ist
Wasserstoffperoxid am meisten bevorzugt. Wenn eine chemische
Oxidation in Kombination mit der elektrolytischen Oxidation
durchgeführt wird, braucht nur eine geringe Menge an
Wasserstoffperoxid oder eines anderen Oxidationsmittels
zugegeben zu werden, weil die Menge an Eisen(II)-Ionen, die
in der zu behandelnden Lösung enthalten ist, auf
ausreichende Weise durch die elektrolytische Oxidation
verringert worden ist, und die Oxidationsreaktion zwischen
dem Oxidationsmittel und den verbleibenden Eisen(II)-Ionen
kann auf milde Weise bei niedrigen Kosten durchgeführt
werden. Die Menge an Oxidationsmittel, die zugegeben wird,
ist im allgemeinen eine äquivalente Menge oder eine größere
Menge als die Ionenmenge, die oxidiert wird.
Die Schwefelsäurelösung, die einer elektrolytischen
Oxidationsbehandlung ausgesetzt worden ist, wird dann einer
Lösungsmittelextraktionsbehandlung ausgesetzt, worin
Eisen(III)-Ionen und andere Metallionen extrahiert werden,
indem sie in das Lösungsmittel zusammen mit einem
Extraktionsmittel überführt werden. Zur
Lösungsmittelextraktion können in dem erfindungsgemäßen
Verfahren bekannte Techniken verwendet werden; das
verwendete Lösungsmittel ist jedoch vorzugsweise ein
organisches Lösungsmittel, das in der wäßrigen
Schwefelsäurelösung unlöslich ist. Beispiele für solche
bevorzugten Lösungsmittel schließen Cyclohexan, Hexan,
Kerosin, Xylol, Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform,
Benzol, Dichlorbenzol, Dichlormethan und dgl. ein.
Als Extraktionsmittel wird geeigneterweise eine Verbindung,
die wenigstens eine fuktionelle Gruppe enthält, die einen
Komplex mit Eisen(III)-Ionen in der Schwefelsäurelösung
bildet, wobei der Komplex in dem für die Extraktion
verwendeten Lösungsmittel löslich ist, verwendet. Beispiele
für solch eine funktionelle Gruppe schließen ein
Phenolgruppe, eine Nitrosogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine
Iminogruppe, eine Carbonylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine
Carbaminsäuregruppe, eine Aminogruppe, eine Thiolgruppe,
eine Thiocyanogruppe und eine Pyridingruppe ein.
Zur Verwendung in der Extraktion von Eisen(III)-Ionen aus
der Abfallschwefelsäure wird geeigneterweise Benzol oder
Chloroform als Lösungsmittel verwendet; billiges Kerosin ist
jedoch bevorzugt, wenn die Extraktion industriell in großem
Maßstab durchgeführt wird. Als Extraktionsmittel zeigen
Thenoyltrifluoraceton, das ein β-Diketon ist, und Kupferron,
das eine Nitrosogruppe und eine Hydroxylamingruppe in seinem
Molekül besitzt, eine gute Extraktionswirksamkeit; andere
Ketone, wie Methylisobutylketon und Methylethylketon, die
billig sind, können jedoch ebenfalls verwendet werden.
Weiterhin können Alkylphosphate und Alkylphosphinoxide, wie
Tributylphosphat und Trioctylphosphinoxid, als
Extraktionsmittellösung verwendet werden, weil sie billig
sind. Ein gemischtes Lösungsmittel kann ebenfalls als
Extraktionslösungsmittel verwendet werden, um die Polarität
des Lösungsmittels zu modifizieren und die
Extraktionswirksamkeit zu verbessern. Eine Kombination aus
zwei oder mehreren Extraktionsmitteln kann ebenfalls für den
gleichen Zweck verwendet werden. Solch eine kombinierte
Verwendung von zwei oder mehreren Extraktionsmitteln ist
ebenfalls äußerst wirksam, um andere Metallionen, die in
kleiner Menge zusammen mit den Eisenionen enthalten sind, zu
trennen. Die extrahierten Eisen(III)-Ionen können
beispielsweise als Ausgangsmaterial für Ferrit verwendet
werden, nachdem das Lösungsmittel durch Verdampfung gewonnen
worden ist und das Resteisen wird calciniert.
Die gewonnene Abfallschwefelsäurelösung, aus der Eisenionen
und andere Metallionen entfernt worden sind, besitzt im
allgemeinen eine Schwefelsäurekonzentration von 20 bis 40
Gew.-%. Da die gewonnene Schwefelsäurelösung nicht
ausreichend konzentriert ist, um Roherze, wie Ilmenit,
aufzulösen, kann die gewonnene Lösung durch Erwärmen oder
andere Mittel auf eine Konzentration von 60 Gew.-% oder mehr
konzentriert werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, worin eine wäßrige
Schwefelsäurelösung, die Eisen(II)-Sulfat enthält,
elektrolysiert wird, um Eisen(II)-Ionen, gelöst in der
Lösung, in Eisen(III)-Ionen zu oxidieren und die
Eisen(III)-Ionen dann durch Lösungsmittelextraktion entfernt
werden, wird Schwefelsäure auf wirksame und leichte Weise
aus der wäßrigen Abfallschwefelsäurelösung, ausgetragen bei
der Herstellung von Titanoxid durch das Sulfatverfahren,
gewonnen. Deshalb ist das erfindungsgemäße Verfahren von
großer Bedeutung bezüglich der wirksamen Ausnutzung von
Resourcen und des Umweltschutzes.
Es wurde eine elektrolytische Oxidation von Eisen(II)-Ionen
in Eisen(III)-Ionen unter Verwendung einer elektrolytischen
Zelle, umfassend eine Anodenkammer, enthaltend 1 l einer
wäßrigen 20 gew.-%igen Schwefelsäurelösung als
Repräsentativum einer Abfallösung, enthaltend
Eisen(II)-Sulfat (20 g/l bezüglich der
Eisenionenkonzentration); eine Kathodenkammer, enthaltend
1 l einer wäßrigen 20 gew.-%igen Schwefelsäurelösung; eine
Metallanode, umfassend eine Titanbasis, bedeckt mit
Rutheniumoxid; eine Kathode aus einer Stahl (SUS304)-Platte,
und ein Diaphragma, zusammengesetzt aus einer Polymermembran
auf Kohlenwasserstoffbasis ("Yumicron Membran", hergestellt
von Yuasa Battery Co., Ltd., Japan), durchgeführt. Die
Elektrolyse wurde bei Raumtemperatur durch Anlegen eines
elektrischen Stroms bei einer Stromdichte von 10 A/dm2 über
3 h durchgeführt.
Zum Vergleich wurden die Eisen(II)-Ionen, die in der
gleichen wäßrigen Schwefelsäureabfallösung, die im
vorstehenden Beispiel 1 verwendet wurde, enthalten waren, in
Eisen(III)-Ionen entweder durch (1) allmähliche Zugabe von
etwa 20 ml einer wäßrigen 35%igen Wasserperoxidlösung zu der
Schwefelsäurelösung (Vergleichsbeispiel 1), oder durch (2)
Blasen von Stickoxiden, erzeugt durch Inkontaktbringen von
Salpetersäure mit Kupfer, durch die Schwefelsäurelösung bis
die Eisen(II)-Ionen nicht mehr nachgewiesen wurden
(Vergleichsbeispiel 2) umgewandelt.
Jeweils 200 ml der vorstehend erhaltenen drei Lösungsarten,
die Eisen(III)-Ionen enthielten, wurden einer
Lösungsmittelextraktion mit 60 g Thenoyltrifluoraceton und
200 ml Benzol als Extraktionsmittel bzw. Lösungsmittel
ausgesetzt. Danach wurde das Lösungsmittel mit einem
Trenntrichter abgetrennt, und die Eisenionenkonzentration
jeder wäßrigen Schwefelsäurelösung, d. h. jeder restlichen
wäßrigen Phase, wurde bestimmt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, daß nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren Eisenionen wirksam entfernt werden
und Schwefelsäure wirksam gewonnen wird.
Eine geringe Menge (etwa 0,1 ml) einer wäßrigen
Wasserstoffperoxidlösung wurde zu der Lösung, erhalten als
Ergebnis der elektrolytischen Oxidation in Beispiel 1,
gegeben, um dadurch im wesentlichen alle verbleibenden
Eisen(II)-Ionen vollständig in Eisen(III)-Ionen umzuwandeln.
Die erhaltene Lösung wurde einer Lösungsmittelextraktion auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgesetzt. Die so
erhaltene Schwefelsäurelösung wurde auf ihre
Eisenionenkonzentration analysiert, die als 10 ppm bestimmt
wurde.
Eine elektrolytische Oxidation von Eisen(II)-Ionen in
Eisen(III)-Ionen wurde unter Verwendung einer elektrolytischen
Zelle, umfassend eine Anodenkammer, enthaltend 1 l einer
wäßrigen 40%igen Schwefelsäurelösung, enthaltend
Eisen(II)-Sulfat (40 g/l bezogen auf die
Eisenionenkonzentration); eine Kathodenkammer, enthaltend 1 l
einer wäßrigen 40%igen Schwefelsäure; eine Anode, hergestellt
durch Packen von sphärischen Graphitteilchen mit einem
Durchmesser von 10 mm in einen Titankorb; eine Kathode,
hergestellt aus einem Stahl (SUS306), und ein Diaphragma,
hergestellt aus einer Kationenaustauschmembran auf der Basis
einer Fluorverbindung, durchgeführt. Die Elektrolyse wurde
über 5 h bei der gleichen Stromdichte wie in Beispiel 1
durchgeführt.
Zu Vergleichszwecken wurde eine Behandlung mit 40 ml einer
wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (Vergleichsbeipiel 3) und
Einblasen von Stickoxiden (Vergleichsbeispeil 4) auf die
gleiche Weise in den Vergleichsbeispielen 1 und 2
durchgeführt.
200 ml der drei so behandelten Lösungsmittelarten, die
Eisen(III)-Ionen enthielten, wurden einer
Lösungsmittelextraktion mit 70 g Kupferron und 400 ml Kerosin
als Extraktionsmittel bzw. Lösungsmittel ausgesetzt. Daraufhin
wurden die erhaltenen Lösungen auf die gleiche Weise wie in
Beispiel 1 behandelt, und die Eisenionenkonzentration jeder
wäßrigen Schwefelsäurelösung wurde bestimmt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Gewinnung von Schwefelsäure aus einer
wäßrigen Schwefelsäurelösung, enthaltend Eisen(II)-Sulfat,
dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Schwefelsäurelösung,
enthaltend Eisen(II)-Sulfat, elektrolysiert wird, um dadurch
die Eisen(II)-Ionen, gelöst in der Lösung, in
Eisen(III)-Ionen zu oxidieren, und dann die Eisen(III)-Ionen
durch Lösungsmittelextraktion unter Verwendung eines
Lösungsmittels und eines Extraktionsmittels entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektrolyse bei einer Stromdichte von 50 A/dm2 oder
weniger durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stromdichte 1 bis 30 A/dm2 beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektrolyse in Gegenwart eines Oxidationsmittels
durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Oxidationsmittel aus Ozon, Sauerstoff,
Wasserstoffperoxid, Stickoxid, Chlor und unterchloriger
Säure gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das in der Lösungsmittelextraktion verwendete Lösungsmittel
aus Cyclohexan, Hexan, Kerosin, Xylol, Toluol,
Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Benzol, Dichlorbenzol und
Dichlormethan gewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das in der Lösungsmittelextraktion verwendete
Extraktionsmittel eine Verbindung, enthaltend wenigstens
eine funktionelle Gruppe, die einen Komplex mit
Eisen(III)-Ionen in der Schwefelsäurelösung bildet, wobei
der Komplex in dem für die Extraktion verwendeten
Lösungsmittel löslich ist, ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die funktionelle Gruppe aus einer Phenolgruppe, einer
Nitrosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Iminogruppe,
einer Carbonylgruppe, einer Carboxylgruppe, einer
Carbaminsäuregruppe, einer Aminogruppe, einer Thiolgruppe,
einer Thiocyanogruppe und einer Pyridingruppe gewählt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Extraktionsmittel aus Thenoyltrifluoraceton, Kupferron,
Methylisobutylketon und Methylethylketon gewählt wird.
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