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Herstellung von Ferrisulfat Die vorliegende Erfindung betrifft die
Herstellung von Ferrisulfat als Reinigungsmittel für Benzol, Petrolöl und ähnliche
Öle und Benzinarten, ebenso für natürliche tierische und pflanzliche öle und Fette
durch Entfernung ihrer schwefelhaltigen, harzigen, riechenden oder sonstigen unerwünschten
Bestandteile.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, Ferrisulfat in einer für die
genannten Verwendungszwecke geeigneten Form billig und gewünschtenfalls aus Abfallstoffen
herzustellen, wie z. B. aus oxydierten Eisenfeilspänen, wie sie bei der Herstellung
von Anilin entstehen. Diese besitzen einen hohen Prozentgehalt an Eisen in Form
von Mischungen aus Eisenoxydul und Eisenoxyden und Hydraten.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden Eisenoxydul oder Eisenoxyde oder
die entsprechenden Hydroxyde oder Mischungen dieser Stoffe zuerst mit einer genügenden
Menge konzentrierter Schwefelsäure, deren Stärke dem Feuchtigkeitsgehalt der Oxyde
angepaßt ist, behandelt, um die in den Erzen oder Oxyden vorhandenen zweiwertigen
Eisenverbindungen in Ferrosulfat und etwa anwesende Ferriverbindungen in. basische
Ferrisulfate überzuführen. Wenn Eisenoxydul und Eisenoxyde und Hydroxyde aus der
Anilinfabrikation vorliegen, so beträgt die erforderliche Menge von Schwefelsäure
etwa ein Drittel der Menge, die notwendig ist, um die Gesamtmenge des Eisens in
Ferrisulfat überzuführen, plus einer hinreichenden Schwefelsäuremenge, um neutralisierbare
Stoffe, wie Kalk, die im Abfall vorhanden sein können, zu neutralisieren.
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Es ist bereits bekannt, die bei der Anilinfabrikation ,anfallenden
eisenoxydhaltigen Schlämme durch Behandlung mit Schwefelsäure unter gleichzeitiger
oder nachträglicher Vornahme einer Oxydation in Fernsulfat überzuführen. Jedoch
wurde bei diesem Verfahren die Schwefelsäure auf einmal zugegeben im Gegensatz zu
dem vorliegenden Verfahren, bei dem die Schwefelsäure in zwei Portionen zu dem eisenoxydhaltigen
Material zugegeben wird.
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Wenn der erste Teil der Schwefelsäure in der angegebenen Weise zugefügt
wird, so tritt eine energische und schnelle Reaktion. ein, und die Masse nimmt eine
sirupöse Form an. Der Rest der Schwefelsäure, der erforderlich ist, um das Eisen
in Ferrisulfat umzuwandeln, wird dann gemeinsam mit einem Oxydationsmittel oder
mit Oxydationsmitteln, wie Mangandioxyd, hinzugegeben.
Falls Natriumnitrat
oder andere \Titrate und Man gandioxyd verwendet werden, gibt man einen überschuß
an Schwefelsäure über die zur Bildung von Ferrisulfat erforderliche Menge zu, der
zur vollständigen Reaktion mit den Oxydationsmitteln hinreicht.
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Während der beiden Stadien der Behandlung wird die Masse beständig
gerührt. Während des zweiten Stadiums der Behandlung bildet sich nicht nur das Ferrisulfat,
sondern es fällt auch aus seiner Lösung in einem Zustande feiner Verteilung aus.
Das Material kann dann getrocknet und zu jedem gewünschten Feinheitsgrad zermahlen
werden. Beispiel i Unter Benutzung von Eisenfeilspänen aus der Anilinfabrikation
Die Zusammensetzung dieses Materials schwankt, doch kann die folgende Analyse als
ungefähres Beispiel gelten:
| Eisenoxydul 28 |
| Eisenoxyd 43 |
| Wasser 16 |
| Unlösliche Rückstände usw. 13 |
| ioo |
Es hat sich als empfehlenswert erwiesen, den Wassergehalt der bei der Anilinfabri.-kation
abfallenden Oxyde auf etwa 16% zu reduzieren, da bei diesem Wassergehalt die Oxyde
in mechanischen Rührwerken beim Vermischen mit der für das erste Stadium notwendigen
Menge Schwefelsäure leicht zerrieben werden können. Außerdem geht die Reaktion leichter
und unter vollständiger Regulierbarkeit vor sich. Es wird wie folgt gearbeitet:
ioo Teile der Oxyde werden in die Mischmaschine gebracht und 76 Teile etwa 72%iger
Schwefelsäure unter dauerndem Rühren dazugegeben. Die Reaktion tritt sofort ein,
indem sich ein sirupartiges Gemisch bildet, das Ferrosulfat und basisches Ferrisulfat
enthält. Dann werden sofort 1
52 Teile 72%iger Schwefelsäure zugesetzt, die
mit 14 Teilen i 7 %iger Salpetersäure vermischt worden ist. Beim Rühren nimmt das
Produkt körnige Beschaffenheit an. Das schließliche Trocknen soll, um dem Produkt
einen hohen Wirkungsgrad zu erhalten, bei Temperaturen nicht über ioo bis iio° ausgeführt
werden. Anstatt der 14 Teile 70%iger Salpetersäure können als Oxydationsmittel z.
B. 14 Teile von Natriumnitrat oder
25 Teile von 80%igem Mangandioxyd Verwendung
finden.
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In manchen Anilinfabrikem, werden die abfallenden Oxyde mit überhitztem
Dampf behandelt, wobei das gesamte Eisen in die Ferriform übergeführt wird. In diesem
Falle erübrigt sich die Anwendung eines Oxydationsmittels, und die Schwefelsäure
kann in einer Konzentration von etwa 83 bis 850% benutzt werden. Beispiel z Ein
anderes Ausgangsmaterial für das vorliegende Verfahren besteht aus den nach Verbrennung
des Schwefels erhaltenen Gasreinigungsoxyden. Das Material hat nach dem Verbrennen
ungefähr folgende Zusammensetzung Ferrioxyd 65% Freier Schwefel und Schwefeleisen
2% Unlösliche Kieselsäure Ca S O4 330/0
ioo Teile des trockenen Oxydes werden
mit 75 Teilen 83- bis 85%iger Schwefelsäure vermischt und vorsichtig auf 35° erhitzt.
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Infolge der Abwesenheit von Wasser in diesem Oxyd wird beim Zugeben
der Schwefelsäure keine Hitze erzeugt, so daß anfängliche Erhitzung notwendig ist,
um die Reaktion in Gang zu bringen.
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Es ist notwendig, das Ganze gründlich zu mischen und ein Zusammenbacken:
des Materials zu verhindern, damit jedes Oxydteilchen mit der Schwefelsäure in Berührung
kommt. Die Temperatur steigt auf ungefähr i30°. Bei diesem Punkt wird der Rest der
Säure, nämlich i 5o Teile, zusammen mit i?!. bis z Teilen 70%iger Salpetersäure
unter beständigem Rühren zugefügt. Die Mischung bleibt während der gesamten Dauer
der Reaktion in feinkörnigem Zustand, der gut reguliert werden kann.
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Das nach den üblichen Verfahren, nach denen das Ausgangsmaterial von
vornherein in der Gesamtmenge der erforderlichen Schwefelsäure unter gleichzeitiger
Zuführung der zur Umwandlung in die höhere Oxydationsstufe notwendigen Oxydationsmittel
behandelt wird, erhaltene Ferrisulfat unterscheidet sich wesentlich von dem nach
dem hier beschriebenen Verfahren erhaltenen Produkt. Dieses scheidet sich bei der
Herstellung in feinverteiltem pulverförmigem Zustande aus und kann nach dem Trocknen
sehr leicht zu einem unfühlbar feinen Staub vermahlen werden. Infolge dieses feinen
Verteilungsgrades weist das Produkt eine bedeutend höhere Aktivität auf als das
nach den üblichen Methoden erhaltene Ferrisulfat, das in Form dichter, harter zusammenhängender
Stücke vorliegt, deren feine Mahlung mit Schwierigkeiten und Unkosten verbunden
ist und für die Reinigung von Fetten, ölen, Benzinen u. dgl. verhältnismäßig unwirksam
ist.