DE576279C

DE576279C - Process for the production of metal chlorine compounds from gases obtained by chlorinating roesting

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Publication number: DE576279C
Application number: DEK116785D
Authority: DE
Original assignee: WALTHER KANGRO DR; AGNES LINDNER DR
Current assignee: WALTHER KANGRO DR; AGNES LINDNER DR
Priority date: 1929-09-28
Filing date: 1929-09-28
Publication date: 1933-05-09

Description

Verfahren zur Gewinnung von Metallchlörverbindungen aus durch chlorierende Röstung gewonnenen Gasen Es ist bekannt, Metallchlorverbindungen dadurch zu gewinnen, daß man Metall enthaltende Materialien, z. B. Erze oder Mineralien, in geeigneten Röstöfen bei höheren Temperaturen mit strömendem Chlor oder Chlorwasserstoff oder einem Gemisch der beiden untereinander oder mit anderen Gasen behandelt. Die entstehenden Metallchlorverbindungen, vorzugsweise Metallchloride, aber auch Oxychloride, verflüchtigen sich bei der Reaktionstemperatur und kondensieren sich außerhalb des Röstofens. So sind solche Verfahren bekannt für Eisen, Silber, Gold, Kupfer, Vanadin (vgl. Zschr. f. Elektrochemie Bd. 35 Lr9297, S. =89, ferner: B. Neumann, Lehrbuch der chemischen Technologie.Process for the production of metal chlorine compounds by chlorinating Roasting obtained gases It is known that metal chlorine compounds can be obtained by that one metal-containing materials, e.g. B. ores or minerals, in suitable Roasting ovens at higher temperatures with flowing chlorine or hydrogen chloride or treated with a mixture of the two with each other or with other gases. The emerging Metal chlorine compounds, preferably metal chlorides, but also oxychlorides, volatilize at the reaction temperature and condense outside of the roasting oven. Such processes are known for iron, silver, gold, copper, vanadium (cf. Zschr. F. Elektrochemie Vol. 35 Lr9297, S. = 89, also: B. Neumann, textbook of chemical technology.

Dem Chlorierungsvorgang kann allgemein eine der beiden folgenden schematischen Umsatzgleichungen zugrunde gelegt werden 2 Me 0 + 2 C12 # > 2 Me C12 -E- 02 oder Me 0 + 2 H Cl .@ Y Me C12 + H,0, wobei Me ein beliebiges Metall von beliebiger Wertigkeit bedeuten und es dahingestellt bleiben möge, ob sich Chloride oder andere flüchtige Chlorverbindungen, z. B. Oxychloride, bilden. Wie die Pfeile angeben, kann die Reaktion in beiden Richtungen verlaufen, wobei sich für jede Temperatur ein Gleichgewichtszustand einstellt, der von den Mengenverhältnissen der reagierenden Substanzen abhängt. Die Reaktion von rechts nach links bedeutet eine Rückbildung der Ausgangsstoffe, also einen Verlust. Diese Rückbildung verläuft bei höheren Temperaturen mit erheblicher Geschwindigkeit. Will man daher den bei der hohen Chlorierungstemperatur erreichten Gleichgewichtszustand für gewöhnliche Temperatur ausbeuten, so ist es erforderlich, die aus dem Röstofen austretenden Gasgemische so schnell auf Zimmertemperatur zu bringen, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit größer ist als die Rückbildungsgeschwindigkeit. Es wird also eine intensive Kühlung erforderlich sein. - -Es ist bekannt, Gleichgewichtsgemische, die mit hoher Temperatur aus einem Röstofen austreten, intensiv zu kühlen, beispielsweise dadurch, daß die Gemische durch Rohrleitungen mit großer Oberfläche geleitet werden, die außen von Kühlwasser umspült sind. Jedoch genügt diese Art der Kühlung vielfach nicht dem Erfordernis, daß sie schneller verlaufen muß als die Rückbildung. Besonders dann, wenn es sich um die schnelle Abkühlung großer Gasmassen handelt, die dazu noch nur langsam strömen, bedingt diese übliche Art der Kühlung erhebliche Verluste durch Rückbildung.The chlorination process can generally be one of the following two schematics Conversion equations are based on 2 Me 0 + 2 C12 #> 2 Me C12 -E- 02 or Me 0 + 2 H Cl. @ Y Me C12 + H, 0, where Me is any metal of any valence mean and it remains to be seen whether chlorides or other volatile ones Chlorine compounds, e.g. B. Oxychloride form. As the arrows indicate, the reaction may be run in both directions, with a state of equilibrium for each temperature adjusts, which depends on the proportions of the reacting substances. The reaction from right to left means a regression of the starting materials, so a loss. This regression takes place considerably at higher temperatures Speed. One therefore wants to achieve that at the high chlorination temperature To exploit the equilibrium state for ordinary temperature, it is necessary to the gas mixtures emerging from the roasting oven so quickly to room temperature bring that the cooling rate is greater than the recovery rate. Intensive cooling will therefore be required. - -It is known that equilibrium mixtures, that emerge from a roasting oven at a high temperature, to cool intensively, for example in that the mixtures are passed through pipelines with a large surface area, which are surrounded by cooling water on the outside. However, this type of cooling is often sufficient not the requirement that it must proceed faster than the regression. Particularly then when it comes to the rapid cooling of large masses of gas, this is necessary flow only slowly, this usual type of cooling causes considerable losses through regression.

Ein weiterer, auf anderem Gebiete liegender Nachteil der üblichen Behandlung von heißen Gleichgewichtsgemischen besteht darin, daß man die Gase nach ihrer Abkühlung in unveränderter relativer Zusammensetzung der stets erforderlichen Regeneration zuführen muß.Another disadvantage of the usual ones in other areas Treatment of hot equilibrium mixtures consists in that one of the gases after their cooling in unchanged relative composition of the always necessary Must perform regeneration.

Wenn auch die aus dem Röstofen austretenden Gase stets einen gewissen Überschuß an Chlor oder Chlorwasserstoff enthalten, so ist die Entfernung des in recht erheblicher Konzentration vorhandenen Sauerstoffes od%., -asser-# dampfes aus denselben doch stet4.ik#tspielig oder nur mit Verlusten durchzuführen.Even if the gases emerging from the roasting oven always have a certain amount Contain excess chlorine or hydrogen chloride, so is the distance of the oxygen or%., -water- # vapor, which is present in quite a considerable concentration from the same but stead4.ik # tspielig or only with losses.

Das Verfahren gemäß der Erfindung.ermöglicht nun eine besonders wirkungsvolle<fnd schnelle Kühlung und bewirkt gleichzeitl eine weitgehende Verdünnung der zu entfernenden Gase, wie Sauerstoff oder Wasserdampf, und dadurch eine wesentlich einfachere und billigere Regeneration der Chlorierungsmittel.The method according to the invention now enables a particularly effective <fnd rapid cooling and at the same time causes a substantial dilution of the to be removed Gases, such as oxygen or water vapor, and thus a much simpler and cheaper regeneration of the chlorinating agents.

Das Verfahren besteht darin, daß kalte Chlor-oder Chlorwasserstoffgase oder deren Gemische untereinander oder mit anderen Gasen in den aus dem Röstofen austretenden Gasstrom eingeblasen werden. Diese Arbeitsweise gewährt außer der erwünschten plötzlichen Kühlung und außer der günstigen Verdünnung der übrigen Reaktionsgase noch den Vorteil, daß hierbei das chemische Gleichgewicht der Reaktionsgase untereinander im günstigen Sinne beeinflußt wird.The process consists in taking cold chlorine or hydrogen chloride gases or their mixtures with one another or with other gases in the from the roasting oven exiting gas stream are blown. This way of working ensures apart from the desired one sudden cooling and besides the favorable dilution of the remaining reaction gases nor the advantage that here the chemical equilibrium of the reaction gases with one another is influenced in a favorable sense.

Ein Gemisch von Chlor und Chlorwasserstoff wird vorzugsweise dann angewandt, wenn die Chlorierung selbst mit solch einem Gemisch ausgeführt wird. Aber auch dann, wenn es sich um die Chlorierung von feuchtem Material mit Chlor allein handelt, erfolgt die Kühlung gemäß der Erfindung vorzugsweise mit einem Gemisch von Chlor und Chlorwasserstoff.A mixture of chlorine and hydrogen chloride is then preferably used applied when chlorination is carried out even with such a mixture. But also when it comes to the chlorination of moist material with chlorine acts alone, the cooling according to the invention is preferably carried out with a mixture of chlorine and hydrogen chloride.

Die zur Kühlung dienenden Gase können in Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung der Reaktionsgase eingeblasen werden, so daß eine Bremsung erfolgt. Diese Arbeitsweise gewährt den Vorteil, daß die flüchtigen Metallchlorverbindungen, die sich beim Abkühlen in sehr fein verteilter Form ausscheiden, nicht zu weit mit den abziehenden Gasen fortgeführt werden. Um größere Kühlwirkung zu erzielen, können die Kühlgase unter erhöhtem Druck eingeführt werden.The gases used for cooling can go in the opposite direction to be blown in the direction of flow of the reaction gases, so that a braking he follows. This mode of operation grants the advantage that the volatile metal chlorine compounds, which precipitate in a very finely divided form when cooling, not too far with the withdrawing gases are continued. In order to achieve a greater cooling effect, you can the cooling gases are introduced under increased pressure.

Die Kühlung durch die eingeführten Kühlgase kann natürlich auch durch eine der üblichen Außenkühlungen unterstützt werden. Bei der Verwendung von derart hochreaktiven Gasen, wie z. B. Chlor, macht es im allgemeinen Schwierigkeiten, ein genügend wärmedurchlässiges Material zu finden. Es hat sich jedoch ergeben, daß Eisen oder Stahl bis zu Temperaturen über ioo ° gegen Chlor beständig sind, sich also als Gefäßmaterial für Kühlleitungen gut eignen.The cooling through the introduced cooling gases can of course also through one of the usual external cooling systems can be supported. When using such highly reactive gases, such as B. chlorine, it generally makes difficult a to find enough heat-permeable material. However, it has been found that Iron or steel are resistant to chlorine up to temperatures above 100 ° therefore well suited as a vessel material for cooling lines.

Beispiel Eisenoxyd bzw. oxydisches Eisenerz wird bei etwa iioo° im Chlorstrome chloriert. Die mit etwa 1,2 Atm. aus dem Röstofen austretenden Gase enthalten auf i kg Eisenmetall, das in Form der Chloride vorliegt, etwa 3,5 kg Chlor und etwa o,i7 kg Sauerstoff. Der Partialdruck des Sauerstoffs beträgt rund o,2 Atm., das Volumen beträgt also 16 °/o des Gesamtvolumens. Dieses Sauerstoffvolumen erhöht sich nach der Kondensation der Eisenchloride auf etwa 25 °/o, erschwert daher die Regeneration des Chlors wesentlich.For example, iron oxide or oxidic iron ore is produced at about 100 ° Chlorine streams chlorinated. The one with about 1.2 atm. gases emerging from the roasting oven contain about 3.5 kg of chlorine for every 1 kg of ferrous metal present in the form of chlorides and about 0.17 kg of oxygen. The partial pressure of oxygen is around 0.2 atm., the volume is therefore 16 per cent of the total volume. This volume of oxygen increases after the condensation of the iron chlorides to about 25 ° / o, therefore makes it more difficult Regeneration of the chlorine is essential.

Durch Einführen von rund 54 kg kalten Chlors in das mit iioo ° aus dem Ofen austretende Gasgemisch erniedrigt- sich die Temperatur auf etwa Zoo ° bis 2io °. Hierbei wird alles Eisenchlorid fest. Das Volumen des nunmehr nur noch Chlor und Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches ist auf rund das Zehnfache gestiegen. Der Sauerstoffgehalt beträgt nunmehr rund 2,5 °/o, so daß die Regeneration des Chlors keine Schwierigkeiten macht.By introducing around 54 kg of cold chlorine into the with iioo ° The gas mixture escaping from the furnace lowers the temperature to about Zoo ° bis 2io °. All of the ferric chloride solidifies in this process. The volume of the now only chlorine and oxygen-containing gas mixture has risen to around ten times. Of the The oxygen content is now around 2.5%, so that the chlorine is regenerated makes no trouble.

Claims

PATRNTANSPRÜCI-JR i. Process for the production of metal chlorine compounds from gases obtained by chlorinating roasting, characterized in that the hot reaction gases chlorine or hydrogen chloride or a mixture of both with each other or is added with foreign gases.

2. The method according to claim i, characterized in that that the gases or gas mixtures to be added are introduced under increased pressure.

3. The method according to claim i and s, characterized in that the to be added Gases or gas mixtures in countercurrent to that containing the metal chlorine compounds Gas stream are introduced.