FI73403C - Foerfarande foer framstaellning av vattenreningskemikalier. - Google Patents

Description

1 73403

Menetelmä vedenpuhdistuskemikaalien valmistamiseksi Jakamalla erotettu hakemuksesta 833990 Tämä keksintö koskee menetelmää valmistaa raudasta veden-puhdistuskemikaali, joka sisältää kolmiarvoista rautaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yksinkertainen ja rationaalinen menetelmä valmistaa rautalähtöaineesta vedenpuhdistuskemikaali, joka sisältää kolmiarvoista rautaa. Tarkemmin sanoen keksinnön tarkoituksena on hapettaa kaksiarvoinen rauta kolmiarvoiseksi raudaksi yksinkertaisella ja rationaalisella tavalla.

Suoloja, jotka sisältävät kolmiarvoista rautaa, käytetään nykyään saostuskemikaaleina vedenpuhdistusprosesseissa, koska ferri-ioneilla on kyky muodostaa höytäleitä, jotka sisältävät vedessä olevia kolloidisia aineita, sekä kera-saostaa läsnä olevia fosfaatteja. Kolmiarvoinen rauta lisätään usein kloridimuodossa tai kaksoissuolan muodossa, joka sisältää kloridi- ja sulfaattianioneja. Tällaisia vedenpuh-distuskemikaaleja toimitetaan liuosten muodossa, jotka sisältävät 12 % rautaa ja niitä käytetään suurissa puhdistus-laitoksissa, joissa on lyhyet läpivirtausajat.

Kaupallisesti on saatavissa halpaa romurautaa, joka pitäisi hapettaa kolmiarvoiseksi raudaksi, erityisesti kloorin yhteydessä, sillä ferrikloridi on vesiliukoinen yhdiste. Liuotettaessa metallista rautaa kloorivetyhappoon saadaan kuitenkin vain kaksiarvoista rautaa ja on mahdollista saada 2 + vain muutamia harvoja prosentteja Fe :a liuokseen.

On myös toivottavaa, että kyettäisiin hapettamaan metallista rautaa kolmiarvoiseksi raudaksi rautakloridin saamiseksi ja erityisesti rautakloridin, jolla on suuri Fe-sisältö, sillä juuri Fe^+-ionit saavat aikaan höytälöitymistä, kun niitä käytetään vedenpuhdistuskemikaalina.

73403 2

Yllättäen on havaittu mahdolliseksi hapettaa ferroioneja ferri-ioneiksi tämän keksinnön mukaisesti yksinkertaisessa laitteistossa ja kustannuksin, jotka kilpailevat hyvin aikaisemmin tunnettujen ja käytettyjen hapetusmeneteImien kanssa, huolimatta siitä, että näissä tunnetuissa menetelmissä käytetään erittäin halpaa kloorikaasua. Näin ollen tälle keksinnölle on luonteenomaista, että hapetetaan kaksiarvoista rautaa kloorivetyhapossa kloraattiraudan avulla, ferri-ionien saamiseksi liuokseen. Muita keksinnön luonteenomaisia piirteitä esitetään liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa.

Tämän keksinnön mukaisesti on mahdollista liuottaa metallista rautaa väkevään kloorivetyhappoon, johon suurimmaksi pitoisuudeksi saadaan 3-4 % Fe. Lisäämällä jatkuvasti kloraat- 2 + ti-ioneja tällaiseen kloorivetyliuokseen Fe hapettuu

Fe^+:ksi ja enemmän rautaa voidaan liuottaa ja hapettaa _ 3+ . .

Fe :ksi.

Nämä reaktiot noudattavat kaavoja 6Fe + 12 HCl -> 6FeCl2 + 6H2 6FeCl2 + NaCl03 + 6HC1 -> 6FeCl3 + 3H20 + NaCl.

Keksinnön avulla on mahdollista saada ferrikloridiliuos, joka sisältää korkeintaan 15 % Fe. Tämän menetelmän mukaisesti romurautaa liuotetaan väkevään kloorivetyhappoon, minkä jälkeen kloraattia lisätään jatkuvasti määrä, joka vastaa liuotetun ja hapetetun raudan määrää, ts. saatua o x

Fe -määrää. Pienehkö määrä vettä tulee lisätä FeCl2:n liukoisuuden lisäämiseksi. FeCl2 on liukenevampi veteen kuin kloorivetyhappoon ja edellyttäen, että liuos sisältää suuria määriä kloorivetyhappoa, FeCl2:n kiteytymistä saattaa tapahtua.

On kuitenkin havaittu, että reaktiossa vaadittu kloorivety-hapon määrä on pienempi kuin stökiömetrinen määrä, kun taas vaadittu kloraattimäärä on stökiömetrinen määrä tai sitä 73403 hieman suurempi. Jos kloraatti-ioneja lisätään suuremmalla 2 + nopeudella kuin Fe :a muodostuu, klooridioksidia pyrkii höyrystymään pois syntyneiden reaktiolämpötilojen seurauksena. Reaktio Fe^+ -> Fe^+ on eksoterminen.

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viitaten seuraa-viin suoritusesimerkkeihin, joista jotkin on otettu mukaan vertailutarkoituksessa.

Esimerkki 1 64 g romurautaa liuotettiin 320 g:aan 32 %:sta Hei:a ja 40 g:aan vettä. Kahdeksan tunnin kuluttua kloorivetyhappo 2 + sisälsi 3,5 % Fe . Yhteensä 21,5 g natriumkloraattia lisättiin sitten jatkuvasti 16 tunnin aikana. Lopputuotteena saatiin 420 g FeCl3-liuosta, joka oli 15 %:nen raudan suhteen. Tiheys oli 1,45.

Esimerkki 2

Esimerkki 1 toistettiin, mutta sillä erolla, että natrium-kloraatti lisättiin epäjatkuvana seitsemässä 4 g:n erässä 16 tunnin aikana. Tämän seurauksena tarvittiin 28 g NaCl^. Havaittiin kuitenkin, että huomattavia määriä klooridioksidia purkautui jokaisen lisäyksen yhteydessä. Muissa suhteissa saalis oli sama.

Vaikka natriumkloraattia käytettiin yllä olevissa suoritus-esimerkeissä, kaikille normaalisti tähän alaan perehtyneille on ilmeistä, että voidaan käyttää mitä tahansa kloraat-tia kuten kaliumkloraattia (kalsiumkloraattia), ammonium-kloraattia ja bariumkloraattia, vaikka natriumkloraattia on pidettävä etusijalla kustannussyistä. Suluissa annetut kloraatit eivät ole edullisia, vaikka ne kykenevät aikaansaamaan sulfaatin saostumista (CaSO^, BaSO^).

Hypokloriittia voidaan käyttää kloraatin sijasta, vaikka tässä tapauksessa on käytettävä suurempia määriä. Kuten kloraatinkin yhteydessä myös vastaavia suoloja voidaan käyttää.