HU183161B - Process for the treatment of iron/ii/-sulphate-heptahydrate - Google Patents
Process for the treatment of iron/ii/-sulphate-heptahydrate Download PDFInfo
- Publication number
- HU183161B HU183161B HU80115A HU11580A HU183161B HU 183161 B HU183161 B HU 183161B HU 80115 A HU80115 A HU 80115A HU 11580 A HU11580 A HU 11580A HU 183161 B HU183161 B HU 183161B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- iron
- gypsum
- calcium chloride
- calcium
- oxide hydrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 54
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 22
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 52
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 38
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 32
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 18
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 11
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 11
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 10
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 235000012204 lemonade/lime carbonate Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 2
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 20
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 abstract description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 abstract description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 3
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 229960002713 calcium chloride Drugs 0.000 description 14
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 6
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910021506 iron(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005569 Iron sulphate Substances 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- -1 ferrous sulfate heptahydrate compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 150000004688 heptahydrates Chemical group 0.000 description 2
- QGPQTSCLUYMZHL-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] QGPQTSCLUYMZHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNCMOUSLNOHBKY-UHFFFAOYSA-H iron(3+);trisulfate;heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O XNCMOUSLNOHBKY-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical class [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical class [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJLXHHCZLDBPNZ-UHFFFAOYSA-N O.O.O.O.O.O.O.C(O)(O)=O Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.C(O)(O)=O SJLXHHCZLDBPNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- NKWPZUCBCARRDP-UHFFFAOYSA-L calcium bicarbonate Chemical compound [Ca+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O NKWPZUCBCARRDP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000020 calcium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- LLSDKQJKOVVTOJ-UHFFFAOYSA-L calcium chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Ca+2] LLSDKQJKOVVTOJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940052299 calcium chloride dihydrate Drugs 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- RVUXIPACAZKWHU-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.OS(O)(=O)=O RVUXIPACAZKWHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
- C01F11/468—Purification of calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
A találmány- tárgya eljárás vas(II)-szulfát-heptahidrát feldolgozására kalcium-kloriddal végzett reagáltatás útján nyers gipsz kinyerése mellett. Az eljárás során a nyers gipsz kicsapása után kapott, kalcium-kloridot tartalmazó, enyhén sósavas vas(II)-klorid-oldathoz égetett meszet vagy kalcium-karbonátot adunk, majd gáz halmazállapotú oxigén, különösen levegő bevezetésével az Fé++ ionokat Fe+++ ionokká oxidáljuk, a kivált vasoxid-hidrátot elkülönítjük és a képződött kalcium-kloridot recirkuláltatjuk.
A feldolgozandó vas(II)-szulfát-heptahidrát a nem ötvözött acélok kénsavas pácolásakor keletkezik. A pácfürdőben vas-szulfát képződik, amelyet el kell távolítani a pácfürdőből, mert a pácolási folyamatban már nem vesz részt.
A vas-szulfátot úgy távolitják el a pácfürdőből, hogy a pácfürdő vastartalmú oldatának egy részét folyamatosan elvezetik, a 80-90 °C hőmérsékletű oldatot szobahőmérsékletre vagy annál alacsonyabb hőmérsékletre hűtik, és így az oldott vas(II)-szu!fát legnagyobb részét vas(II)-szulfát-heptahidrát alakjában kiválasztják.
A kristályosodott vas(II)-szulfát-heptahidrátot szitacentrifuga segítségével elválasztják a vasban szegény anyalúgtól. Az utóbbihoz a szükséges mennyiségű tömény kénsavat és vizet adják, majd az oldatot a pácoldat nem kezelt főtömegével egyesítik.
A kiválasztott vas(II)-szu!fát-heptahidrát vegyület csak igen kis hányada értékesíthető közvetlenül, tárolása hulladékhányón a só vízoldhatósága miatt pedig nem oldható meg.
A vas(II)-szulfát-heptahidrát kémiai úton történő feldolgozásának lehetőségei alapjában véve két csoportba sorolhatók; a regeneráló folyamatok és a „megsemmisítési eljárások”. A regeneráló módszerek segítségével a vas-szulfátból vasoxidot és kénsavat nyernek ki, míg a megsemmisítési eljárások során a vas-szulfátot megfelelő kémiai átalakítás útján hulladékhányón tárolható anyagokká dolgozzák fel. A teljes regenerálást szolgáló berendezések igen költségesek, és ezért csak olyan helyen alkalmazzák őket, ahol igen nagy nicnynyiségű (legalább néhány ezer tonua/hónap) vas-szulfátot kell feldolgozni. A nyers kénsav jelenlegi árát figyelembe véve azonban a regeneráló berendezések még ilyen mennyiségek mellett sem fedezik a saját költségüket. Ezért a vas(ll)-szulfát-heptahidrátot - ha nem pörkölik le szinterelő szalagon, illetve nem szállítják a tengerbe - égetett mésszel reagáltatva ártalmatlan, tárolható anyagkeverékké alakítják, amely vasoxidból és kalcium-szulfátból áll.
A fenti eljárást száraz vagy termikus semlegesítésnek is nevezik; végrehajtása viszonylag egyszerű berendezésekben kielégítő sebességgel, külső energia hozzávezetése nélkül lehetséges. A keletkező termék ipari hasznosítására azonban még nem találtak lehetőséget.
Égetett mész helyett lisztfinom karbonátmész is alkalmazható (2 223 980 sz. NSZK-beli nyilvánosságrahozatali irat). A heptahidrát karbonátmcsszel - ellentétben az égetett mésszel — csak 550 ± 20 °C hőmérsékleten reagál kellő sebességgel és teljességgel. Tekintettel arra, hogy karbonátmész alkalmazása esetén a reakció hőszínezete nem elegendő a fenti optimális reakcióhőmérséklet fenntartására, a reaktánsokat gáz- vagy olajtüzeléssel a fenti hőfokra fel kel! fűteni. A karbonátmésszel végzett reagáltatás során a száraz semlegesítés végtermékéhez hasonló, tárolható anyag képződik, amely vasoxid és anhidrit (CaSO4) keveréke és technikailag nem hasznosítható.
A nevezett két anyag azonban, szétválasztva és nagytisztaságú formában, az iparban korlátlanul lenne alkalmazható.
Ismert továbbá a vas(II)-szulfát-heptahidrát reagáltatása kalciunikloriddal, amikoris CaSO4 és FeCl2 képződik. A 993 115 számú brit szabadalmi leírásban publikált javaslat a fent említett hátrányok egy részét megszünteti ugyan, a vasklorid további feldolgozására azonban a vasklorid hidrolizálását javasolja vasoxiddá. Ehhez külön berendezések szükségesek, s mert az eljárás csak porlasztva pörkölésként hajtható végre, magas hőmérsékletet és így sok energiát igényel.
Ezt az, eljárást tovább tökéletesítették oly módon, hogy a képződött vas(II)-k!oridot égetett vagy oltott mésszel reagáltatták, és a keletkező kalciumkloridot regenerálták és recirkuláltatták (643 142 sz. belga szabadalmi leírás). Az eljárásnak csupán az a hátránya, hogy az elválasztott kalciumszulfát nem eléggé tiszta.
A találmány célja a fent ismertetett eljárás javítása és tökéletesítése olyan értelemben, hogy a gipsz nagytisztaságú legyen. E feladat megoldása lényegében abban van, hogy a vasoxid-hidrát kicsapása után kapott, meszszemenően vasmentes kalciumklorid-oldatot elválasztjuk és a nyers gipsz mosásához és átkristályosításához használjuk fel, majd a nyers gipsz tisztítása során keletkező vas(II)-kloridot tartalmazó kalciumklorid-oldatot a nyers gipsz kicsapásához használjuk fel. A nyers gipsz kicsapása szempontjából a vas(II)-k!orid-tartalom nem bír jelentőséggel, és a nyers gipsz vasmentes oldattal végzett tisztítása igen tiszta terméket eredményez.
A vas(II)-klorid-oldat égetett mésszel alacsonyabb hőmérséklet esetén is kellő sebességgel reagál ahhoz, hogy az eljárás iparilag értékes legyen. Amennyiben kalcium-karbonátot alkalmazunk, oxidáló közegként előnyösen túlnyomáson lévő oxigént vezetünk be, különösen 8-12 bar, a legelőnyösebben 10 bar nyomású oxigént. Az alkalmazott kalcium-karbonát szemcsemérete előnyösen legfeljebb 0,5 mm, különösen előnyösen legfeljebb 0,1 mm.
Előnyösen úgy járunk el, hogy a vas(II)-szulfát-heptahidrát beadagolását a kalciumklorid-oldatba még a kalcium-klorid teljes elreagálása előtt félbeszakítjuk, hogy a nyers gipsz, kicsapísakor a kalciumklorid a sztöchiometrikus arányon felüli mennyiségben legyen jelen. Mind a nyers gipsz kicsapását, mind a nyers gipsz átkristályosítását enyhén sósavas oldatokban végezzük, mert vas(II)-sókat tartalmazó semleges vas(II)-só-o!datból a gipsz kicsapásakor nehezen oldható bázikus vas(lll)-vegyületek is kicsapódhatnak. Az oxidáló levegő- vagy oxigénáramba előnyösen klórgázt adagolunk, így az Fe++ ionok részleges oxidációja kellő sebességgel zajlik le. Az adagolt klór emellett azokat a kalcium-klorid-veszteségeket is kompenzálja, amelyek a gipsszel és a vasoxidhidráttal kihordott kalcium-klorid-oldat miatt adódnak.
A vas(II)-hidroxid teljes oxidálása vasoxid-hidráttá [FeO(OH)] elméletileg érdekes, mert a vasoxid-hidrát oldékonysága négy nagyságrenddel kisebb a vas(II)-hidroxidénál, s így a nyers gipsz tisztítása szempontjából előnyös, gyakorlatilag vasmentes kalcium-klorid-oldat lenne kinyerhető. Figyelembe véve azonban, hogy a 10—30 %, előnyösen 20 % magnetites oxidhidrátokat tartalmazó vasoxidliidrát-csapadék jobban szűrhető, elő-2183 161 nyösnek bizonyult, hogy a vas++ ionokat ne kvantitatíve oxidáljuk vas + + + ionokká. így jól elválasztható csapadékot kapunk, és a kalcium-klorid-oldat kielégítő tisztasága is biztosított. Előnyösen tehát úgy járunk el, hogy a vasoxid-hidrát kicsapása után messzemenően vasmentes kalcium-kiorid-oldatot elválasztjuk, a nyers gipszet ezzel a vasmentes oldattal tisztítjuk, majd az újból vastartalmú oldatot a nyers gipsz kicsapásához használjuk fel. Az összes reagáltatást és tisztítást előnyösen enyhén sósavas közegben 60—70 °C-on, a vasoxid-hidrát kicsapását 60—80 °C-on végezzük.
A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a vegyszereket nagyrészt körfolyamatban tartjuk. Kiindulási anyagként csak a viszonylag olcsó égetett meszet vagy kalcium-karbonátot adagoljuk folyamatosan a rendszerhez.
A találmány szerint a vas(II)-szulfát-heptahidrát és az égetett mész reakcióját úgy tudjuk szabályozni, hogy a kívánt végtermékek, azaz a vasoxid és a gipsz (CaSO42H2O) külön-külön keletkeznek, míg a reakciókhoz szükséges kalcium-klorid-oldat a folyamaton belül regenerálódik.
A találmány szerinti eljárást a mellékelt ábra szemlélteti.
A vas(II)-szulfát-heptahídrátot úgy, ahogy a szitacentrifugából kikerül, keverővei ellátott edénybe adagoljuk. Az edényben vastartalmú, enyhén sósavas kalcium-klorid-oldat van. A heptahidrátból vizes fázisban az alábbi reakcióegyenlet szerint gipsz és vas(II)-klorid képződik:
FeSO4- 7H2O+CaClz->CaS04-2H2O+FeCl2+5H2O (1)
A kicsapást állandó keverés mellett 60—70 °C-on végezzük. A heptahidrát adagolását még az oldatban lévő kalcium-klorid teljes elreagálása előtt félbeszakítjuk.
Az így kapott nyers gipsz ipari célokra még nem elegendően tiszta, ezért vasmentes kalcium-klorid-oldatból átkristályosítjuk. E célból a gipsz felett lévő, kalcium-klorid-lartalmú vas(II)-klorid-oldatot leszívatjuk, a szárazra szívatott gipszhez elegendő mennyiségben enyhén sósavas, vasmentes, 60—70 °C hőmérsékletű kalcium-klorid-oldatot adunk, és a kapott szuszpenziót fél órán keresztül keverjük. Az így kapott tiszta gipsz vasat csak nyomokban tartalmaz, színe melegítéskor sem változik.
A tiszta gipsz elválasztásakor kapott, kevés vas(II)-kloridot tartalmazó oldatot a következő nyers gipsz kicsapásához használjuk fel.
A nyers gipsz kicsapásakor kapott, enyhén sósavas, még kalcium-kloridot tartalmazó vas(II)-klorid-oldathoz égetett meszet adunk. Ekkor a (2) reakcióegyenlet értelmében először vas(II)-hidroxid csapódik ki, amely azonban a levegő oxigénje egyidejű jelenlétében a (3) reakcióegyenlet értelmében vasoxid-hidrát képződése mellett továbbreagál. A reakciók összegét a (4) reakcióegyenlet fejezi ki.
FeCI2+CaO+H2O—>Fe(OH)2+CaCl2 (2)
Fe(OH)2+l/4O2—FeO(OH)+l/2H2O (3)
FeCl24-CaO+1 /2 H2O+1 /4O2->FeO(OH)+CaCI2 (4)
Tekintettel arra, hogy a vas(II)-hidroxid levegő behívásakor a fokozódó átalakulás következtében egyre lassabban oxidálódik vasoxid-hidráttá, a levegőáramhoz kis mennyiségű klórgázt adagolunk, amely az oxidációt hamar teljessé teszi. Emellett a klór adagolása azt a célt is szolgálja, hogy a gipsszel és a vasoxid-hidráttal együtt kihordott oldott kalcium-kloridot pótolja.
A vasoxid-hidrátot 60-80 °C-on, szintén állandó keverés mellett kapjuk ki. A kicsapott vasoxid-hidrátot, amely mindig kis mennyiségű felesleges kalcium-hidroxidot is tartalmaz, a vasmentes kalcium-klorid-oldatból kiszűrjük és szárazra szívatjuk. Az így előállított vasoxid-hidrát alacsony kéntartalma miatt (az alkalmazott mész tisztaságától függően 0,1-0,3 %) kiegészítő kiindulási anyagként alkalmas szinterezett vasoxid előállítására. A vasoxid-hidrát elválasztásakor kapott vasmentes kalciumklorid-oldatot a nyers gipsz következő adagénak tisztítására használjuk fel.
A fentiekben ismertetett kémiai feldolgozási folyamat, ahogy a rajzból is kiyehetjük, az anyagok szempontjából teljesen zárt. A kívánt végtermékeken, azaz vasoxid-hidráton és gipszen kívül környezetvédelem szempontjából káros melléktermékek nem képződnek. Tekintettel arra, hogy az összes reakció 60 és 80 °C közötti hőmérséklet-tartományban zajlik le, és az összes alkalmazott oldatot körfolyamatban vezetjük, az eljárás energiaszükséglete minimális.
Amennyiben kalcium-karbonátot — célszerűen legfeljebb 0,5 mm, előnyösen legfeljebb 0,1 mm szemcseméretben - alkalmazunk, tanácsos a nyitott keverőedény helyett zárt autoklávot használni. Mint ismeretes, karbonátmésszel csak a 3 vegyértékű vas reagál, ezért itt is szükséges, hogy a gipsz kicsapása után kapott szűrletben lévő 2 vegyértékű vasat 3 vegyértékű vassá oxidáljuk. A legegyszerűbben oxidálhatnánk gáz halmazállapotú klórral, de ilyen célra a klór túl drága, ezért olcsóbb oxidálószerrel, így például tiszta oxigénnel pótoljuk. Ez esetben az oxidáció az alábbi egyenlet szerint folyik le:
2FeCi2 + l/2O2 + H2O->2Fe(OH)Cl2 (5)
Légköri nyomású oxigén vízben csak lassan oldódik, ezért a bázikus vas(III)-klorid képződése és így a vasoxid-hidrát kicsapódása ipari célokra túl lassan menne végbe. Ha azonban az oxigént nagyobb nyomáson, például 11 bar nyomáson alkalmazzuk, az oxigén nagyobb oldékonysága következtében a vasoxid-hidrát lényegesen gyorsabban képződik.
Az (5) reakcióegyenlet szerint kapott bázikus vas(III)-klorid az alábbi egyenlet szerint alakul vasoxid-hidráttá:
2Fe(OH)Cl2 + 4CaCO3 + 2H2O—» f6)
-»2FeO(OH) + 2CaCl2 + 2Ca(HCO3)z v ’
Az (5) reakcióegyenletnek megfelelő, túlnyomáson végzett oxidáció és az azzal párhuzamosan lezajló FeO(OH)-kicsapás megvalósítására azonban szükséges, hogy a nyitott keverő reaktor helyett nyomásálló autoklávot alkalmazzunk.
A (6) egyenletnek megfelelő reakció megközelítően semleges közegben folyik le, és csak akkor válik teljessé, ha a kicsapandó vas Fe+++ ionok alakjában van jelen.
A kicsapódó vas(III)oxid-hidrát az át nem alakult kalcium-karbonát részecskéit magába zárja, így a feleslegben lévő karbonátmész jelenlétében kicsapott vasoxid-lűdrát gyorsabban ülepszik, mint a sztöchiometrikus mennyiségű karbonáttal kicsapott FeO(OH). Ezért a kalcium-karbonátot feleslegben alkalmazzuk.
A találmányt az alábbi példákkal közelebbről ismertetjük.
183 161
1. példa
A nyers gipsz kicsapása g kalcium-klorid-dihidrát 200 ml vízzel készített, 60 °C hőmérsékletű, 2 pH értékű oldatába 16 g vas-szulfát-heptahidrátot keverünk. 9,9 g kalcium-szulfát-dihidrátot (gipszet) kapunk kristályos, könnyen szűrhető csapadék alakjában.
Előzetes tisztítás céljából a csapadékot állandó hőmérsékleten még 10 percen át keverjük az anyaglúgban. Utána a nyers gipszet leszívatjuk üvegszűrőn. Az anyalúg feles kalcium-kloridot tartalmazó vas-klorid-oldat. A nyers gipszet azonnal 2-es pH-ra beállított 6-7 % -os kalciumklorid-oldatban (a vasoxidhidrát kicsapatásának anyaglúgjában) átkristályosítjuk. Az átkristályosítás hőmérséklete 60—70 °C, időtartama 30 perc.
A gipszet 105 °C-on szárítjuk. A kapott tiszta gipsz vastartalma 0,01 % alatt van. A nyers gipsz tisztításából származó, vastartalmú anyalúgot a nyers gipsz leválasztásához használjuk fel.
A vasoxidhidrát kicsapása
A nyers gipsz szűrletét, amely a vas-szulfát-heptahidrát alakjában adagolt vas gyakorlatilag teljes menynyiségét tartalmazza, keverő autoklávba visszük, 4,35 g 100 %-os kalcium-hidroxidot adunk hozzá, az autoklávot lezárjuk és 25-30 bar oxigénnyomás alá helyezzük. Az autokláv tartalmát keverés közben 120 °C-ra melegítjük; egy óra leforgása alatt vasoxidhidrátra számítva 25-26 g/1 szárazanyag-tartalmú szuszpenzió keletkezik. A vas(III)-oxidhidrátot a feleslegben bevitt kalcium-hidroxid maradékával együtt az anyalúgtól elválasztjuk. A kalciumhidroxid feleslegét lehetőleg kis értékre, mintegy 2 %-ra állítjuk be, a csapadék jobb szűrhetősége érdekében.
A fenti kicsapási és szűrési feltételek betartása esetén a szűrlet gyakorlatilag vasmentes. Az analitikailag kimutatható vastartalom 100 mg/1 alatt van. A szűrlet kalcium-hidroxiddal telítődött, pH-értéke ezért 11-12. Tömény sósav-olat hozzáadásával a pH-értéket 2-re állítjuk.
A vas(lll)oxidhidrátot a szűrőn kevés forró, 0,1-1 g/1 ammónium-karbonátot tartalmazó vízzel mossuk, utána szárítjuk és izzítjuk.
Az alkalmazott mészfeleslegtől függően az izzított csapadék vastartalma 60 % és 68 % közötti érték. A csapadék 0,1-0,4 % ként tartalmaz.
2. példa
A nyers gipsz kicsapását az 1. példa szerint végezzük. A szűrletet keverős autoklávba visszük, 6,0 g 100 %-os, finomra őrölt kalcium-karbonátot adunk hozzá, és az autoklávot 25-30 bar oxigénnyomás alá helyezzük. Az autokláv tartalmát keverés közben 120 °C-ra melegítjük. Az egy óra leforgása alatt képződő vasoxidhidrát-szuszpenzió — FeO(OH)-ra vonatkoztatva - szárazanyag-tartalma 25-26 g/1. A vasoxid-hidrátot a csekély, lehetőleg a 4 %-ot meg nem haladó feleslegben alkalmazott kalcium-karbonát maradékával együtt leszűrjük. A szűrlet pH-értéke - kalcium-hidrogén-karbonát képződése, valamint a széndioxiddal való telítődése miatt — és 6 közötti; tömény sósav-oldat adagolásával a pH-t
2-re állítjuk.
A csapadékot kevés forró 0,5—1 g/1 ammónium-karbonátot tartalmazó vízzel mossuk, majd szárítjuk és szűrjük. Az izzított csapadék vastartalma a kalcium-karbonát feleslegétől függően 60-68 %, a kéntartalma 0,1-0,4 %.
Claims (6)
- Szabadalmi igénypontok1. Eljárás vas(II)-szulfát-heptahidrát feldolgozására kalcium-kloriddal végzett reagáltatás útján nyers gipsz kinyerése mellett, amely eljárás során a nyers gipsz legfeljebb 80 °C-on, előnyösen 60—80 °C-on végzett kicsapása után kapott, kalcium-kloridot tartalmazó, enyhén sósavas vas(II)-klorid-oldathoz égetett meszet vagy kalcium-karbonátot adunk, majd gáz halmazállapotú oxigén, különösen levegő bevezetésével az Fe++ ionokat Fe+++ ionokká oxidáljuk, a kivált vasoxid-hidrátot elkülönítjük és a képződött kalcium-kloridot recirkuláltatjuk, azzal jellemezve, hogy kalcium-karbonát alkalmazása esetén annak szemcseméretét előnyösen 0,5 mmnél kisebbre, különösen 0,1 mm-nél kisebbre állítjuk be, és túlnyomású oxigént, előnyösen 8—12 bar nyomású oxigént, különösen 10 bar nyomású oxigént, amely adott esetben klórgázt tartalmaz, vezetünk a rendszerbe, és — mind égetett mész, mind kalcium-karbonát alkalmazása esetén - a kicsapott vasoxid-hidrát elválasztása után 0,01 %-nál kevesebb vasat tartalmazó kalciumklorid-oldatot elválasztjuk és a nyers gipsz mosásához és átkristályosításához használjuk fel, majd a nyers gipsz tisztítása után már vas(II)-k!oridot tartalmazó kalciumklorid-oldatot a nyers gipsz kicsapásához használjuk fel. (1980.01.21.)
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a nyers gipsz mosását és átkristályosítását 1,5-2,5 pH-jú sósavas közegben hajtjuk végre. (1980. 01. 21.)
- 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vashidroxidot vasoxid-hidráttá oxidáló levegőáramba az oxidáció teljessé tételéhez és a gipsszel, valamint a vasoxid-hidráttal kihordott kalcium-klorid-vesztségek pótlásához elegendő mennyiségű klórgázt adunk. (1980. 01. 21.)
- 4. Eljárás vas(II)-szulfát-heptahidrát feldolgozására a kalcium-kloriddal végzett reagáltatás útján nyers gipsz kinyerése mellett, amely eljárás során a nyers gipsz legfeljebb 80 °C-on, előnyösen 60-80 °C-on végzett kicsapása után kapott, kalcium-kloridot tartalmazó, enyhén sósavas vas(II)-klorid-oldathoz égetett meszet adunk, majd a gáz halmazállapotú oxigén, különösen levegő bevezetésével az Fe++ ionokat Fe3+ ionokká oxidáljuk, a kivált vasoxid-hidrátot elkülönítjük és a képződött kalcium-kloridot recirkuláltatjuk, azzal jellemezve, hogy az oxidáló gáz áramába adott esetben klórgázt adagolunk, a vasoxid-hidrát elválasztása után 0,01 %-nál kisebb vastartalmú kalciumklorid-oldatot elválasztjuk és a nyers gipsz mosásához, átkristályosításához használjuk fel, majd a nyers gipsz tisztítása után már vas(II)-kloridot tartalmazó kalciumklorid-oldatot a nyers gipsz kicsapásához használjuk fel. (1979. 01. 24.)
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a nyers gipsz mosását és át-41183 161 kristályosítását 1,5-2,5 pH-jú sósavas közegben hajtjuk végre (1979. 01. 24.)
- 6. A 4. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vashidroxidot vasoxid-hidráttá oxidáló levegőáramba az oxidáció teljessé tételéhez és a gipsszel, valamint a vasoxid-hidráttal kihordott kalcium-klorid-veszteségek pótlásához elegendő mennyiségű klórgázt adagolunk. (1979. 01. 24.)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT0051479A AT369714B (de) | 1979-01-24 | 1979-01-24 | Verfahren zur aufarbeitung von eisen-iisulfatheptahydrat |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU183161B true HU183161B (en) | 1984-04-28 |
Family
ID=3492611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU80115A HU183161B (en) | 1979-01-24 | 1980-01-21 | Process for the treatment of iron/ii/-sulphate-heptahydrate |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0014189B1 (hu) |
AT (1) | AT369714B (hu) |
CS (1) | CS218591B2 (hu) |
DD (1) | DD148626A5 (hu) |
DE (1) | DE3060980D1 (hu) |
DK (1) | DK27180A (hu) |
HU (1) | HU183161B (hu) |
NO (1) | NO800168L (hu) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2197003A (en) * | 1937-11-18 | 1940-04-16 | Glidden Co | Process for making pigments |
GB993115A (en) * | 1960-08-08 | 1965-05-26 | United Steel Companies Ltd | Improvements relating to the treatment of ferrous sulphate |
BE643142A (hu) * | 1964-01-29 | 1964-07-29 | ||
CA1053876A (en) * | 1973-12-14 | 1979-05-08 | Arthur A. Bellinger | Method and means of growing coarse gypsum and magnetite |
GB1485067A (en) * | 1975-07-25 | 1977-09-08 | Tioxide Group Ltd | Effluent treatment process |
-
1979
- 1979-01-24 AT AT0051479A patent/AT369714B/de not_active IP Right Cessation
-
1980
- 1980-01-14 DE DE8080890003T patent/DE3060980D1/de not_active Expired
- 1980-01-14 EP EP80890003A patent/EP0014189B1/de not_active Expired
- 1980-01-18 CS CS80377A patent/CS218591B2/cs unknown
- 1980-01-21 HU HU80115A patent/HU183161B/hu unknown
- 1980-01-22 DD DD80218581A patent/DD148626A5/de unknown
- 1980-01-23 NO NO800168A patent/NO800168L/no unknown
- 1980-01-23 DK DK27180A patent/DK27180A/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS218591B2 (en) | 1983-02-25 |
EP0014189A1 (de) | 1980-08-06 |
DE3060980D1 (en) | 1982-12-02 |
DK27180A (da) | 1980-07-25 |
DD148626A5 (de) | 1981-06-03 |
ATA51479A (de) | 1982-06-15 |
AT369714B (de) | 1983-01-25 |
EP0014189B1 (de) | 1982-10-27 |
NO800168L (no) | 1980-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3980753A (en) | Industrial process of preparing magnesia of high purity | |
US2804375A (en) | Cyclic process for the beneficiation of titania ores and slags | |
CN107406906B (zh) | 在HCl回收回路中使用硫酸生产镁化合物和各种副产物的方法 | |
US3862293A (en) | Process for the continuous acid treatment of crude clays and schists | |
KR20070099669A (ko) | 산화마그네슘의 제조 방법 | |
WO2018218294A1 (en) | Process for producing magnesium oxide from alkaline fly ash or slag | |
US4100254A (en) | Industrial process of preparing magnesia of high purity | |
US4508690A (en) | Method of producing very pure magnesium oxide | |
US4210626A (en) | Manufacture of magnesium carbonate and calcium sulphate from brine mud | |
US5002749A (en) | Process for the manufacture of zirconium oxide hydrate from granular crystallized zirconium oxide | |
JP2022514634A (ja) | 多金属団塊からの金属回収のためのプロセス | |
JPS60501901A (ja) | 高純度アルミナの製造 | |
US2997368A (en) | Production of manganese hydroxide | |
JPS6133887B2 (hu) | ||
CN110803714A (zh) | 一种含钒溶液生产五氧化二钒的方法 | |
HU183161B (en) | Process for the treatment of iron/ii/-sulphate-heptahydrate | |
US4006080A (en) | Process for the treatment of acidic waste liquid containing dissolved salts | |
JP2008143763A (ja) | 二酸化チタンの製造の過程で生成する廃棄酸からの二酸化チタン、硫酸カルシウム及び酸化鉄の製造方法 | |
JP4745235B2 (ja) | 鉄の混ざった廃硫酸の処理方法 | |
US3728273A (en) | Method of recovering chromium and barium values from waste barium chromate | |
US3078146A (en) | Method of preparing aluminum sulfate from waste sulfate pickle liquor and aluminum ore | |
US2271524A (en) | Treatment of waste pickling liqyuirs | |
CA1052581A (en) | Process for the treatment of calcium titanate | |
KR100275347B1 (ko) | 황산염-및 수산화물-기초한 제2철 화합물의 제조방법(process for the preparation of a sulfate-and hydroxide-based ferric compound) | |
CA1093277A (en) | Process of producing aqueous solution of magnesium chloride |