JPH01317129A - 塩化第二鉄の合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、塩化第二鉄の合成方法、特に、水溶液の塩化
第一鉄を塩素化する方法に関するものである。

従来の技術 この塩化第二鉄水溶液は、水処理において凝集剤として
使用される。この点については、この用途を記載した「
カーク−オス７−　（Ｋｉｒｋ　Ｏｔｈｍｅｒ）　Ｊ第
３版、第２４巻、３９４〜３９６頁（１９８４年）と第
１０巻、４９８頁（１９８０年）を参照されたい。この
塩化第二鉄水溶液を製造する最も単純な方法は、鉄を濃
塩酸で溶かす方法である。この方法で得られる溶液は、
塩化第一鉄（ＦｅＣＩ２）を約３６重量％含んでおり、
これを塩素化することによって、滴定分析値が約４１重
量％の塩化第二鉄（ＦｅＣ１＋）溶液が得られる。この
溶液はそのまま凝集剤として使用することができる。通
常市販されているのはこの４１％の塩化第二鉄溶液であ
る。Ｆｅｃ］２とＦｅＣＬ　は蒸発によって濃縮される
と部分的に加水分解を受けてＨＣＩを発生するので、Ｆ
ｅＣｌ２の濃縮溶液にしておく必要がある。しかし、水
処理の場合にはｐｅｃ１３中にＨＣＩが存在しているこ
とは都合が悪い。この方法の欠点は濃塩酸を使用しなけ
ればならないという点にある。

アメリカ合衆国特許第３．６８２．５９２号には、塩化
第一鉄溶液を酸素と接触させる方法が記載されている。

アメリカ合衆国特許第４．０６６、７４８号には、脱ス
ケール浴から来るｐｅｃ１２溶液を出発材料とする方法
が記載されている。しかし、この方法では塩化第一鉄を
濃縮することが必要であり、しかも、２段階の塩素化が
必要である。

この特許の実施例３では、単一の反応器を用いた場合に
は塩素の化学量論的な簀で第一鉄を塩素化することは全
く不可能であるということ、従って、全ての第一鉄を塩
素化するには塩素を過剰に用いなければならないという
ことが示されている。

さらに、この特許の方法を実施するための実施例４て説
明されている反応方式によると、「０口。

のＦｅＣｌ３への塩素化を２つの反応器で行っており、
これら２つの反応器にＦｅＣｌ２／　Ｆ［ＩＣｌ３の混
合物を供給している。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、単一の反応器で塩素の化学量論的な量
で全ての塩化第一鉄を塩化第二鉄に変換することができ
る方法を提供ずろことにある。

課題を解決するための手段 本発明の提供する塩化第二鉄の存在下で塩化第一鉄から
塩化第二鉄を合成する方法は、塩化第一鉄の大部分をほ
ぼ鉛直な反応装置の頭部に導入し、塩素の大部分を」−
記反応装置の底部に導入し、塩化第二鉄を上記反応装置
に側流として導入し、上記反応装置の底部から主として
塩化第二鉄を含む溶液を回収することを特徴としている
。

上記の反応装置によって、塩素と塩化第一鉄と塩化第二
鉄と確実に接触される。この反応装置はほぼ鉛直な容器
である。すなわち、この容器の最も小さい円筒形母線が
その円形断面部の直径に少なくとも等しく、この母線が
この鉛直またはほぼ垂直である容器である。

例えば、蒸留塔や吸収塔の形式の塔が使用される。プレ
ートやリング充填材のような接触装置またはこれらの接
触装置の複数備えた塔を使用するのが好ましい。

この塔の高さは０．１から４０ｍであり、好ましくは２
から２０ｍである。塩化第一鉄は、塩化第二鉄と同様に
、水溶液の形をしている。塩化第一鉄の大部分、すなわ
ち、塩化第一鉄溶液の少なくとも半分を反応装置の頭部
から導入される。残りの塩化第一鉄溶液は種々の高さか
ら導入できるが、この導入位置は、常に、塩素の導入位
置である反応器の最も底に近い位置、すなわち、幾何学
的に最も低い位置より上でなければならない。好ましく
は、塩化第一鉄は反応装置の頭部から単一の流れとして
導入するのが有利である。この塩化第一鉄溶液は、主と
して塩化第一鉄を含む水溶液の形であるが、既に塩化第
二鉄および／または塩酸を含んでいてもよい。

塩素は液体でも気体でもよく、あるいは、塩素を含む液
体でもらい。塩素の大部分、ずなわぢ、塩素を含む流体
の少なくとも半分は反応装置の底部に導入する。残りは
反応装置の種々の高さから導入することができる。好ま
しくは、塩素は全て反応装置の底部に導入するのが有利
である。

反応装置の頭部からは、塩素に含まれていた不活性成分
と、未反応の塩素が気相で回収される。

反応装置には塩化第二鉄が側流として導入される。この
塩化第二鉄の流れは基本的に塩化第二鉄を含む水溶液の
形をしている。「側流」とは、反応装置の塩化第一鉄の
供給口である頭部と、塩素の供給口である底部との間に
塩化第二鉄が導入されるということを意味している。塩
化第一鉄を１重量％以下含む溶液を使用しても本発明の
範囲を逸脱するものではない。塩化第二鉄は少量のＨＣ
Ｌを含んでいてもよい。この塩化第二鉄は複数の位置か
ら反応装置に側流で導入することもできるが、反応装置
の上から３分の１の位置で一度に導入するのが好ましい
。

上記の塩化第一鉄溶液および塩化第二鉄溶液は、これら
２つの溶液に対してＩＩｃＩ　が１重量％以下しか含ま
れていない塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液とを使用す
るのが好ましい。そうすることによって、得られた塩化
第二鉄を直接凝集剤として使用することが可能になる。

反応装置は適度な温度、すなわち、反応装置内に滞留す
る間にＦｅＣｌ２が加水分解されないような温度で運転
するのが好ましい。

塩化第一鉄と塩素との反応は完全に進行するので、塩化
第一鉄の反応装置内での滞留時間は１０秒以上とし、好
ましくは４時間以下にするのが好ましい。

ＦｅＣＬ全部を塩素化する必要はなく、要求されるＦｅ
Ｃ］ｓの規格仕様では、塩化第二鉄溶液中にＦｅＣｌ２
が０．１から１重量％が含んでいて許容されることが多
い。過剰に塩素を使用する場合も本発明の範囲に含まれ
るものである。

反応媒体の温度は５０から１００℃にするのが好ましい
。圧力は任意であるが、大気圧から６バール、好ましく
は大気圧から１相対バールの範囲で操作するのが簡単で
ある。

反応装置の底部からは、主として塩化第二鉄を含む溶液
が回収される。本発明の好ましい実施態様では、この溶
液を塩化第二鉄の」１記側流として反応装置に再循環さ
れる。定常状態では、この再循環の前に、反応装置に導
入する塩化第一鉄のモル量に対応する量の塩化第二鉄を
製品として回収する。また、この再循環される塩化第二
鉄を熱交換器によって冷却して、塩化第一鉄の塩素化反
応によって生じた熱エネルギーを反応装置に戻る前に除
去することもできる。

さらに、反応装置から排出される塩化第二鉄溶液、また
は、反応装置に再循環される塩化第二鉄、または、これ
ら両方の溶液から水の一部を蒸発させることもできる。

この蒸発は、通常の蒸発器を用いるか、例えば、減圧し
て水を蒸発させて行うことができる。必要に応じて、こ
の蒸発前に予め塩化第二鉄の溶液を加熱することもてき
る。

以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の１実施態様を図示したものである。

２つの充填床７と８を有する塔１に、塩化第一鉄を２の
位置で、塩素を３の位置で、塩化第二鉄を４の位置でそ
れぞれ供給する。塩素流３中に存在していた不活性成分
は６の位置で回収され、塩化第二鉄溶液は５の位置で回
収される。

第２図は、本発明の他の実施態様を図示したものである
（使用した参照番号は、第１図と同様の意味を有する）
。塩化第二鉄溶液は１２の位置で減圧される。液相１１
は塩化第二鉄の製品を構成する流れ９と反応装置１中へ
再循環する流れ４とに分割される。減圧ポット１２は管
路１０を介して蒸気エジェクターに接続されている。参
照番号１３は熱交換器である。

本発明は、以下の実施例によってより明らかになろう。

但し、これらの実施例は本発明を何ら限定するものでは
ない。

実施例１ 第２図に図示した装置を使用した。この装置の塔ｌは内
径が０．３５ｍｍのガラス製である。充填物の高さは、
７の部分が７ｍ、８の部分が３ｍである。

２９６　ｋｇ／ｈのＦｅＣｌ２　と、７０４　ｋｇ／ｈ
の水との溶液を２の位置から８０℃で導入し、８２．７
ｋｇ／ｈの塩素と、５ｋｇ／ｈの不活性成分との流れを
３の位置から導入した。この不活性成分５ｋｇ／ｈは６
の位置で回収された。

５の位置から８５℃の塩化第二鉄溶液が回収さた。

塔１は１．１絶対バールて運転した。熱交換器１３によ
って塩化第二鉄の温度を８５℃から９４℃に上昇させた
後、０，２５絶対バールに減圧した。ＰｅＣ１＋　２２
７２ｋｇ／ｈと、水３２６９ｋｇ／ｈとを含む溶液を４
の位置から再循環した。ｌＯの位置からは水５４５　ｋ
ｇ／ｈ中に希釈された３７９ｋｇ／ｈのＦｅＣｌ３が回
収された。

実施例２　　　一 実施例１と同様に模作したが、塩化第一鉄を、２つの充
填床７と８の間、すなわち、再循環位置と同じ高さの所
から塔１に供給した。

同じＦｅｃ１２からｌ”ｅｃ］３への転化率を得るため
には、塩素の流量を８８ｋｇ／ｈ（すなわち、塩素８８
ｋｇ／ｈと不活性成分５．３２ｋｇ／ｈ）　に増加させ
る必要があった。過剰な塩素と不活性成分は６の位置か
ら除去された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施態様を図示したものであり、 第２図は、本発明の他の実施態様を図示したものである
。 （主な参照番号） １・・・塔　　　　　　２・・・塩化第−鉄流３・・・
塩素流　　　　４・・・塩化第二鉄流５・・・塩化第二
鉄流　６・・・不活性成分７．８・・・充填物床　９・
・・塩化第二鉄流１１・・・液相　　　　　１２・・・
減圧ポット１３・・・熱交換器 特許出願人　　ソシエテ　アトゲム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩化第二鉄の存在下で塩化第一鉄から塩化第二鉄
   を合成する方法において、 塩化第一鉄の大部分をほぼ鉛直な反応装置の頭部に導入
   し、塩素の大部分を上記反応装置の底部に導入し、塩化
   第二鉄を上記反応装置に側流として導入し、上記反応装
   置の底部から主として塩化第二鉄を含む溶液を回収する
   ことを特徴とする方法。
2. （２）上記反応装置が気−液接触装置を収容した塔であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. （３）上記塩化第二鉄の側流を、上記反応装置の上から
   ３分の１の位置から導入することを特徴とする請求項１
   または２に記載の方法。