PL160292B1 - Sposób otrzymywania chlorku zelazowego FeCl3 PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania chlorku zelazowego FeCl3 w formie stalej zawierajacego ponizej 6 moli H 2 O na mol FeCl3, znamienny tym, ze na krystaliczny uwodniony chlorek zelazawy suchy lub zawierajacy wilgoc adhezyjna dziala sie w temperaturze powyzej 50°C gazowym chlorem lub gazem zawierajacym chlor, a na powstajacy stop zlozony z mieszaniny chlorków: zelazawego i zelazowego dziala sie dalej chlorem lub gazem zawierajacym chlor, az do uzyskania niezbednego stopnia przemiany FeCl2 do FeCl3, po czym stop chlodzi sie do temperatury ponizej 50°C nadajac mu jednoczesnie pozadana postac uzytkowa. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania chlorku żelazowego FeCLj w formie stałej zawiera jącego poniżej 6 mli HgO na mol FeCLj.

Znana jest metoda wytwarzania chlorku żelazowego FeCL.j drogą spalania wiórków żelaznych w chlorze. Otrzymuje się wówczas sól bezwodną ale proces jest trudny do prowadzenia i zużywa się duże ilości chloru. Inna znana metoda polega na rozpuszczaniu żelaza w kwasie solnym a na otrzymany roztwór chlorku żelazowego działa się chlorem az do całkowitej przemiany FeCL2 do FeCLj. W tej wersji dwie trzecie chlorku w produkcie pochodzi z kwasu solnego a tylko jedna trzecia z chlorku gazowego. 0οργον30ζθπ^ roztworu FeCLj do produktu han dlowego jest trudne, gdyż w czasie odparowania zachodzi częścoowa hydroliza chlorku żelazowego, w rezultacie czego produkt jest zanieczyszczony tlenkami żelaza.

Sposób według wynalazku eliminuje wyżej wymeβnilne niedogodności.

Sposób według wynalazku polega na tym, że na krystaliczny uwodniony chlorek żelazawy suchy Izb zawierający wilgoć adhezyjną działa się w tłe^θI^^turił powyżej 50°C gazowym chlorem lub gazem zawierającym chlor a na powstający stop złożony z mieszaniny chlorków: żelazawego i żelazowego działa się dalej chlorem lub gazem zawierającym chlor, aż do uzyskania niezbędnego stopnia przemiany FeCLg do FeCLj. Następnie stop chłodzi się do temperatury poniżej 50°C nadając mu Jednocześnie pożądaną postać użytkową.

Chlorowanie stałego chlorku żelazawego i końcowe chlorowanie ciekłej mieszaniny FeCL^ i FeCLj prowadzi się w sposób ciągły bezpośrednio jedna po drugiej w taki sposób, ze uwodniony stop powstający w urządzeniu gdzie dokonuje się chlorowanie wstępne ścieka bezpośrednio do urządzenia, gdzie prowadzi się chlorowanie końcowe. Kontrolę temperatury procesu dokonuje się przez wyddżelające się ciepło reakcji oraz dodatkowo przez wstępne podgrzanie chloru lub gazu zawierającego chlor podawanego do procesu chlorowania i/lub wstępne podgrzanie chloru lub gazu zawierejącego chlor podawanego do procesu lub podgrzanie odprowadza nego z procesu gazu odlotowego i zawracanie go ponowie uo procesu.

160 292

Chlorek żelazawy, będący materiałem wyjściowym otrzymuje się drogę reakcji w środowisku wodnym siarczanu Żelazawego i chloru wapniowego, będących produktami odpadowymi, o przemyśle hutniczym i przemyśle sodowym, odsączenie wytrąconego siarczanu wapniowego przez zagęszczenie przesączu, aż do wykkystalizowanie chlorku żelazawego. Chlorek żelazawy pochodzi z przeróbki produktów odpadowych: chlorku wapniowego pochodzącego z produkkji sody metodą Solvaya oraz siarczanu żelazawego powwtającego przy trawieniu blach w przemyśle hutniczym według reakcji:

FeSO. + CaCL_ = FeCLo + CaSO.

2 2 4

Siarczan wapnie jako trudno rozpuszczalny wytrąca się a przez odsączenie lub del^^ntza^ cję otrzymuje się roztwór chlorku żelazawego, z którego po zagęszczeniu wypade sól czterowodna FeCLg ' 4H₂0.

Nieoczekiwanie okazało się, Ze reakcja chlorowania FeCL₂ do FeCL.3 przebiegać może z technicznie użyteczną szybkością nie tylko w fazie ciekłej ale również przebiegać może z wystarczającą oydatniśclą w przypadku krystalicznego uwodnionego chlorku żelazowego. Tworzący się w wyniku reakcj z chlorem stop złożony z mieszaniny uwodnionego chlorku żelazawego i uwodnionego chlorku żelazowego spływa po wyppłnieniu stacjonarnym /żwir kwarcytowy, tłuczone szkło, pierścienie Rashiga względnie inne wyppenlenie ibojętne/ w przeciwprądzie do gazowego chloru, przy czym zawarty w stopie chlorek żelazawy ulega utlenieniu do chlorku żelazowego.

Spływający ze strefy reakcyjnej stopiony związek odpowiada swoim składem FeCl-^' 4H^0, a po ochłodzeniu i zakrzepnięciu stanowi gotowy produkt o charakterze handlowym. Przez systematyczne podawanie warstwy kryształów uwodnionego FeCL_₂ i strumienia gazowego chloru, proces można prowadzić w sposób ciągły. Ochładzanie i krzepnięcie spływającego chlorku w postaci ciekłej można połączyć z procesem formowania do dowwonej praktycznie postaci na przykład w formie tabliczek przez odlewanie w odpowiednich formach, w formie płatków przez wylewanie na wędrujące taśmy lub na ρowiθrzchnle walców obrotowych chłodzonych od wow^^z albo tez w formie granulek przez wprowadzenie kropel stopu do warstwy oleju mineralnego.

Sposób według wynalazku objaśniony jest niżej w przykładzie wykona π na. Resaizacja fazy otrzymywania uwodnionego FeCLj prowadzona jest w reaktorze przedsaawoanym schemaaycznie na rysunku.

W celu otrzymania uwodnionego chlorku żelazawego należy wziąć stechiomstryczne ilości chlorku wapniowego i siedmi(wodnego siarczanu żelazowego. Każdy związek rozpuszcza się osobno w wodzie, następnie powoii wesza się i odsącza strącany siarczan wapniowy. Przesącz zagęszcza się i wykrystalizowuje uwodniony chlorek żelazawy. Następnie wykrystαliiowαny chlire^k żelazawy piocinlaje s^ię chorowaniu aż ^do aaoaeru^{, g}dy ^pró^ba na ^Fe⁺^ będzie ne^gatywna. Proces ten przeprowadza się w cylnπdricrπya reaktorze S z dnami stożkowymi 4 i 10 wykonanymi z tworzywa węglowego, stali tytanowej lub specjalnego gatunku szkła z dnem sionnym 9 w dco/wonej jego części. Na dnie sUwnym 9 spoczywa warstwa wppenienia stacjonarnego 8. Wypeł^nenie to stanowić mogą ceramiczne pierścienie Rashiga, siodełka Berła, pierścienie szklane a nawet żwir kwarcytowy o odpowiednim uziarniarnu. Górną powierzchnię ^^y^per^lienia stacjonarnego 8 oddziela się od warstwy 6 /kryształów FeCL2 ' 4H2O/ sito 7 wykonane z odpowiedniego maer^ału o wielkości otworów nie aarθjszyih od wielkości kryształów uwodnionego FeCL2· Górna część reaktora 5 zaopatrzona jest w zasobnik chlorku żelazcwego 1, z którego aatełiał ten w sposób ciągły, poprzez dozownik 2 podawany jest do reaktora 5. Przez króciec 11 podawany jest do reaktora 5 w sposób ciągły w tem^pef^^urze 70°C strumień gazowego chloru pochodzącego z dowolnego źródła. Resztki nieprzθłagiowanegi chloru odprowadzane są przez króciec 3 na zewnątrz cel^^m neutraMzacci. Wewwntrz reaktora S zachodzi dwuetapowy proces chlorowania stałego uwodnionego FeCI_2 Zo uwodnionego FeCL3 z jednoczesnym przeprowadzeniem fazy stałej w fazę ciekłą. Pierwszy etap zachodzi na piwierzihni kryształów chlorku żelazawego w warstwie 6, w wyniku czego pow^aje mieszanina ciekła uwodnionych chlorków: żelazawego 1 żelazowego. Mieszanina ta spływa przez sito 7 i warstwę wypsenienia stacjonarnego 8, gdzie zachodzi Zo końca reakcja chlorowania FeCl_2 do FeCl^. Spust ciekłego uwodnionego FeCI_3 odbywa się poprzez króciec 12 do urządzenia formującego postać końcową produktu na przykład do płatkowhcy 13. Reaktor 5 zaopatrzony jest na całej swej długości w płaszcz grzejny pozwotający na regulację tempce-atury w granicach 70 - 1OO°C.

160 292

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1.Sposób otrzymywania chlorku żelazowego FeCLj w formie stałej zawierającego poniżej

   6 mli H^O na mol FeCLj, znamienny tym, ze na krystaliczny uwodniony chlorek żelazowy suchy lub zawierający wilgoć adhezyjną działa się w tempera turze powyżej 5O°C gazowym chl^r^^m lub gazem zawierającym chlor, a na powstający stop złożony z mieszaniny chlorków: żelazawego i żelazowego działa się dalej chlorem lub gazem zawierającym chlor, aż do uzyskania niezbędnego stopnia przemiany FeCL_ do FeCL_. po czym stop chłodzi się O *“ ó do temperatury poniżaj 50 nadając mu jednocześnie pożądaną postać użytkową.
2. 2. Sposób według zastrz. 1,znamienny tym, że chlorowanie stałego chlorku żelazowego i końcowe chlorowanie ciekłej mieszaniny FeCLg i FeCLj prowadzi się w sposób ciągły bezpośrednio jedna po drugiej w taki sposób, że uwodniony stop powstający w urządzeniu gdzie dokonuje się chlorowanie wstępne ścieka bezpośrednio do urządzenia gdzie prowadzi się chlorowanie końcowe.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że kontrolę temperatury procesu dokonuje się pezez wydzielające się ciepło reakcji oraz dodatkowo przez wstępne podgrzanie w dowolny sposób stałego chlorku żelazawego podawanego do procesu chlorowania i/lub wstępne podgrzanie chloru lub gazu zawierającego chlor podawanego do procesu lub podgrzanie doprowadzanego z procesu gazu odlotowego i zawracanie go ponownie do procesu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1₍ znamienny tym, że chlorek żelazawy, będący materiałem wyjśdowym otrzymuje się drogą reakcji w środowisku wodnym siarczanu żelazawego i chlorku wapniowego, będącym produktami odpadowymi w przemyśle hutniczym i przemyśle sodowym, odsączanie wytrąconego siarczanu wapniowego oraz zagęszczenie przesączu, aż do wykrystalizowania chlorku żelazowego.

   * * *