RU2357950C1 - Iron (ii) phthalate process - Google Patents

Iron (ii) phthalate process Download PDF

Info

Publication number
RU2357950C1
RU2357950C1 RU2007133627/04A RU2007133627A RU2357950C1 RU 2357950 C1 RU2357950 C1 RU 2357950C1 RU 2007133627/04 A RU2007133627/04 A RU 2007133627/04A RU 2007133627 A RU2007133627 A RU 2007133627A RU 2357950 C1 RU2357950 C1 RU 2357950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
reaction mixture
solvent
iodine
air
Prior art date
Application number
RU2007133627/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007133627A (en
Inventor
Анатолий Михайлович Иванов (RU)
Анатолий Михайлович Иванов
Евгений Александрович Гречушников (RU)
Евгений Александрович Гречушников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (КГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (КГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (КГТУ)
Priority to RU2007133627/04A priority Critical patent/RU2357950C1/en
Publication of RU2007133627A publication Critical patent/RU2007133627A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357950C1 publication Critical patent/RU2357950C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention refers to advanced process for making iron (II) phthalate by direct reaction of iron or its alloy and carboxylic acid with air oxygen and stimulating iodine added in intensive mechanical mixing of the reaction mixture and crushed ferriferous material with using a blade paddle mixer, wherein phthalic acid content in primary charge is taken 1.55-2.0 mole/kg. Liquid phase solvent is n-butyl alcohol. Iron is presented with crushed grey cast iron in amount 30% of the other charge weight. Stimulating iodine is dosed in amount 0.075-0.17 mole/kg. Charge process proceeds as follows: solvent, acid, crushed grey cast iron, stimulating iodine. The same process is started and proceeds in a vertical beaded mill with a blade paddle mixer rotated at 960-1440 rpm in ratio of glass beads to charge 1:1 without air sparging, but even without blocking free contact of air to intensively mixed reaction mixture in the reactor within 35-50°C and current control by sampling method to accumulate iron (II) salt in amount 1.49-1.65 mole/kg. Then in continued mixing, the reaction zone is isolated from access for air. Nitrogen is delivered to sparging within 10-30 min. Thereafter mixing is stopped, reaction mixture suspension is separated from glass beads and unreacted cast iron particles and supplied to filtering. Deposit is washed 1-2 times with liquid phase solvent and delivered to vacuum drying, further to afterpurification. Filtrate and washing solvent are supplied back to the repeated process. Filtration and following end salt deposit handling are ensured in nitrogen environment.
EFFECT: improved process of iron phthalate.
18 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к получению фталата железа (II) и может быть использовано в различных областях лабораторной и в промышленном масштабе химической практике, в научных исследованиях и в аналитическом контроле.The invention relates to the production of iron (II) phthalate and can be used in various fields of laboratory and industrial scale chemical practice, in scientific research and in analytical control.

Известен способ получения карбоксилатов металлов (патент GB WO 8503530, опубл. 15.08.1985), в соответствии с которым соли тяжелых металлов, в том числе и железа, и карбоновых кислот, среди которых есть и дикарбоновые, получают электролитическим способом в электролитической ванне с электролитом в виде водорастворимых соединений ионной природы, например соли сильной кислоты и сильного неорганического основания, с катодом из устойчивого к разрушению в условиях проведения электролиза материала (графит, нержавеющая сталь, титан и т.д.) и анодом, изготавливаемым из желаемого тяжелого металла. Карбоновую кислоту вводят в электролитическую ванну; если она водонерастворима, то в виде раствора в органическом растворителе. Процесс ведут при 0-100°С. При необходимости получения карбоксилатов металлов в низшей валентности в электролитическую ванну вводят антиоксидант (производное гидрохинона и катехола) или стабилизатор.A known method of producing metal carboxylates (patent GB WO 8503530, publ. 08/15/1985), according to which salts of heavy metals, including iron, and carboxylic acids, among which there are dicarboxylic acids, are obtained by electrolysis in an electrolytic bath with an electrolyte in the form of water-soluble compounds of ionic nature, for example, a salt of a strong acid and a strong inorganic base, with a cathode from a material resistant to destruction under the conditions of electrolysis (graphite, stainless steel, titanium, etc.) and an anode made Vai of the desired heavy metal. Carboxylic acid is introduced into the electrolytic bath; if it is water insoluble, then in the form of a solution in an organic solvent. The process is carried out at 0-100 ° C. If it is necessary to obtain metal carboxylates in the lower valency, an antioxidant (a derivative of hydroquinone and catechol) or a stabilizer is introduced into the electrolytic bath.

Недостатки данного способа заключаются в следующем.The disadvantages of this method are as follows.

1. Довольно сложный состав электролитической ванны, из которой придется извлекать продукт и должным образом очищать его.1. A rather complicated composition of the electrolytic bath, from which it is necessary to extract the product and properly clean it.

2. В процессе задействован ряд веществ, которые выполняют своего рода вспомогательную роль и не вносят в массу получаемого продукта никакого значимого вклада (например, соль сильной кислоты и сильного неорганического основания, органический растворитель, производные гидрохинона и катехола, стабилизатор).2. A number of substances are involved in the process, which play a kind of auxiliary role and do not make any significant contribution to the mass of the resulting product (for example, a salt of a strong acid and a strong inorganic base, an organic solvent, derivatives of hydroquinone and catechol, a stabilizer).

3. Анод и катод требуют для своего изготовления специальные материалы, которые предварительно нужно получать. Здесь отходами других производств скорее всего не обойдется.3. The anode and cathode require special materials for their manufacture, which must first be obtained. Here, waste from other industries is likely to cost.

4. Используется довольно специфический электрохимический процесс, требующий свое оборудование, довольно индивидуальную технологию и т.д.4. A rather specific electrochemical process is used, requiring its equipment, a rather individual technology, etc.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения формиата железа (II) (патент РФ №2291856), в соответствии с которым 4,5-10 моль/кг водный раствор муравьиной кислоты вводят в интенсивный и обновляемый с высокой частотой контакт с железом и (или) его сплавами, частично (20,0-30,6% от массы жидкой фазы) находящимися в измельченном состоянии, в присутствии 0,016-0,164 моль/кг стимулирующей добавки йода и барботажа воздуха с расходом 1,2-2,0 л/мин на 1 кг жидкой фазы и сам процесс начинают при комнатной температуре и ведут в диапазоне температур 45-65°С до достижения содержания солей железа в реакционной смеси 1,8-2,0 моль/кг, после чего процесс прекращают, суспензию реакционной смеси отделяют от тяжелых частиц металла или его сплава, направляют на фильтрование, твердую соль очищают путем перекристаллизации, а фильтрат возвращают в повторный процесс.Closest to the claimed is a method of producing iron (II) formate (RF patent No. 2291856), in accordance with which 4.5-10 mol / kg of an aqueous solution of formic acid is introduced into an intensive and updated with high frequency contact with iron and (or) its alloys, partially (20.0-30.6% of the mass of the liquid phase) being in a crushed state, in the presence of 0.016-0.164 mol / kg of a stimulating additive of iodine and air sparging with a flow rate of 1.2-2.0 l / min per 1 kg of the liquid phase and the process itself begins at room temperature and is conducted in the temperature range of 45-65 ° C until the content of iron salts in the reaction mixture is 1.8-2.0 mol / kg, after which the process is stopped, the suspension of the reaction mixture is separated from heavy particles of metal or its alloy, sent for filtration, the solid salt is purified by recrystallization, and the filtrate is recycled process.

Недостатки данного способа заключаются в следующем.The disadvantages of this method are as follows.

1. Использование водного раствора муравьиной кислоты в качестве жидкой фазы системы. Муравьиная кислота смешивается с водой в любых соотношениях, в то время как растворимость фталевой кислоты в воде составляет при 14°С всего 0,54 г на 100 г воды.1. The use of an aqueous solution of formic acid as the liquid phase of the system. Formic acid is miscible with water in any ratio, while the solubility of phthalic acid in water is only 0.54 g per 100 g of water at 14 ° C.

2. Фталевая кислота значительно более высокомолекулярная в сравнении с муравьиной. Поэтому с ней обозначенные содержания кислоты в реакционной смеси реализованы быть не могут.2. Phthalic acid is significantly higher molecular weight compared to formic acid. Therefore, with it, the indicated acid contents in the reaction mixture cannot be realized.

3. Фталевая в отличие от муравьиной кислота дикарбоновая. И нет никаких оснований считать, что с железом она будет реагировать подобным образом.3. Phthalic, in contrast to formic acid, dicarboxylic. And there is no reason to believe that it will react with iron in this way.

4. Формиат железа (II) - устойчивое в обычных условиях соединение. Будет ли таким же стабильным фталат железа (II) неизвестно. Следовательно, нет оснований считать аналогичными операции по выделению и очистке продукта.4. Iron (II) formate is a stable compound under ordinary conditions. Whether iron (II) phthalate is as stable is not known. Therefore, there is no reason to consider similar operations on the isolation and purification of the product.

5. В известном решении используется барботаж воздуха. Но это при стабильном целевом продукте. Стабильность фталата железа (II) не только не доказана, но даже и не оценена. Следовательно, целесообразность подвода кислорода путем барботажа воздуха не имеет никакой доказательной базы.5. The known solution uses air sparging. But this is with a stable target product. The stability of iron (II) phthalate is not only not proven, but not even evaluated. Therefore, the feasibility of supplying oxygen by sparging air has no evidence base.

6. Момент прекращения окислительно-восстановительного процесса в известном решении определен накоплением продукта 1,8-2,0 моль/кг. Растворимость и другие физические свойства фталата железа (II) во многом неизвестны. Неизвестны и свойства суспензий фталата железа (II) в нужных органических средах. Все это говорит о том, что количественные характеристики момента прекращения окислительного процесса могут существенно измениться.6. The moment of termination of the redox process in the known solution is determined by the accumulation of the product 1.8-2.0 mol / kg The solubility and other physical properties of iron (II) phthalate are largely unknown. The properties of iron (II) phthalate suspensions in the desired organic media are also unknown. All this suggests that the quantitative characteristics of the moment of termination of the oxidative process can significantly change.

7. В известном решении использован стеклянный реактор с механическим перемешиванием лопастной мешалкой. Совсем не очевидно, что он будет приемлемым для системы с фталевой кислотой, что не придется его менять на бисерную мельницу, в которой растворение твердой фталевой кислоты при прочих равных условиях будет протекать заметно быстрее.7. In the known solution, a glass reactor with mechanical stirring with a paddle mixer was used. It is not at all obvious that it will be acceptable for a system with phthalic acid, that it will not have to be replaced with a bead mill, in which the dissolution of solid phthalic acid, ceteris paribus, will proceed much faster.

Задачей предлагаемого решения является получить фталат железа (II) из железа или его сплава и фталевой кислоты в присутствии кислорода воздуха и стимулирующей добавки по аналогичному по смыслу описанному выше процессу с подобным аппаратурным оформлением.The objective of the proposed solution is to obtain iron (II) phthalate from iron or its alloy and phthalic acid in the presence of atmospheric oxygen and a stimulating additive by a process similar in meaning to the above with a similar hardware design.

Поставленная задача достигается тем, что содержание фталевой кислоты в исходной загрузке берут 1,55-2,0 моль/кг, в качестве растворителя жидкой фазы используют н-бутиловый спирт, а железа - измельченный серый чугун в количестве 30% от массы остальной загрузки, стимулирующую добавку йода дозируют в количестве 0,075-0,17 моль/кг, загрузку ведут в последовательности: растворитель, кислота, раздробленный чугун, стимулирующая добавка, а сам процесс начинают и ведут в бисерной мельнице вертикального типа с лопастной мешалкой, вращаемой со скоростью 960-1440 об/мин, при соотношении масс стеклянного бисера и загрузки 1:1 в отсутствие барботажа воздуха, но в отсутствие и препятствий на свободный контакт воздуха с интенсивно перемешиваемой реакционной смесью в реакторе в диапазоне температур 35-50°С и контроле по ходу методом отбора проб до накопления соли железа (II) в количестве 1,49-1,65 моль/кг, после чего, не прекращая перемешивания, изолируют зону реакции от доступа воздуха и подают азот на барботаж в течение 10-30 мин, по истечение которых перемешивание прекращают, отделяют суспензию реакционной смеси от стеклянного бисера и непрореагировавших частиц чугуна и направляют на фильтрование, осадок промывают 1-2 раза растворителем жидкой фазы и отправляют на вакуум-сушку, далее на дополнительную очистку, а фильтрат и промывной растворитель возвращают в повторный процесс, при этом операции фильтрования и последующей работы с осадком целевой соли проводят в атмосфере азота.The problem is achieved in that the content of phthalic acid in the initial charge is taken 1.55-2.0 mol / kg, n-butyl alcohol is used as a solvent of the liquid phase, and iron is ground gray cast iron in an amount of 30% by weight of the rest of the charge, the stimulating additive of iodine is dosed in an amount of 0.075-0.17 mol / kg, the loading is carried out in the sequence: solvent, acid, crushed cast iron, stimulating additive, and the process itself is started and conducted in a vertical bead mill with a paddle mixer rotated at a speed of 960- 1440 rpm, when the ratio of the mass of glass beads and the load is 1: 1 in the absence of air bubbling, but in the absence of obstacles to free contact of air with the intensively mixed reaction mixture in the reactor in the temperature range of 35-50 ° С and control along the way by sampling to the accumulation of iron (II) salt in the amount of 1.49-1.65 mol / kg, after which, without stopping mixing, isolate the reaction zone from air and nitrogen is bubbled for 10-30 minutes, after which the mixing is stopped the suspension of the reaction mixture is separated and from glass beads and unreacted particles of cast iron and sent for filtration, the precipitate is washed 1-2 times with a solvent of the liquid phase and sent to vacuum drying, then for further purification, and the filtrate and washing solvent are returned to the repeated process, with the filtering and subsequent operations work with the precipitate of the target salt is carried out in a nitrogen atmosphere.

Характеристика используемого сырьяCharacteristics of the raw materials used

Сталь 45 по ГОСТ 1050-74Steel 45 according to GOST 1050-74

Чугун серый марки СЧ 15-32 по ГОСТ 1412-70Gray cast iron grade SCh 15-32 according to GOST 1412-70

Фталевая кислота ГОСТ 4556-68Phthalic acid GOST 4556-68

н-Бутиловый спирт по ГОСТ 6006-51n-Butyl alcohol according to GOST 6006-51

Йод кристаллический по ГОСТ 4159-79Crystalline iodine according to GOST 4159-79

Заявляемый процесс проводят следующим образом. В бисерную мельницу вертикального типа, защищенную от ускоренного износа хорошо подогнанными обечайкой по всей высоте и ложным дном с подпятником для конца вала лопастной мешалки с лопастью сначала прямоугольной, а по мере износа трапецеидальной конфигурации с возможной в разной степени закруткой краев в противоположном вращению направлении, вводят состоящую из растворителя, фталевой кислоты основную массу исходной загрузки в массовом соотношении (с учетом йода) со стеклянным бисером 1:1, а также фракцию битого серого чугуна с максимальным линейным размером частиц не более 5 мм в количестве 30% от массы исходной загрузки. Стимулирующую добавку йода обычно вводят в последнюю очередь и этот момент фиксируют как начало окислительно-восстановительного процесса.The inventive process is carried out as follows. In a bead mill of the vertical type, protected from accelerated wear by a well-fitted shell along the entire height and a false bottom with a thrust bearing for the end of the shaft of the paddle mixer with the blade, it is first rectangular, and as the trapezoidal configuration wears with possible twisting of the edges in opposite directions to the opposite direction, they are introduced consisting of a solvent, phthalic acid, the bulk of the initial load in a mass ratio (including iodine) with glass beads 1: 1, as well as a fraction of broken gray cast iron with a maximum nym linear particle size of not more than 5 mm in an amount of 30% by weight of the initial charge. The stimulating additive of iodine is usually introduced last and this moment is fixed as the beginning of the redox process.

Реактор помещают в предназначенное для него гнездо в каркасной раме, соединяют фланцевым соединением с крышкой с сальниковой коробкой, отводом на обратный холодильник-конденсатор, карманом для термопары и гнездами для пробоотборника и установки барботера из эластичного материала с одиночным выходом вблизи верхней кромки лопасти мешалки непосредственно у стенки обечайки. После выполнения операции по установке реактора в гнезде каркасной рамы его корпус помещают в жидкостную с большим объемом теплоносителя баню, которую предварительно нагревают до заданной температуры. С помощью этой бани содержимое реактора подогревают до заданной стартовой температуры, после чего вводят йод и начинают экзотермический процесс, который весьма скоро превращает баню из обогревающей в охлаждающую.The reactor is placed in its intended socket in the frame frame, connected by a flange connection to a cover with an stuffing box, a return to the condenser cooler, a thermocouple pocket and nests for a sampler and installation of a bubbler made of elastic material with a single outlet near the upper edge of the mixer blade directly at shell walls. After completing the operation of installing the reactor in the nest of the frame frame, its body is placed in a liquid bath with a large volume of coolant, which is preheated to a predetermined temperature. Using this bath, the contents of the reactor are heated to a predetermined starting temperature, then iodine is introduced and an exothermic process is started, which very soon turns the bath from heating to cooling.

Поступление кислорода воздуха как реагента процесса происходит из газовой фазы, свободно контактирующей с интенсивно перемешиваемой механической мешалкой жидкой фазой, с помощью последующего переноса перемещаемой жидкости в глубинные придонные слои, где как раз и движутся тяжелые частицы раздробленного чугуна. Обычно последняя зона не превышает 1/3 от объема системы в целом.The intake of air oxygen as a process reagent comes from the gas phase, which is freely in contact with the intensively mixed mechanical stirrer by the liquid phase, with the help of the subsequent transfer of the transported liquid to the deep bottom layers, where heavy particles of crushed cast iron move. Usually the last zone does not exceed 1/3 of the total system volume.

По ходу процесса отбирают пробы реакционной смеси, в которых контролируют содержание солей железа (II) и (III), отдельно иодида железа (II) и йода. Как только содержание солей железа (II) достигнет величины 1,49-1,65 моль/кг (при таком содержании суспензия реакционной смеси еще вполне текучая и позволяет вести переработку), в специальное гнездо в крышке реактора помещают барботер из эластичного материала, заканчивающийся одиночным отверстием в районе верхней кромки лопасти мешалки, и, не прекращая перемешивания, подают азот на барботаж в течение некоторого времени. По истечении последнего перемешивание лопастной мешалкой прекращают, суспензию реакционной смеси отделяют от бисера и непрореагировавших частиц чугуна пропусканием через находящуюся в поле действия постоянного магнита сетку с размерами ячеек 0,4×0,4 мм, после чего фильтруют. Осадок промывают 2 раза определенными количествами растворителя для жидкой фазы, после чего фильтруют, хорошо отжимают на фильтре и направляют на вакуум-сушку. При этом все операции выполняются в среде азота. Полученные при фильтровании первичный фильтрат и в дальнейшем промывные растворители, содержащие довольно хорошо растворимые соль железа (III), иодид железа (II) и йод с небольшим количеством растворенного фталата железа (II), возвращают в повторный процесс. А высушенный порошок продукта болотно-зеленого цвета помещают в промытую потоком азота герметически закрывающуюся емкость с небольшим объемом газового пространства.During the process, samples are taken of the reaction mixture, in which the content of iron (II) and (III) salts, separately of iron (II) iodide and iodine, is controlled. As soon as the content of iron (II) salts reaches a value of 1.49-1.65 mol / kg (with this content, the suspension of the reaction mixture is still quite fluid and allows processing), a bubbler made of an elastic material ending in single is placed in a special socket in the reactor lid a hole in the region of the upper edge of the stirrer blade, and without stopping mixing, nitrogen is supplied to the bubbler for some time. After the last one, stirring with a paddle stirrer is stopped, the suspension of the reaction mixture is separated from the beads and unreacted particles of cast iron by passing through a mesh with 0.4 × 0.4 mm mesh sizes in the field of action of the permanent magnet, and then filtering. The precipitate is washed 2 times with certain amounts of solvent for the liquid phase, after which it is filtered, squeezed well on the filter and sent to a vacuum dryer. In this case, all operations are performed in a nitrogen environment. The primary filtrate obtained by filtration and subsequently washing solvents containing rather soluble iron (III) salt, iron (II) iodide and iodine with a small amount of dissolved iron (II) phthalate are returned to the repeated process. And the dried marsh-green product powder is placed in a hermetically sealed container with a small volume of gas space, washed with a stream of nitrogen.

Пример №1Example No. 1

В качестве реактора использовали бисерную мельницу вертикального типа с корпусом из нержавеющей стали внутренним диаметром 80 мм и высотой 180 мм толщиной стенки 10 мм со слегка сферическим днищем и фланцевым соединением с крышкой, в которой находится сальниковая коробка для механической мешалки лопастного типа, гнездо для измерения температуры, гнезда для пробоотборника и одновременно съемного барботера для подачи азота на завершающей стадии, а также патрубок для выхода в атмосферу через обратный холодильник-конденсатор. Корпус и днище мельницы защищены от износа вставленными хорошо подогнанной обечайкой из стали 45 по всей высоте (толщина стенки 2,7 мм) и ложным дном с подпятником для конца вала механической мешалки. Барботер выполнен из эластичного материала и имеет длину до уровня верхней кромки вращающейся лопасти мешалки. Его месторасположение у внутренней поверхности обечайки. Такое же местоположение пробоотборника (с всасывающим элементом в виде шприца и всасывающей магистрали из эластичного стойкого к реакционной смеси материала), а также кармана для термопары, который приварен к крышке и погружен в реакционную смесь с зазором конца и верхней кромки мешалки 5-7 мм. Лопасть мешалки представляет собой первоначально прямоугольную стальную пластину размерами 55×65 мм, при работе постепенно за счет износа приобретающую форму трапеции с закругленными внизу краями. Зазор между обечайкой и боковой поверхностью мешалки до 7 мм. Толщина лопасти 2,7 мм. При использовании более тонких лопастей наблюдалось закручивание краев пластин в обратном направлении в отношении вращения. Вал мешалки связан непосредственно с валом электродвигателя мощностью до 0,5 кВт и более. Скорость вращения 1440 об/мин.A vertical type bead mill with a stainless steel case with an internal diameter of 80 mm and a height of 180 mm and a wall thickness of 10 mm with a slightly spherical bottom and a flange connection with a lid containing a stuffing box for a vane-type mechanical stirrer and a temperature measuring socket was used as a reactor. , nests for a sampler and at the same time a removable bubbler for nitrogen supply at the final stage, as well as a pipe for entering the atmosphere through a reflux condenser. The mill body and bottom are protected against wear by inserting a well-fitted shell of steel 45 over the entire height (wall thickness 2.7 mm) and a false bottom with a thrust bearing for the end of the shaft of the mechanical mixer. The bubbler is made of elastic material and has a length up to the level of the upper edge of the rotating blade of the mixer. Its location near the inner surface of the shell. The same location of the sampler (with a suction element in the form of a syringe and a suction line from an elastic material resistant to the reaction mixture), as well as a pocket for a thermocouple, which is welded to the lid and immersed in the reaction mixture with a gap of the end and top edge of the mixer 5-7 mm. The agitator blade is an initially rectangular steel plate 55 × 65 mm in size, gradually working due to wear acquiring the shape of a trapezoid with rounded edges at the bottom. The gap between the shell and the side surface of the mixer is up to 7 mm. The blade thickness is 2.7 mm. When using thinner blades, twisting of the edges of the plates in the opposite direction with respect to rotation was observed. The shaft of the mixer is connected directly to the shaft of the electric motor with power up to 0.5 kW and more. Rotational speed of 1440 rpm.

Данный реактор имеет строго определенное место на каркасной раме, что обеспечивает одинаковое расположение всех элементов установки как по ходу одного процесса, так и при переходе к повторному и последующим.This reactor has a strictly defined place on the frame frame, which ensures the same arrangement of all elements of the installation both during the course of one process and during the transition to repeated and subsequent ones.

В указанный реактор загружают 200 г бисера, 144,7 г н-бутилового спирта, 51,5 г фталевой кислоты и 60 г фракции битого серого чугуна с максимальным линейным размером до 5 мм. Реактор с загрузкой помещают в гнездо на каркасной раме, соединяют с крышкой, подводят предварительно нагретую до 35°С водяную баню, включают механическое перемешивание и спустя 5 мин вводят (через гнездо пробоотборника, гнездо для барботера закрыто) 3,8 г измельченного йода. Этот момент принимают за начало процесса. Последний начинается практически сразу же после ввода стимулирующей добавки, что легко фиксируется по росту температуры реакционной смеси. Последняя довольно быстро достигает температуру теплоносителя в бане и превышает ее. С этого момента обогревающая баня превращается в охлаждающую. В рассматриваемом случае основная часть процесса протекала в диапазоне температур 38-47°С.200 g of beads, 144.7 g of n-butyl alcohol, 51.5 g of phthalic acid and 60 g of a fraction of broken gray cast iron with a maximum linear size of up to 5 mm are loaded into said reactor. The loading reactor is placed in a nest on a frame frame, connected to the lid, a water bath preheated to 35 ° C is brought in, mechanical stirring is started, and after 5 min (3.8 g of ground iodine are introduced through the nest of the sampler nest). This moment is taken as the beginning of the process. The latter begins almost immediately after the introduction of a stimulating additive, which is easily fixed by the increase in temperature of the reaction mixture. The latter quickly reaches the temperature of the coolant in the bath and exceeds it. From this moment, the heating bath turns into a cooling bath. In the considered case, the main part of the process proceeded in the temperature range 38-47 ° С.

По ходу процесса отбирают пробы реакционной смеси, которые анализируют на содержание солей железа (II) и железа (III), отдельно иодида железа (II) и молекулярного йода. Отверстие гнезда для пробоотборника все остальное время оставалось открытым, давая возможность беспрепятственному поступлению воздуха к поверхности интенсивно перемешиваемой реакционной смеси.During the process, samples of the reaction mixture are taken, which are analyzed for the content of iron (II) and iron (III) salts, separately iron (II) iodide and molecular iodine. The hole of the nest for the sampler remained open the rest of the time, making it possible for air to flow freely to the surface of the intensively mixed reaction mixture.

Через 150 мин протекания процесса в обозначенном режиме содержание солей железа (II) и (III) в отбираемой пробе оказалось 1,55 и 0,03 моль/кг соответственно. Гнездо для пробоотборника закрывают, вставляют эластичный барботер и подают в реактор ток азота с расходом 1 л/мин·кг реакционной смеси. Все это выполняется без прекращения механического перемешивания. Барботаж азота проводят в течение 15 мин, после чего реакционную смесь с основной массой бисера и непрореагировавшего измельченного чугуна направляют в приемную емкость с решеткой, находящейся в поле действия постоянного магнита.After 150 minutes of the process in the indicated mode, the content of iron (II) and (III) salts in the sample taken was 1.55 and 0.03 mol / kg, respectively. The nest for the sampler is closed, an elastic bubbler is inserted and a stream of nitrogen is fed into the reactor at a flow rate of 1 l / min · kg of the reaction mixture. All this is done without stopping mechanical stirring. Nitrogen sparging is carried out for 15 minutes, after which the reaction mixture with the bulk of the beads and unreacted ground cast iron is sent to a receiving tank with a grate located in the field of action of the permanent magnet.

Размеры переплетений решетки 0,4×0,4 мм. На ней остается весь бисер и практически весь попавший вместе с реакционной смесью непрореагировавший чугун. Часть последнего как наиболее тяжелой твердой фазы осталась на дне реактора. Эту операцию проводят в атмосфере азота.The dimensions of the weaves of the lattice are 0.4 × 0.4 mm. All the beads and almost all unreacted cast iron that got along with the reaction mixture remain on it. Part of the latter as the heaviest solid phase remained at the bottom of the reactor. This operation is carried out in a nitrogen atmosphere.

После отделения бисера и частиц чугуна суспензия реакционной смеси поступает на вакуум-фильтрование, проводимое также в атмосфере азота. Фильтрат, содержащий основную массу соли железа (III) и иодида железа (II), а также немного фталата железа (II), возвращают в повторный процесс. Осадок промывают 2 раза по 25 г н-бутилового спирта. Промывной растворитель также возвращают в повторный процесс. Промытый и хорошо отжатый осадок помещают в заполненную азотом вакуум-сушильную камеру и высушивают до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Получают порошок болотно-зеленого цвета, допускающий довольно длительный контакт с сухим воздухом. Его хранят в закрытой емкости, которую перед закрытием хорошо продувают азотом. Количество полученного продукта в процессе данного примера 0,30 моль, что отвечает расходованию 96,8% загруженной кислоты на его получение.After separation of the beads and particles of cast iron, the suspension of the reaction mixture is fed to vacuum filtration, also carried out in a nitrogen atmosphere. The filtrate containing the bulk of the iron (III) salt and iron (II) iodide, as well as some iron (II) phthalate, is returned to the repeated process. The precipitate is washed 2 times with 25 g of n-butyl alcohol. The washing solvent is also recycled. The washed and well-pressed precipitate is placed in a nitrogen-filled vacuum drying chamber and dried to constant weight under vacuum at room temperature. A marsh-green powder is obtained, which allows for rather prolonged contact with dry air. It is stored in a closed container, which is well purged with nitrogen before closing. The amount of product obtained in the process of this example is 0.30 mol, which corresponds to the consumption of 96.8% of the loaded acid to obtain it.

Примеры 2-11Examples 2-11

Реакционный аппарат, масса начальной загрузки и битого чугуна, природа остальных компонентов загрузки, последовательность операций при загрузке, проведении процесса, контроле за ходом протекания, отделении суспензии реакционной смеси, выделении из нее твердой фазы продукта, его промывки и сушки, а также условия проведения операций, начиная с прекращения окислительно-восстановительного процесса, аналогичны описанным в примере 1. Отличаются длительностью перемешивания до ввода йода, начальным содержанием фталевой кислоты в загрузке, начальным содержанием стимулирующей добавки, а также содержанием соли железа (II) и (III) в момент прекращения окислительно-восстановительного процесса. Указанные отличия и полученные результаты сведены в табл.The reaction apparatus, the mass of the initial loading and beaten iron, the nature of the remaining components of the loading, the sequence of operations during loading, the process, monitoring the progress of the process, separating the suspension of the reaction mixture, isolating the solid phase of the product from it, washing and drying, as well as the conditions for the operations starting from the termination of the redox process, are similar to those described in example 1. They differ in the duration of mixing before introducing iodine, the initial content of phthalic acid in the load, by cial content stimulating supplements, as well as salts of iron (II) and (III) at the time of termination of the redox process. These differences and the results are summarized in table.

Характеристики загрузки, процесса, момента его прекращения и переработки реакционной смесиCharacteristics of the load, process, the moment of its termination and processing of the reaction mixture Пример №Example No. 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven Загрузка: фталевой кислоты, моль/кг
стимулирующей добавки йода, моль/кг
Loading: phthalic acid, mol / kg
stimulating additives of iodine, mol / kg
1,21,2 1,41.4 1,51,5 1,71.7 2,02.0 1,551.55 1,551.55 1,551.55 1,551.55 1,551.55
0,120.12 0,120.12 0,120.12 0,120.12 0,120.12 0,0750,075 0,100.10 0,130.13 0,150.15 0,170.17 Длительность перемешивания до момента ввода йода, минThe duration of mixing until the introduction of iodine, min 33 4four 55 4four 4four 33 22 77 11eleven 1one Рабочий диапазон температур, °СOperating temperature range, ° С 36-5436-54 37-5137-51 35-5035-50 35-4735-47 35-4435-44 35-4935-49 38-5038-50 37-4937-49 36-4836-48 35-4835-48 Длительность процесса в мин до накопления солей железа (II), моль/кг железа (III), моль/кгThe duration of the process in minutes to the accumulation of iron (II) salts, mol / kg of iron (III), mol / kg 138138 145145 162162 174174 159159 198198 182182 177177 183183 169169 0,110.11 0,470.47 1,381.38 1,651.65 1,641,64 1,491.49 1,511.51 1,501,50 1,491.49 1,531,53 1,071,07 0,880.88 0,090.09 0,020.02 0,010.01 0,070,07 0,040.04 0,020.02 0,020.02 0,010.01 Количество полученного и выделенного фталата железа (II), мольThe amount of obtained and selected phthalate of iron (II), mol 0,020.02 0,0950,095 0,280.28 0,330.33 0,350.35 0,300.30 0,290.29 0,290.29 0,290.29 0,300.30 Степень использования загруженной фталевой кислоты на целевой продукт, %The degree of use of loaded phthalic acid on the target product,% 8,38.3 33,933.9 93,3 93.3 97,197.1 87,587.5 96,896.8 93,693.6 93,693.6 93,693.6 96,896.8

Пример №12-18Example No. 12-18

Реакционный аппарат, массы начальных загрузок растворителя, кислоты, раздробленного чугуна и стимулирующей добавки, соотношение масс бисера и загрузки, последовательности операций при загрузке, проведении процесса, отделении суспензии реакционной смеси, ее переработки, выделении продукта, его очистки и сушки, а также условия проведения операций после прекращения окислительно-восстановительного процесса аналогичны описанным в примере 1.The reaction apparatus, the mass of the initial load of the solvent, acid, crushed cast iron and stimulating additives, the ratio of the mass of beads and load, the sequence of operations during loading, process, separation of the suspension of the reaction mixture, its processing, isolation of the product, its cleaning and drying, as well as the conditions operations after the termination of the redox process are similar to those described in example 1.

Отличаются диапазонами температур проведения процесса, скоростью вращения механической мешалки, характеристиками момента прекращения процесса, а также длительностью перемешивания при барботаже азота перед прекращением. Характеристики обозначенных отличий и полученных результатов сведены в табл.They differ in the temperature ranges of the process, the speed of rotation of the mechanical stirrer, the characteristics of the moment of termination of the process, as well as the duration of mixing during bubbling of nitrogen before termination. The characteristics of the indicated differences and the results obtained are summarized in table.

Условия проведения процесса, характеристики момента его прекращения, отделения и переработки реакционной смесиThe process conditions, characteristics of the moment of its termination, separation and processing of the reaction mixture Пример №Example No. 1212 1313 14fourteen 15fifteen 1616 1717 18eighteen Рабочий диапазон температур проведения процесса, °СOperating temperature range of the process, ° C 36-4436-44 35-5035-50 36-4636-46 35-4835-48 37-4837-48 35-4935-49 37-4737-47 Скорость вращения лопастной механической мешалки, об/минRotational speed of a paddle mechanical stirrer, rpm 960960 12601260 14401440 15601560 12601260 12601260 12601260 Длительность перемешивания до момента ввода стимулирующей добавки, минThe duration of mixing until the introduction of a stimulating additive, min 1one 4four 55 55 88 1212 33 Расход воздуха на барботаж, л/мин·кг загрузкиAir consumption for bubbling, l / min · kg load 0,000.00 0,000.00 1,051.05 0,000.00 0,000.00 0,000.00 0,000.00 Длительность процесса в мин до накопления солей железа (II), моль/кг
железа (III), моль/кг
The duration of the process in minutes to the accumulation of salts of iron (II), mol / kg
iron (III), mol / kg
144144 156156 165165 160160 138138 143143 148148
1,521,52 1,531,53 1,071,07 0,930.93 1,511.51 1,501,50 1,491.49 0,020.02 0,020.02 0,410.41 0,480.48 0,030,03 0,030,03 0,030,03 Длительность перемешивания при барботаже азота, минThe duration of mixing with bubbling nitrogen, min 1010 30thirty 2424 2222 1919 14fourteen 2323 Количество полученного и выделенного твердого продукта (соли железа (II)), мольThe amount of the obtained and isolated solid product (iron (II) salt), mol 0,300.30 0,300.30 0,220.22 0,190.19 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Степень использования загруженной фталевой кислоты на целевой продукт, %The degree of use of loaded phthalic acid on the target product,% 96,896.8 96,896.8 71,071.0 61,361.3 96,896.8 96,896.8 96,896.8

Положительный эффект предлагаемого решения состоит в следующем.The positive effect of the proposed solution is as follows.

1. В качестве реагента-окислителя в рассматриваемом процессе используют кислород воздуха, т.е. доступное природное соединение, имеющееся в достаточном количестве и не требующее какой-либо специфической и тем более дорогостоящей очистки перед применением.1. In the process under consideration, atmospheric oxygen is used as an oxidizing agent, i.e. available natural compound, available in sufficient quantity and not requiring any specific and all the more expensive cleaning before use.

2. Поступление воздуха в реакционный аппарат происходит естественным путем, а к месту протекания взаимодействия путем захвата интенсивно перемешиваемой жидкой фазой, что не требует никаких дополнительных технологических решений в данном плане.2. Air enters the reaction apparatus in a natural way, and to the place where the interaction proceeds by capture by an intensively mixed liquid phase, which does not require any additional technological solutions in this regard.

3. Процесс проводится в мягких температурных условиях в довольно простом оборудовании без существенных отходов-загрязнений окружающей среды, что вполне коррелирует с современными требованиями малоотходности и малоэнергоемкости производства.3. The process is carried out in mild temperature conditions in fairly simple equipment without significant waste-pollution, which is completely correlated with modern requirements for low-waste and low-energy production.

4. Используемый в качестве железосодержащего материала серый чугун вполне доступен, тем более, что можно использовать не только чугунную дробь, но и непосредственные отходы других производств в виде опилок и различного боя.4. Gray cast iron used as an iron-containing material is quite accessible, especially since you can use not only cast iron shot, but also direct waste from other industries in the form of sawdust and various fights.

5. Целевой продукт отделяется от остальной реакционной смеси путем фильтрования и довольно хорошо очищается при промывках базовым растворителем. Проведение этих операций в среде азота больших трудностей не представляет, но дает возможность получить довольно нестабильный в смоченном виде к воздействию кислорода воздуха продукт без использования температурных воздействий.5. The target product is separated from the rest of the reaction mixture by filtration and is fairly well purified by washing with a base solvent. Carrying out these operations in a nitrogen environment is not very difficult, but makes it possible to obtain a product which is rather unstable when wetted to the effect of atmospheric oxygen without using temperature effects.

6. По ходу процесса из используемого сырья мешающие его протеканию продукты не образуются и не накапливаются. Это позволяет фильтрат и промывной растворитель возвращать в повторный процесс без какой-либо переработки и концентрирования и существенно улучшает экологические характеристики предлагаемого решения.6. During the process, the products that interfere with its flow are not formed and do not accumulate from the raw materials used. This allows the filtrate and washing solvent to be returned to the repeated process without any processing and concentration and significantly improves the environmental characteristics of the proposed solution.

Claims (1)

Способ получения фталата железа (II) путем непосредственного взаимодействия железа или его сплава и карбоновой кислоты в присутствии кислорода воздуха и стимулирующей добавки йода при интенсивном механическом перемешивании реакционной смеси и раздробленного железосодержащего материала лопастной мешалкой, отличающийся тем, что содержание фталевой кислоты в исходной загрузке берут 1,55-2,0 моль/кг, в качестве растворителя жидкой фазы используют н-бутиловый спирт, а железа - измельченный серый чугун в количестве 30% от массы остальной загрузки, стимулирующую добавку йода дозируют в количестве 0,075-0,17 моль/кг, загрузку ведут в последовательности: растворитель, кислота, раздробленный чугун, стимулирующая добавка, а сам процесс начинают и ведут в бисерной мельнице вертикального типа с лопастной мешалкой, вращаемой со скоростью 960-1440 об/мин, при соотношении масс стеклянного бисера и загрузки 1:1 в отсутствие барботажа воздуха, но и в отсутствие препятствий на свободный контакт воздуха с интенсивно перемешиваемой реакционной смесью в реакторе в диапазоне температур 35-50°С и контроле по ходу методом отбора проб до накопления соли железа (II) в количестве 1,49-1,65 моль/кг, после чего, не прекращая перемешивания, изолируют зону реакции от доступа воздуха и подают азот на барботаж в течение 10-30 мин, по истечении которых перемешивание прекращают, отделяют суспензию реакционной смеси от стеклянного бисера и непрореагировавших частиц чугуна и направляют на фильтрование, осадок промывают 1-2 раза растворителем жидкой фазы и отправляют на вакуум-сушку, далее на дополнительную очистку, а фильтрат и промывной растворитель возвращают в повторный процесс, при этом операции фильтрования и последующей работы с осадком целевой соли проводят в атмосфере азота. A method of producing iron (II) phthalate by direct interaction of iron or its alloy and carboxylic acid in the presence of atmospheric oxygen and iodine stimulating additives with intensive mechanical stirring of the reaction mixture and crushed iron-containing material with a paddle mixer, characterized in that the phthalic acid content in the initial charge is taken 1 , 55-2.0 mol / kg, n-butyl alcohol is used as a solvent of the liquid phase, and iron is crushed gray cast iron in an amount of 30% by weight of the rest and, a stimulating additive of iodine is dosed in an amount of 0.075-0.17 mol / kg, loading is carried out in the sequence: solvent, acid, crushed cast iron, stimulating additive, and the process itself is started and carried out in a vertical bead mill with a paddle mixer rotated with speed 960-1440 rpm, when the mass ratio of glass beads and the load is 1: 1 in the absence of air bubbling, but also in the absence of obstacles to free contact of air with the intensively mixed reaction mixture in the reactor in the temperature range of 35-50 ° С and control about the go by sampling method until the accumulation of iron (II) salt in the amount of 1.49-1.65 mol / kg, after which, without stopping mixing, isolate the reaction zone from air access and supply nitrogen to sparge for 10-30 minutes, after which the stirring is stopped, the suspension of the reaction mixture is separated from glass beads and unreacted cast iron particles and sent for filtration, the precipitate is washed 1-2 times with a solvent of a liquid phase and sent to vacuum drying, then for further purification, and the filtrate and washing solvent are returned a second process, wherein the filtering operation and post-operation with the precipitate the desired salt is carried out under a nitrogen atmosphere.
RU2007133627/04A 2007-09-07 2007-09-07 Iron (ii) phthalate process RU2357950C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007133627/04A RU2357950C1 (en) 2007-09-07 2007-09-07 Iron (ii) phthalate process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007133627/04A RU2357950C1 (en) 2007-09-07 2007-09-07 Iron (ii) phthalate process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007133627A RU2007133627A (en) 2009-03-20
RU2357950C1 true RU2357950C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=40544757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007133627/04A RU2357950C1 (en) 2007-09-07 2007-09-07 Iron (ii) phthalate process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357950C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rabinovici R. et al. Magnetic properties of iron powder obtained by reducing iron phthalate in a magnetic field, Magnetics, IEEE Transactions on, v.13, №1, 1977, p.931-933. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007133627A (en) 2009-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002502915A (en) Low density and high surface area copper powder and electrodeposition process for producing the same
CN105695738A (en) Deironing method for vanadium-bearing stone coal lixivium
GB2603565A (en) Magnesium-aluminium hydrotalcite-loaded nano zero-valent iron composite material, method for preparing same and use thereof
HUE035407T2 (en) Process of preparing alkali metal titanates
RU2315123C2 (en) Method of production of titanium dioxide
RU2357950C1 (en) Iron (ii) phthalate process
JP2009022866A (en) Iron-arsenic compound synthesizer
JPH0218322A (en) Purification of gallium
RU2373186C2 (en) Method of producing basic phthalate of iron (iii)
RU2376277C1 (en) Iron (ii) oxalate synthesis method
Morita et al. An 8-sulfonamidoquinoline derivative with imidazolium unit as an extraction reagent for use in ionic liquid chelate extraction systems
NL9500636A (en) Electro synthesis of metal carboxylates.
US5948140A (en) Method and system for extracting and refining gold from ores
RU2373217C1 (en) Method of producing iron (ii) fumarate
RU2307118C1 (en) Methods for preparing ferric complexes with one salicylic acid anion
US20080047838A1 (en) Process for the Recovery of Acids
JP7412040B2 (en) Method for preparing chromium salts by liquid-phase oxidation of chromite in a combined dynamic and static stirring system
CN109096362B (en) Method for reducing crude protein of two-extraction bean dreg of separated protein
RU2304575C1 (en) Method of production of iron (iii) complex with three anions of salicylic acid
RU2326861C1 (en) Method of obtaining iron benzoate (iii)
RU2807759C1 (en) Method for producing lead acetate or oxalate from its oxide (ii)
RU2268874C2 (en) Basic ferric acetate preparation method
RU2292331C1 (en) Method of production of the ferric formiate (ii)
RU2296744C1 (en) Method of preparing iron(ii) formate in presence of hydrogen peroxide as oxidant
RU2291856C1 (en) Method of production of iron formate (ii)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090908