RU2622106C1 - Method of producing iron oxalate diohydrate (+2) from industrial production waste - Google Patents
Method of producing iron oxalate diohydrate (+2) from industrial production waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622106C1 RU2622106C1 RU2015152149A RU2015152149A RU2622106C1 RU 2622106 C1 RU2622106 C1 RU 2622106C1 RU 2015152149 A RU2015152149 A RU 2015152149A RU 2015152149 A RU2015152149 A RU 2015152149A RU 2622106 C1 RU2622106 C1 RU 2622106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- spent
- solution
- oxalate
- main components
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- VEPSWGHMGZQCIN-UHFFFAOYSA-H ferric oxalate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O VEPSWGHMGZQCIN-UHFFFAOYSA-H 0.000 title abstract description 5
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 title 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 81
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- NPLZZSLZTJVZSX-UHFFFAOYSA-L iron(2+);oxalate;dihydrate Chemical compound O.O.[Fe+2].[O-]C(=O)C([O-])=O NPLZZSLZTJVZSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- OWZIYWAUNZMLRT-UHFFFAOYSA-L iron(2+);oxalate Chemical compound [Fe+2].[O-]C(=O)C([O-])=O OWZIYWAUNZMLRT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 18
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 11
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical compound [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NCPXQVVMIXIKTN-UHFFFAOYSA-N trisodium;phosphite Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])[O-] NCPXQVVMIXIKTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 19
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 abstract description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 229940039748 oxalate Drugs 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 8
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 8
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 alkali metal oxalate Chemical class 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 4
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 4
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 2
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 2
- 150000003891 oxalate salts Chemical group 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 2
- 229910016467 AlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229960001138 acetylsalicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N boron;iron Chemical compound [Fe]#B ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229940071106 ethylenediaminetetraacetate Drugs 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;dihydrate Chemical compound O.O.OC(=O)C(O)=O GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L sodium oxalate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C([O-])=O ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940039790 sodium oxalate Drugs 0.000 description 1
- 239000001476 sodium potassium tartrate Substances 0.000 description 1
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/41—Preparation of salts of carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C55/00—Saturated compounds having more than one carboxyl group bound to acyclic carbon atoms
- C07C55/02—Dicarboxylic acids
- C07C55/06—Oxalic acid
- C07C55/07—Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
- C07F15/02—Iron compounds
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии органических веществ и к промышленной экологии, в частности к способам получения оксалата железа(+2) и к способам переработки токсичных жидких отходов производства покрытий и обработки поверхности металлов. Изобретение может быть использовано для утилизации отработанных растворов анодного оксидирования алюминия и его сплавов, для утилизации отработанных растворов железнения и травления стали, а также для получения химического продукта - дигидрата оксалата железа(+2), который применяется для производства катодного материала для литий-ионных аккумуляторов, оксидов железа, ферритных материалов, высокодисперсных порошков железа, катализаторов синтеза органических веществ, других практически важных соединений железа.The invention relates to the chemical technology of organic substances and industrial ecology, in particular to methods for producing iron oxalate (+2) and to methods for processing toxic liquid waste from coating production and metal surface treatment. The invention can be used for the disposal of spent solutions of anodic oxidation of aluminum and its alloys, for the disposal of spent solutions of iron and steel pickling, as well as for the production of a chemical product - iron oxalate dihydrate (+2), which is used to produce cathode material for lithium-ion batteries , iron oxides, ferritic materials, highly dispersed iron powders, catalysts for the synthesis of organic substances, and other practically important iron compounds.
Известен способ получения дигидрата оксалата железа(+2), включающий взаимодействие металлического железа (раздробленный серый чугун) с щавелевой кислотой в водной среде в присутствии кислорода воздуха (Иванов A.M., Гречушников Е.А., Михалевская Н.С. Способ получения оксалата железа(II). Патент РФ №2376277. Опубл. 2009). Реакцию проводят при перемешивании реагентов в бисерной мельнице при температуре 50-95°C. Недостатком способа являет невысокая чистота продукта (требуется очистка перекристаллизацией), необходимость значительных затрат на реагенты, на нагревание и перемешивание смеси реагирующих веществ.A known method of producing iron oxalate dihydrate (+2), including the interaction of metallic iron (crushed gray cast iron) with oxalic acid in an aqueous medium in the presence of atmospheric oxygen (Ivanov AM, Grechushnikov EA, Mikhalevskaya N.S. Method for producing iron oxalate ( II). RF Patent No. 2376277. Publ. 2009). The reaction is carried out with stirring of the reagents in a bead mill at a temperature of 50-95 ° C. The disadvantage of this method is the low purity of the product (purification by recrystallization is required), the need for significant costs for reagents, for heating and mixing the mixture of reacting substances.
Известен способ получения дигидрата оксалата железа(+2), включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего железо(+2) и оксалат, образование осадка дигидрата оксалата железа(+2) и его отделение от раствора (Curtin L.P. Process for the production of ferric oxalate. Patent US №1899674. Опубл. 1933. Рипан P., Четяну И. Неорганическая химия. Т. 2. Химия металлов. - М.: Мир, 1972. С. 515). Источником железа(+2) в способе является сульфат или другая соль железа(+2), а источником оксалата является оксалат натрия или оксалат другого щелочного металла. Способ позволяет получать незагрязненный дигидрат оксалата железа(+2). Недостатком способа является необходимость затрат на реагенты: соли железа и оксалаты щелочных металлов.A known method of producing iron oxalate dihydrate (+2), including the preparation of a reaction aqueous solution containing iron (+2) and oxalate, the formation of a precipitate of iron oxalate dihydrate (+2) and its separation from the solution (Curtin LP Process for the production of ferric oxalate Patent US No. 1899674, publ. 1933. Ripan P., Chetyanu I. Inorganic chemistry. T. 2. Chemistry of metals. - M .: Mir, 1972. S. 515). The source of iron (+2) in the method is sulfate or another salt of iron (+2), and the source of oxalate is sodium oxalate or another alkali metal oxalate. The method allows to obtain uncontaminated iron oxalate dihydrate (+2). The disadvantage of this method is the need for costs of reagents: iron salts and alkali metal oxalates.
Известен способ получения дигидрата оксалата железа(+2), включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего железо(+2) и оксалат, образование осадка дигидрата оксалата железа(+2) и его отделение от раствора (Корниенко В.П. О влиянии природы катиона на термическое разложение оксалатов // Украинский химический журнал. 1957. Т. 23. №2. С. 159). В качестве источника железа(+2) используют сульфат железа(+2), а в качестве источника оксалата - двойной мольный избыток щавелевой кислоты. Реакцию проводят при температуре 60-70°C. Способ позволяет получать чистый дигидрат оксалата железа(+2). Недостатком способа является необходимость затрат на реагенты (сульфат железа(+2) и щавелевую кислоту), а также на нагревание раствора. Способ не предусматривает утилизацию отработанных растворов железа(+2) и отработанных растворов анодного оксидирования алюминия.A known method of producing iron oxalate dihydrate (+2), including the preparation of a reaction aqueous solution containing iron (+2) and oxalate, the formation of a precipitate of iron oxalate dihydrate (+2) and its separation from the solution (VP Kornienko On the effect of the nature of the cation on the thermal decomposition of oxalates // Ukrainian Chemical Journal. 1957. T. 23. No. 2. P. 159). Iron sulfate (+2) is used as a source of iron (+2), and a double molar excess of oxalic acid is used as a source of oxalate. The reaction is carried out at a temperature of 60-70 ° C. The method allows to obtain pure iron oxalate dihydrate (+2). The disadvantage of this method is the need for costs for reagents (iron sulfate (+2) and oxalic acid), as well as for heating the solution. The method does not provide for the disposal of spent iron solutions (+2) and spent solutions of anodic oxidation of aluminum.
Наиболее близким к заявленному является способ получения дигидрата оксалата железа(+2), включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего железо(+2) и оксалат, образование осадка дигидрата оксалата железа(+2) и его отделение от раствора (Бойко В., Шапиро Р. Способ обработки шламов гальванических отходов и производство оксидов железа наноразмеров. ЕА №201200404. Опубл. 2012). Источником железа(+2) в способе по прототипу является жидкий отход производства - отработанный раствор травления стали в минеральной кислоте, а источником оксалата является твердый дигидрат щавелевой кислоты. Недостатком способа является необходимость значительных затрат на реагент - чистую щавелевую кислоту (99,6%). Другим недостатком способа является невысокий выход целевого продукта (75-90% в предпочтительном варианте осуществления изобретения). Способ не предусматривает утилизацию отработанных растворов железнения и отработанных растворов анодного оксидирования алюминия.Closest to the claimed is a method of producing iron oxalate dihydrate (+2), including the preparation of a reaction aqueous solution containing iron (+2) and oxalate, the formation of a precipitate of iron oxalate dihydrate (+2) and its separation from the solution (Boyko V., Shapiro R. The method of processing sludge galvanic waste and the production of iron oxides of nanoscale. EA No. 2010200404. Publ. 2012). The source of iron (+2) in the prototype method is liquid waste from production - a spent solution of steel etching in mineral acid, and the oxalate source is solid oxalic acid dihydrate. The disadvantage of this method is the need for significant reagent costs - pure oxalic acid (99.6%). Another disadvantage of the method is the low yield of the target product (75-90% in a preferred embodiment of the invention). The method does not provide for the disposal of spent iron solutions and spent solutions of anodic oxidation of aluminum.
Целью изобретения является снижение материальных затрат на получение чистого дигидрата оксалата железа(+2), снижение материальных затрат на охрану окружающей среды от негативного воздействия железа(+2) и оксалата, расширение арсенала способов утилизации отработанных растворов анодного оксидирования алюминия и его сплавов, расширение арсенала способов утилизации отработанных растворов, содержащих железо(+2).The aim of the invention is to reduce material costs for obtaining pure iron oxalate dihydrate (+2), reduce material costs for environmental protection from the negative effects of iron (+2) and oxalate, expand the arsenal of methods for utilizing spent solutions of anodic oxidation of aluminum and its alloys, expand the arsenal methods of disposal of waste solutions containing iron (+2).
Поставленная цель достигается тем, что способ получения дигидрата оксалата железа(+2) включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего железо(+2) и оксалат, образование осадка дигидрата оксалата железа(+2) и его отделение от раствора. Новым в заявленном способе является то, что в качестве источника железа(+2) используют жидкий отход производства - отработанный раствор железнения и/или отработанный раствор травления стали в минеральной кислоте, а в качестве источника оксалата используют жидкий отход производства - отработанный раствор анодного оксидирования алюминия и его сплавов, содержащий щавелевую кислоту, и/или отработанный раствор оксалатного железнения. Как источник оксалата желательно использовать отработанный раствор анодного оксидирования алюминия и его сплавов, содержащий в качестве основных компонентов щавелевую кислоту, серную кислоту, алюминий(+3), или отработанный раствор анодного оксидирования алюминия и его сплавов, содержащий в качестве основных компонентов щавелевую кислоту, алюминий(+3), или отработанный раствор оксалатного железнения, содержащий в качестве основных компонентов сульфат железа(+2), оксалат аммония, борную кислоту. Как источник железа(+2) желательно использовать отработанные растворы железнения, содержащие в качестве основных компонентов сульфат железа(+2), хлорид натрия или хлорид железа(+2), хлороводород, или хлорид железа(+2), хлорид аммония, или хлорид железа(+2), гипофосфит натрия, фосфит натрия, хлороводород, а также отработанные растворы травления стали, содержащие в качестве основных компонентов хлорид железа(+2), хлороводород или сульфат железа(+2), серную кислоту. Источником железа(+2) может быть как отдельный отработанный раствор железнения или травления стали, так и любая смесь, составленная из таких отработанных растворов.The goal is achieved in that the method of producing iron oxalate dihydrate (+2) includes the preparation of a reaction aqueous solution containing iron (+2) and oxalate, the formation of a precipitate of iron oxalate dihydrate (+2) and its separation from the solution. New in the claimed method is that as a source of iron (+2) use liquid waste - used iron solution and / or spent solution for steel pickling in mineral acid, and as a source of oxalate use liquid waste - spent aluminum anodic oxidation solution and its alloys containing oxalic acid, and / or a spent solution of oxalate iron. As a source of oxalate, it is desirable to use a spent solution of anodic oxidation of aluminum and its alloys containing oxalic acid, sulfuric acid, aluminum (+3) as the main components, or a spent solution of anodic oxidation of aluminum and its alloys containing oxalic acid, aluminum as main components (+3), or a spent solution of oxalate iron, containing iron sulfate (+2), ammonium oxalate, boric acid as the main components. As a source of iron (+2), it is desirable to use spent iron solutions, containing iron sulfate (+2), sodium chloride or iron chloride (+2), hydrogen chloride, or iron chloride (+2), ammonium chloride, or chloride as the main components iron (+2), sodium hypophosphite, sodium phosphite, hydrogen chloride, as well as spent steel pickling solutions containing iron chloride (+2), hydrogen chloride or iron sulfate (+2), sulfuric acid as the main components. The source of iron (+2) can be either a separate waste solution of iron or steel pickling, or any mixture composed of such waste solutions.
Заявленный способ получения дигидрата оксалата железа(+2) заключается в приготовлении реакционного водного раствора, содержащего в качестве основных компонентов железо(+2) и оксалат-ионы, путем смешивания жидкого отхода, содержащего железо(+2) (отработанные растворы железнения, отработанные растворы травления стали в минеральной кислоте, причем указанные растворы могут быть взяты как по отдельности, так и в любом сочетании), с жидким отходом электрохимической обработки алюминия - отработанным раствором анодного оксидирования алюминия, содержащим щавелевую кислоту и алюминий(+3), а также примесь катионов металлов (меди, магния и др.) и необязательно серную кислоту. При использовании отработанного раствора оксалатного железнения, содержащего оксалатные комплексы железа(+2), следует готовить реакционный водный раствор, смешивая отработанный раствор оксалатного железнения и отход производства, содержащий железо(+2), а не отход производства, содержащий щавелевую кислоту, так как отработанный раствор оксалатного железнения является прежде всего источником оксалата, а уже во вторую очередь - источником железа(+2). При необходимости значение pH реакционного водного раствора корректируют путем прибавления основания (предпочтительно водных растворов гидроксида натрия или аммиака). Из полученного реакционного водного раствора выпадает осадок дигидрата оксалата железа(+2). При необходимости суспензию выдерживают в течение времени, достаточного для формирования компактного кристаллического осадка, который быстро оседает и занимает небольшой объем. Осадок отделяют от раствора одним из известных методов. При необходимости осадок промывают водой, этанолом, ацетоном или другим растворителем и высушивают при обычной или повышенной температуре на воздухе.The claimed method for producing iron oxalate dihydrate (+2) consists in preparing a reaction aqueous solution containing iron (+2) and oxalate ions as the main components by mixing liquid waste containing iron (+2) (spent iron solutions, spent solutions steel pickling in mineral acid, moreover, these solutions can be taken either individually or in any combination), with liquid waste from the electrochemical treatment of aluminum - a spent solution of anodic oxidation of aluminum, with containing oxalic acid and aluminum (+3), as well as an admixture of metal cations (copper, magnesium, etc.) and optionally sulfuric acid. When using the spent oxalate iron solution, containing iron oxalate complexes (+2), a reaction aqueous solution should be prepared by mixing the spent oxalate iron solution and the waste product containing iron (+2), and not the waste product containing oxalic acid, since the waste a solution of oxalate iron is primarily a source of oxalate, and, secondly, a source of iron (+2). If necessary, the pH of the reaction aqueous solution is adjusted by adding a base (preferably aqueous solutions of sodium hydroxide or ammonia). From the resulting reaction aqueous solution, a precipitate of iron oxalate dihydrate precipitates (+2). If necessary, the suspension is maintained for a time sufficient to form a compact crystalline precipitate, which quickly settles and takes up a small volume. The precipitate is separated from the solution by one of the known methods. If necessary, the precipitate is washed with water, ethanol, acetone or another solvent and dried at ordinary or elevated temperature in air.
Таким образом, заявленный способ позволяет получать целевой продукт, используя в качестве реагентов отходы производства двух видов, в оптимальном варианте без расходования каких-либо покупных реактивов.Thus, the claimed method allows to obtain the target product using two types of production waste as reagents, in the best case scenario without spending any purchased reagents.
Способ получения дигидрата оксалата железа(+2) основан на химических реакциях, например:The method of producing iron oxalate dihydrate (+2) is based on chemical reactions, for example:
6FeSO4+2H3[Al(C2O4)3]+12H2O→6FeC2O4⋅2H2O+Al2(SO4)3+3H2SO4 6FeSO 4 + 2H 3 [Al (C 2 O 4 ) 3 ] + 12H 2 O → 6FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 SO 4
3FeCl2+H3[Al(C2O4)3]+3NaOH+3H2O→3FeC2O4⋅2H2O+AlCl3+3NaCl3FeCl 2 + H 3 [Al (C 2 O 4 ) 3 ] + 3NaOH + 3H 2 O → 3FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + AlCl 3 + 3NaCl
3(NH4)2[FeCl4]+H3[Al(C2O4)3]+6H2O→3FeC2O4⋅2H2O+6NH4Cl+H[AlCl4]+2HCl3 (NH 4 ) 2 [FeCl 4 ] + H 3 [Al (C 2 O 4 ) 3 ] + 6H 2 O → 3FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + 6NH 4 Cl + H [AlCl 4 ] + 2HCl
(NH4)2[Fe(C2O4)2]+FeSO4+4H2O→2FeC2O4⋅2H2O+(NH4)2SO4.(NH 4 ) 2 [Fe (C 2 O 4 ) 2 ] + FeSO 4 + 4H 2 O → 2FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + (NH 4 ) 2 SO 4 .
В промышленности широко применяются технологии анодного оксидирования алюминия и его сплавов для антикоррозионной защиты, декоративной отделки, подготовки поверхности алюминия и его сплавов к покраске и покрытию металлами, для повышения отражательной способности, электроизоляционных свойств и сопротивления к истиранию (Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. Т. 2 /Под ред. М.А. Шлугера, Л.Д. Тока. - М.: Машиностроение, 1985. С. 60. Хенли В.Ф. Анодное оксидирование алюминия и его сплавов. - М.: Металлургия, 1986. С. 76. Лукомский Ю.Я, Прияткин Г.М., Мулина Т.В., Ополовников В.Р., Киселева В.Л., Кольчугин А.В., Носкова О.Л. Электролитическое осаждение металлов на алюминий и его сплавы // Успехи химии. 1991. Т. 60. №5. С. 1077. Кудрявцев В.Н. Некоторые сведения о гальваническом производстве в США // Гальванотехника и обработка поверхности. 2003. Т. 11. №4. С. 21). При работе раствора анодного оксидирования алюминия и его сплавов в нем постепенно накапливается алюминий(+3) и катионы некоторых других металлов, что приводит к снижению скорости нанесения покрытия и ухудшению качества покрытия (Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию. - М.: Машиностроение, 1988. С. 7). Отработанные растворы анодного оксидирования алюминия и его сплавов, содержащие щавелевую кислоту, алюминий(+3), а также часто серную кислоту, являются токсичными отходами производства (Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. - М.: Глобус, 2002. С. 315. Милешко Л.П., Нестюрина Е.Е., Хлебинская А.С. Анализ экологичности электролитов для анодного окисления алюминия // Интернет-журнал «Технологии техно-сферной безопасности» (http://ipb.mos.ru/ttb). 2014. №2 (54). С. 1) и имеют состав, например:The technology of anodic oxidation of aluminum and its alloys is widely used in industry for anticorrosion protection, decorative finishing, preparation of the surface of aluminum and its alloys for painting and coating with metals, to increase reflectivity, electrical insulation properties and abrasion resistance (Galvanic coatings in mechanical engineering. Reference book. T 2 / Under the editorship of M.A. Shluger, L.D. Toka, Moscow: Mashinostroenie, 1985. P. 60. Henley V.F. Anodic Oxidation of Aluminum and Its Alloys. - M .: Metallurgy, 1986. S. 76. Lukomsky Yu.Ya, Plek in. G.M., Mulina T.V., Opolovnikov V.R., Kiseleva V.L., Kolchugin A.V., Noskova O.L. Electrolytic deposition of metals on aluminum and its alloys // Advances in Chemistry. 1991. T. 60. No. 5. P. 1077. Kudryavtsev VN Some information about galvanic production in the USA // Electroplating and surface treatment. 2003. T. 11. No. 4. P. 21). When the solution of anodic oxidation of aluminum and its alloys is working, aluminum (+3) and cations of some other metals gradually accumulate in it, which leads to a decrease in the coating rate and deterioration of the coating quality (Averyanov EE, Anodizing Handbook. - M.: Mechanical Engineering 1988, p. 7). Spent solutions of anodic oxidation of aluminum and its alloys containing oxalic acid, aluminum (+3), and also often sulfuric acid, are toxic waste products (Vinogradov S.S. Ecologically safe galvanic production. - M .: Globus, 2002. S. 315. Mileshko LP, Nestyurina E.E., Khlebinskaya AS Analysis of the environmental friendliness of electrolytes for anodic oxidation of aluminum // Internet-journal "Technology of technosphere safety" (http://ipb.mos.ru/ttb ). 2014. No. 2 (54). S. 1) and have a composition, for example:
илиor
Растворы железнения (электролитического получение покрытия железом и его сплавами с фосфором, бором и другими элементами на поверхностях металлов) широко применяются для восстановления размеров и повышения износостойкости деталей машин и механизмов, в полиграфической промышленности, при цинковании и оловянировании чугунных изделий и в других целях (Левинзон A.M. Электролитическое осаждение металлов подгруппы железа. - Л.: Машиностроение, 1983. С. 84. Гальванотехника. Справочник /Под ред. A.M. Гинберга, А.Ф. Иванова, Л.Л. Кравченко. - М.: Металлургия, 1987. С. 202. Петров Ю.Н., Гурьянов Г.В., Бобанова К.И., Сидельникова С.П., Андреева Л.Н. Электролитическое осаждение железа. - Кишинев: Штиница, 1990. 195 с. Костин Н.А., Михайленко Ю.В., Заика Н.П., Громов Л.А., Заблудовский В.А., Каптановский В.И. Способ электролитического железнения в хлористых электролитах. Авт. свид. СССР №1820921. Опубл. 1993. Серебровский В.И., Серебровская Л.Н., Серебровский В.В., Сафронов Р.И., Коняев Н.В. Способ электролитического осаждения сплава железо-бор. Патент РФ №2250936. Опубл. 2005). Отработанные кислые растворы железнения содержат хлорид или сульфат железа(+2, +3), другие вещества и являются токсичными отходами производства (Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп /Под ред. В.А. Филова. - Л.: Химия, 1989. 592 с.)Iron solutions (electrolytic coating of iron and its alloys with phosphorus, boron and other elements on metal surfaces) are widely used to restore sizes and increase the wear resistance of machine parts, in the printing industry, in galvanizing and tinning of cast iron products and for other purposes (Levinzon AM Electrolytic deposition of metals of the iron subgroup. - L.: Mechanical Engineering, 1983. P. 84. Galvanotechnics. Directory / Edited by AM Ginberg, AF Ivanov, L.L. Kravchenko. - M .: Metallurgists , 1987. P. 202. Petrov Yu.N., Guryanov G.V., Bobanova K.I., Sidelnikova S.P., Andreeva L.N. Electrolytic deposition of iron. - Chisinau: Shtinitsa, 1990.195 s. Kostin N.A., Mikhailenko Yu.V., Zaika N.P., Gromov L.A., Zabludovsky V.A., Kaptanovsky V.I. Electrolytic Ironing Method in Chloride Electrolytes, Authentic USSR Certificate No. 1820921. Publ. 1993. Serebrovsky V.I., Serebrovskaya L.N., Serebrovsky V.V., Safronov R.I., Konyaev N.V. Method for electrolytic deposition of an iron-boron alloy. RF patent No. 2250936. Publ. 2005). Spent acidic iron solutions contain iron chloride or sulfate (+2, +3), other substances and are toxic waste products (Harmful chemicals. Inorganic compounds of elements of groups V-VIII / Edited by V.A. Filov. - L .: Chemistry, 1989.592 s.)
Они имеют состав, например:They have a composition, for example:
илиor
илиor
илиor
Отработанный раствор оксалатного железнения (Шеханов Р.Ф., Лукомский Ю.Я., Жуков Ю.А. Электроосаждение железа из оксалатных комплексов // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1996. Т. 39. №6. С. 72-75. Лукомский Ю.Я., Шеханов Р.Ф. Электролит для предварительного железнения. Патент РФ №2088700. Опубл. 1997. Шеханов Р.Ф., Лукомский Ю.Я., Жуков Ю.А., Москвина Р.M. Электроосаждение железа из оксалатных электролитов // Гальванотехника и обработка поверхности. 1998. Т. 6. №1. С. 31-36) имеет состав, например:Spent oxalate iron solution (Shekhanov R.F., Lukomsky Yu.Ya., Zhukov Yu.A. Electrodeposition of iron from oxalate complexes // Izv. Vysshikh. Chemistry and chemical technology. 1996. V. 39. No. 6. S. 72-75. Lukomsky, Yu.Ya., Shekhanov, RF, Electrolyte for Pre-Ironing, RF Patent No. 2088700, Publ. 1997, Shekhanov, RF, Lukomsky, Yu.Ya., Zhukov, Yu.A., Moskvina, R. M. Electrodeposition of iron from oxalate electrolytes // Electroplating and surface treatment. 1998. V. 6. No. 1. P. 31-36) has the composition, for example:
Растворы травления стали в минеральных кислотах (Ситтиг М. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов. Справочник. - М.: Металлургия, 1985. 408 с. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник /Под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1985. Т. 1. 240 с. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. - М.: Глобус, 2002. С. 44) широко используются в технологических процессах удаления окалины или травления серной кислотой стальных листов, полос, проволоки, а также в технологических процессах подготовки поверхности стали, чугуна к покрытию металлами. В процессе травления концентрация кислоты снижается, а концентрация соли железа(+2) возрастает, поэтому в какой-то момент скорость травления черных металлов уменьшается настолько, что раствор травления требуется заменять на свежий (Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. - М.: Металлургия, 1974. 200 с.). Отработанные растворы травления стали в минеральных кислотах имеют состав, например:Steel pickling solutions in mineral acids (Sittig M. Extraction of metals and inorganic compounds from waste. Handbook. - Moscow: Metallurgy, 1985. 408 pp. Galvanic coatings in mechanical engineering. Handbook / Edited by M. A. Shluger. - M. : Engineering, 1985. T. 1. 240 pp. Vinogradov SS Ecologically safe galvanic production. - M .: Globus, 2002. P. 44) are widely used in technological processes of descaling or pickling of steel sheets, strips, sulfuric acid, wire, as well as in surface preparation processes steel, cast iron to metal coating. During etching, the acid concentration decreases, and the concentration of iron salt (+2) increases, so at some point the etching rate of ferrous metals decreases so much that the etching solution needs to be replaced with a fresh one (Buchilo E. Wastewater treatment of the etching and galvanic compartments. - M.: Metallurgy, 1974. 200 p.). Spent solutions of steel pickling in mineral acids have the composition, for example:
илиor
илиor
илиor
По экспериментальным данным, чтобы обеспечить высокий выход чистого целевого продукта, в реакционном водном растворе желательно создавать pH от 0,0 до 8,0. Это связано с тем, что растворимость дигидрата оксалата железа(+2) возрастает в кислой среде в результате реакций:According to experimental data, in order to ensure a high yield of pure target product, it is desirable to create a pH from 0.0 to 8.0 in the reaction aqueous solution. This is due to the fact that the solubility of iron oxalate dihydrate (+2) increases in an acidic environment as a result of reactions:
FeC2O4⋅2H2O+H+↔Fe2++HC2O4 -+2H2O,FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + H + ↔ Fe 2+ + HC 2 O 4 - + 2H 2 O,
FeC2O4⋅2H2O+2H+↔Fe2++C2O4 2-+2H2O,FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + 2H + ↔ Fe 2+ + C 2 O 4 2- + 2H 2 O,
а в щелочной среде дигидрат оксалата железа(+2) разлагается с последующим окислением кислородом воздуха:and in an alkaline environment, iron oxalate dihydrate (+2) decomposes followed by oxidation with atmospheric oxygen:
FC2O4⋅2H2O+2OH-→Fe(OH)2+C2O4 2-+2H2OFC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + 2OH - → Fe (OH) 2 + C 2 O 4 2- + 2H 2 O
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3.4Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Fe (OH) 3 .
По экспериментальным данным, для получения чистого целевого продукта с высоким выходом в реакционном водном растворе желательно создавать такие концентрации компонентов, чтобы на 1,0 моль железа(+2) приходилось от 0,8 до 5,0 моль оксалата.According to experimental data, in order to obtain a pure target product with a high yield in a reaction aqueous solution, it is desirable to create such concentrations of components that 1.0 mol of iron (+2) accounts for 0.8 to 5.0 mol of oxalate.
Пример 1Example 1
Смешивают 100 мл отработанного раствора железнения с концентрациями сульфата железа(+2) 1,0 моль/л, хлорида натрия 1,7 моль/л и 240 мл отработанного раствора анодного оксидирования алюминия с концентрациями щавелевой кислоты 0,50 моль/л, серной кислоты 1,1 моль/л, алюминия(+3) 0,010 моль/л. Раствор оставляют стоять, периодически перемешивая его с осадком, при комнатной температуре в закрытом сосуде до достижения постоянной концентрации железа в растворе. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 100 при пониженном давлении, промывают по 3 раза водой и этанолом, высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по железу(+2) 98,0%. Найдено, %: Fe - 30,5; C2O4 2- - 48,1. Для FeC2O4⋅2H2O вычислено, %: Fe - 31,04; C2O4 2- - 48,93.Mix 100 ml of the spent iron solution with concentrations of ferrous sulfate (+2) 1.0 mol / L, sodium chloride 1.7 mol / L and 240 ml of the spent solution of anodic oxidation of aluminum with concentrations of oxalic acid 0.50 mol / L, sulfuric acid 1.1 mol / L, aluminum (+3) 0.010 mol / L. The solution is left to stand, periodically mixing it with the precipitate, at room temperature in a closed vessel until a constant concentration of iron in the solution is reached. The precipitate is filtered off on a POR 100 glass filter under reduced pressure, washed 3 times with water and ethanol, dried in air at room temperature to constant weight. Iron yield (+2) 98.0%. Found,%: Fe - 30.5; C 2 O 4 2- - 48.1. For FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O calculated,%: Fe - 31.04; C 2 O 4 2- - 48.93.
Пример 2Example 2
К 100 мл отработанного раствора оксалатного железнения с концентрациями сульфата железа(+2) 0,022 моль/л, оксалата аммония 0,35 моль/л, борной кислоты 0,32 моль/л, аскорбиновой кислоты 0,011 моль/л при перемешивании прибавляют 27 мл отработанного раствора железнения с концентрациями сульфата железа(+2) 1,0 моль/л, аминоуксусной кислоты 0,13 моль/л, аскорбиновой кислоты 0,010 моль/л. Раствор с осадком оставляют стоять при комнатной температуре на 4 суток в закрытом сосуде. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по 2 раза водой и этанолом, высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по железу(+2) 98,0%. Найдено, %: Fe - 30,7; C2O4 2- - 48,6. Для FeC2O4⋅2H2O вычислено, %: Fe - 31,04; C2O4 2- - 48,93.To 100 ml of the spent oxalate iron solution with concentrations of iron sulfate (+2) 0.022 mol / L, ammonium oxalate 0.35 mol / L, boric acid 0.32 mol / L, ascorbic acid 0.011 mol / L, 27 ml of the spent iron solution with concentrations of ferrous sulfate (+2) 1.0 mol / L, aminoacetic acid 0.13 mol / L, ascorbic acid 0.010 mol / L. The solution with the precipitate is left to stand at room temperature for 4 days in a closed vessel. The precipitate is filtered off on a POR 40 glass filter under reduced pressure, washed 2 times with water and ethanol, dried in air at room temperature to constant weight. Iron yield (+2) 98.0%. Found,%: Fe - 30.7; C 2 O 4 2- - 48.6. For FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O calculated,%: Fe - 31.04; C 2 O 4 2- - 48.93.
Пример 3Example 3
Смешивают 100 мл отработанного раствора оксалатного железнения с концентрациями сульфата железа(+2) 0,025 моль/л, оксалата аммония 0,35 моль/л, борной кислоты 0,35 моль/л, аскорбиновой кислоты 0,014 моль/л и 23 мл отработанного раствора травления стали с концентрациями сульфата железа(+2) 0,66 моль/л, серной кислоты 0,41 моль/л. Раствор с осадком оставляют стоять, периодически встряхивая, при комнатной температуре на 100 ч в закрытом сосуде. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают 3 раза водой, 2 раза ацетоном и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по железу(+2) 98,5%. Найдено, %: Fe - 30,4; C2O4 2- - 48,2. Для FeC2O4⋅2H2O вычислено, %: Fe - 31,04; C2O4 2- - 48,93.Mix 100 ml of the spent oxalate iron solution with concentrations of ferric sulfate (+2) 0.025 mol / L, ammonium oxalate 0.35 mol / L, boric acid 0.35 mol / L, ascorbic acid 0.014 mol / L and 23 ml spent etching solution steel with concentrations of ferrous sulfate (+2) 0.66 mol / L, sulfuric acid 0.41 mol / L. The solution with the precipitate is left to stand, periodically shaking, at room temperature for 100 hours in a closed vessel. The precipitate is filtered off on a POR 40 glass filter under reduced pressure, washed 3 times with water, 2 times with acetone and dried in air at room temperature to constant weight. Iron yield (+2) 98.5%. Found,%: Fe - 30.4; C 2 O 4 2- - 48.2. For FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O calculated,%: Fe - 31.04; C 2 O 4 2- - 48.93.
Дигидрат оксалата железа(+2) FeC2O4⋅2H2O представляет собой кристаллическое вещество ярко-желтого цвета. Соль плохо растворима в воде, этиловом и изопропиловом спиртах, этиленгликоле, глицерине, этил-ацетате и бутилацетате, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, хлороформе, тетрахлориде углерода, гексане, бензоле. Вещество растворимо в разбавленных сильных минеральных кислотах (соляной, серной, азотной), значительно растворимо в 30%-ном растворе ортофосфорной кислоты, но плохо растворимо в ледяной и разбавленной (1:3) уксусной кислоте, 10%-ном растворе лимонной кислоты. Дигидрат оксалата железа(+2) плохо растворим в насыщенном водном растворе щавелевой кислоты, но значительно растворим в растворах оксалатов щелочных металлов или аммония. Соль плохо растворима в водном растворе аскорбиновой кислоты, но образует раствор фиолетового цвета при повышении pH до 6-8. Соль растворима в водных растворах веществ, образующих термодинамически прочные комплексы с железом(+2): о-фенантролина, тартрата натрия-калия, этилен-диаминтетраацетата(2-) натрия, немного растворима в 20%-ном водном растворе аминоуксусной кислоты. В присутствии восстановителя дигидрат оксалата железа(+2) под действием растворов аммиака, этилендиамина, диэтилентриамина первоначально переходит в раствор, из которого вскоре выпадает осадок гидроксида железа(+3).Iron oxalate dihydrate (+2) FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O is a bright yellow crystalline substance. The salt is poorly soluble in water, ethyl and isopropyl alcohols, ethylene glycol, glycerin, ethyl acetate and butyl acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, chloroform, carbon tetrachloride, hexane, benzene. The substance is soluble in dilute strong mineral acids (hydrochloric, sulfuric, nitric), significantly soluble in 30% phosphoric acid solution, but poorly soluble in glacial and diluted (1: 3) acetic acid, 10% citric acid solution. Iron oxalate dihydrate (+2) is poorly soluble in a saturated aqueous solution of oxalic acid, but significantly soluble in solutions of alkali metal or ammonium oxalates. The salt is poorly soluble in an aqueous solution of ascorbic acid, but forms a purple solution with an increase in pH to 6-8. The salt is soluble in aqueous solutions of substances that form thermodynamically strong complexes with iron (+2): o-phenanthroline, sodium potassium tartrate, ethylene diamine tetraacetate (2-) sodium, slightly soluble in a 20% aqueous solution of aminoacetic acid. In the presence of a reducing agent, iron oxalate dihydrate (+2) under the influence of solutions of ammonia, ethylenediamine, diethylenetriamine initially passes into a solution, from which iron hydroxide precipitates soon (+3).
Дигидрат оксалата железа(+2) FeC2O4⋅2H2O не гигроскопичен и не теряет кристаллизационную воду при хранении на воздухе при комнатной температуре и при умеренном нагревании. В сухом состоянии проявляет значительную устойчивость к окислению кислородом воздуха.Iron oxalate dihydrate (+2) FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O is not hygroscopic and does not lose crystallization water when stored in air at room temperature and with moderate heating. In the dry state, it exhibits significant resistance to oxidation by atmospheric oxygen.
Как видно из описания изобретения и приведенных примеров, заявленный способ позволяет с минимальной себестоимостью получать дигидрат оксалата железа(+2) и использовать в качестве сырья для получения целевого продукта две группы жидких отходов производства: отработанные растворы анодного оксидирования алюминия и отработанные растворы железа(+2) различного химического состава. Химический продукт, полученный заявленным способом, имеет достаточно высокую чистоту, чтобы его можно было использовать для производства ценных химических материалов и материалов электронной техники.As can be seen from the description of the invention and the above examples, the claimed method allows to obtain iron oxalate dihydrate (+2) with minimum cost and use two groups of liquid waste products as a raw material for obtaining the target product: spent solutions of anodic oxidation of aluminum and spent solutions of iron (+2 ) of various chemical composition. The chemical product obtained by the claimed method has a sufficiently high purity so that it can be used for the production of valuable chemical materials and electronic equipment materials.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152149A RU2622106C1 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Method of producing iron oxalate diohydrate (+2) from industrial production waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152149A RU2622106C1 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Method of producing iron oxalate diohydrate (+2) from industrial production waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2622106C1 true RU2622106C1 (en) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015152149A RU2622106C1 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Method of producing iron oxalate diohydrate (+2) from industrial production waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2622106C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110357777A (en) * | 2019-06-27 | 2019-10-22 | 黄冈师范学院 | A kind of synthetic method of high-purity oxalic acid ferrous iron |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1899674A (en) * | 1932-04-28 | 1933-02-28 | Western Union Telegraph Co | Process for the production of ferric oxalate |
| RU2088700C1 (en) * | 1995-05-15 | 1997-08-27 | Ивановская государственная химико-технологическая академия | Electrolyte for preliminary iron plating |
| EA201200404A1 (en) * | 2009-09-10 | 2012-09-28 | Грин Фючер Лтд. | PROCESSING GLUVIC WASTE DRAINAGE AND PRODUCTION OF IRON OXIDES |
-
2015
- 2015-12-04 RU RU2015152149A patent/RU2622106C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1899674A (en) * | 1932-04-28 | 1933-02-28 | Western Union Telegraph Co | Process for the production of ferric oxalate |
| RU2088700C1 (en) * | 1995-05-15 | 1997-08-27 | Ивановская государственная химико-технологическая академия | Electrolyte for preliminary iron plating |
| EA201200404A1 (en) * | 2009-09-10 | 2012-09-28 | Грин Фючер Лтд. | PROCESSING GLUVIC WASTE DRAINAGE AND PRODUCTION OF IRON OXIDES |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110357777A (en) * | 2019-06-27 | 2019-10-22 | 黄冈师范学院 | A kind of synthetic method of high-purity oxalic acid ferrous iron |
| CN110357777B (en) * | 2019-06-27 | 2022-02-01 | 黄冈师范学院 | Synthetic method of high-purity ferrous oxalate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahmed et al. | Cementation of copper from spent copper-pickle sulfate solution by zinc ash | |
| RU2568225C1 (en) | Method of extracting copper (+2) from spent solutions | |
| US20130334056A1 (en) | Coating technology | |
| CN104040032B (en) | Paint-on technique improves | |
| JP2001026427A (en) | Production of palladium tetraamine sulfate | |
| RU2622106C1 (en) | Method of producing iron oxalate diohydrate (+2) from industrial production waste | |
| JP2002322593A (en) | Electrolytic phosphate chemical conversion treatment method | |
| KR101950632B1 (en) | Method for producing elemental rhodium | |
| JP2015221919A (en) | Cyanogen-free aurate for gold plating | |
| JP5610500B1 (en) | Organic gold complex | |
| JP5550086B1 (en) | Method for producing non-cyanide gold salt for gold plating | |
| RU2644471C2 (en) | Method of utilization of a processed solution of anodic oxidation of aluminum and its alloys | |
| JP2014224280A (en) | Composition for phosphate chemical-conversion treatment bath and method for forming phosphate chemical-conversion film | |
| RU2535834C9 (en) | Method of obtaining nickel (ii)-ammonium phosphates | |
| RU2675016C1 (en) | Method for recovery of chromium (+6) in liquid waste of electroplating industry | |
| RU2640704C1 (en) | Method of copper cementation from copper-containing solutions | |
| RU2504517C1 (en) | Method of producing copper (+2) hydroxochromates | |
| A Pravda et al. | Electrodeposition of the protective and decorative copper coatings from low concentrated nitrate electrolytes | |
| RU2583569C1 (en) | Method of producing shiny nickel coatings | |
| RU2614504C1 (en) | Solution to obtain magnetite coatings on steel | |
| JP5545688B1 (en) | Method for producing non-cyanide gold salt for gold plating | |
| Ahmet et al. | ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF ZINC ELECTRODE IN SULFURIC ACID SOLUTION | |
| RU2559614C1 (en) | Unsaturated isothiuronic salts as components of electrolytes for bright nickel plating | |
| CN117208979A (en) | Method for preparing dinitroso-platinous sulfate solution | |
| RU2542287C9 (en) | Method of obtaining cobalt (ii)-ammonium phosphates |