Макет страницы
ЖЕЛЕЗА ХЛОРИД ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ
Хлорное железо используется в больших количествах, в частности для очистки питьевых, промышленных и сточных вод. Для этих целей требуется хлорное железо высокой степени чистоты, так как возможные примеси могут загрязнять воду.
Известны способы производства безводного хлорного железа воздействием хлора на раскаленное гранулированное железо, или хлорированием оксида железа или фосфата железа при температуре около 1000°С, либо при взаимодействии оксида железа и соляной кислоты.
Существуют аналогичные процессы получения водных растворов растворением гранулированного железа в соляной кислоте с последующим окислением двухвалентного хлорида железа хлором или азотной кислотой в присутствии соляной кислоты.
Существуют также процессы аналогичного типа, где исходным продуктом является двухвалентное хлористое железо, которое окисляется газообразным хлором при высокой температуре или в водной среде.
Представляет интерес экономичный метод получения хлорного железа из отработанных травильных растворов с высоким содержанием хлористого железа, обычно около 20—25 %. Недостатком этого процесса является высокая степень загрязнения растворов, особенно соляной кислотой, а также многими веществами, используемыми в металлообработке — пассивирующими агентами, маслами и консистентными смазками, смолами и др. Таким образом, непременным условием получения хлорного железа из такого сырья является разработка методов выделения загрязняющих примесей. В этом случае получаемый водный раствор хлорного железа высокой степени чистоты может непосредственно использоваться для очистки воды.
Процесс, предложенный Дж.—М. Лиетаром и Г. Матиссом (патент США 4 066748, 3 января 1978 г.; фирма^УКБ, CA»,Бельгия), позволяет получать готовый к употреблению в очистных сооружениях водный раствор хлорного железа из отработанных травильных растворов, содержащих хлористое железо. Процесс включает следующие стадии: 1) непрерывное концентрирование раствора путем выпаривания до содержания хлористого железа не менее 34,25 %; 2) непрерывную нейтрализацию полученного концентрата, содержащего соляную кислоту, в ожиженном слое оксида железа; 3) непрерывное противоточное хлорирование полученного нейтрального раствора в двух последовательных реакционных зонах; в первой зоне до конверсии 73—86 % при 35—75 0C и до полного перевода двухвалентного железа в трехвалентное во второй реакционной зоне при 40—100 °С.
В результате получается водный раствор, содержащий не менее 40 % хлорного железа, менее 0,1 % хлористого железа и менее 0,1 % хлористого водорода. Реакция хлорирования протекает количественно.
Схема процесса приведена на рис. 50, более детальное описание процесса дается в соответствии с этой схемой.
Из резервуара, содержащего травильный раствор состава 24,2 % FeCl3 и 0,60 % HCl1 4,0 мл (4,960 г.) раствора дозирующим насосом 2 непрерывно подается в испаритель 3. В час испаряется 1,504 г H2O и 4,5 г HCl. Пары, выходящие из верхней части испарителя, конденсируются в скруббере 4 под действием холодной воды. Вода из скруббера 4 подается в емкость 5, где она нейтрализуется 30 %-ным раствором NaOH из резервуара 6. После этого из верхней части нейтрализатора 5 вода отводится в водосток.
На дне испарителя 3 в час образуется 2550 мл (3450 г) раствора, содержащего 34,75 % FeCl2 и 0,74 % HCl, он подается по трубопроводу 7 в емкость 8. Трубопровод и емкость имеют теплоизоляцию для поддержания высокой температуры раствора. Горячий (80 0C) раствор насосом 9 направляется в реактор (с теплоизоляцией) нейтрализации 10, где он проходит снизу вверх через взвесь мелкоиз-мельченного оксида железа (высота реактора 40 см, оксида железа 650 г) с объемной скоростью около 42,5 см3/мин. При такой скорости потока по крайней мере часть мелкоизмельченного оксида железа находится во взвешенном состоянии. В верхней расширяющейся части реактора скорость уменьшается в 15 раз, что приводит к сильному уменьшению количества взвешенных частиц в растворе, отводящемся по стоку, расположенному несколько ниже уровня жидкости.
