CS251746B1 - Způsob přípravy alfa-kysličníku železitého - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy alfa-kysličníku železitého bezodpadovou technologii, při které se jako výchozí suroviny využívá chlorid železitý, který odpovídá v řadě metalurgických a chemických procesů jako vedlejší produkty. Tento se hydrolyzuje při teplotě 60 az 100 °C roztokem alkalického hydroxidu při pH 2,5 až 7 za přídavku železnaté soli či alkalického siřičitanu, pyrosiřičitanu nebo hydrosiřičitanu z množství nejméně 0,5 % mol na nasazený chlorid železitý, směs se zahřívá na 100 °C po bodu výhodně 30 minut. Produkt se dále zpracuje podle uvažovaného způsobu aplikace.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy alfa-kysličníku železitého bezodpadovou technologií z chloridu železitého.

Kysličník železitý, který se vyskytuje v různých modifikacích, se ve velkém množství zpracovává jako pigment a používá se při přípravě gumy, papíru, v keramickém průmyslu a při přípravě nátěrových hmot. V poslední době se užívá speciální krystalické modifikace do antikorosních nátěrů, hlavně pro konstrukční materiály. V různě upravené kvalitě nachází široké uplatnění i v elektronice. Slouží rovněž jako výchozí surovina k přípravě organoželezitých sloučenin. Všechny aplikace vyžadují kysličník železitý o daných specifických vlastnostech, odpovídajících určitému zpracování a tyto vlastnosti jsou závislé na použité technologii výroby.

Z velkého rozsahu použití vyplývají vysoké nároky na objem produkce výroby, jejíž surovinová základna je zajišťována jednak z přírodních zdrojů, jednak se ve velké míře využívá druhotných surovin, příkladem jsou železnaté soli, jako síran nebo chlorid, odpadající při výrobě titanové běloby nebo v metalurgickém průmyslu. V případě, že výchzí sloučeninou jsou hydratované formy kysličníku železitého, většinou přírodní materiály, je bezvodá formě získávána žíháním při různých teplotách. Proces je značně energeticky náročný. Synteticky se kysličník železitý vyrábí upravenou oxidací sirníku železnatého nebo termickým štěpením síranu železnatého či jiných železnatých případně železitých solí. Je známa rovněž metoda přípravy kysličníku železitého ze síranu železnatého mokrou cestou, na příklad oxidačním srážením síranu železnatého s použitím hematitových zárodků, jakto krystalizačních center, nebo přeměnou některých modifikací hydroxidu železitého za tlaku a teploty vyšší než 100° C. Jako další je možno uvést způsob, podle kterého gama-oxidhydroxid železitý přechází na kysličník železitý v alkalickém prostředí za přítomnosti síranu železnatého o koncentraci větší než 0,05 mol/1. K popisované sloučenině vede rovněž redukce aromatických nitrolátek, používající práškového železa nebo síranu železnatého jako redukčního činidla. Nevýhodou těchto způsobů je, že poskytují většinou směs kysličníku

-2251 746 železitého a kysličníku železnato-železitého, přičemž lze těžko zaručit jejich stálé složení a reprodukovatelnou kvalitu.

Hlavní důraz při velkotonážních výrobách kysličníku železitého, vycházejících ze železitých či železnatých solí, je v současné době kladen na vyřešení zpracování značného množství odhadů z výroby v podobě vodných roztoků anorganických solí. Tato skutečnost má velký význam při výběru určité varianty přípravy současně s uvažovaným způsobem aplikace, nebo? všechny druhy v úvahu přicházejících syntéz neposkytují výsledný materiál ve stejné kvalitě, t.j, co do fysikálních vlastností jako barva, distribuce částic a podobně, tak chemických vlastností, na příklad rozpustnost v kyselinách, Termipké zpracování příslušných surovin poskytuje produkty určené pro aplikaci jako pigment, nehodí se však vzhledem k možnému znečištění dalšími prvky, jako surovina pro zpracování na organoželezité sloučeniny. Důvodem je i to, že podle známých údajů se žíháním získává forma špatně rozpustná v kyselinách. Postupy, psočívající na příklad v oxidačním srážení síranu železnatého jsou nevýhodné vzhledem k zdlouhavému procesu oxidace a potřebě speciálních zařízení, přičemž zůstává nedořešena otázka vhodného zpracování vznikajících odpadů.

Nyní byl nalezen nový způsob přípravy alfa- kysličníku železitého bezodpadovou technologií z chloridu železitého, jehož podstata spočívá v tom, že se vodný roztok chloridu železitého hydrolyzuje při teplotě 60 až 100° C roztokem alkalického hydroxidu při pH suspenze 2,5 až 7, s výhodou 4,5, ze přídavku železnaté soli či alkalického siřičitanu, pyrosiřičitanu nebo hydrosiřičitanu v množství větším než 0,5 % mol na nasazený chlorid zelezitý, přičemž reakční směs se zahřívá na teplotu 100° C po dobu delší než 15 minut, s výhodou 30 minut a vyloučený produkt se dále zpracuje běžnými separačními metodami podle uvažovaného způsobu aplikace.

Výsledkem technologického procesu je červenohnědá sraženina, která vlivem svých fysikálních vlastností i chemických vlastností může být aplikována jako pigment nebo pro přípravu organoželežitých sloučenin.

Výhodou postupu podle vynálezu je, že využívá jako výchozí surovinu chlorid železitý, který odpadá v řadě metalurgických i chemických procesů jako vedlejší produkt. Vlivem optimalizace reakčních podmínek probíhá syntéza v koncentrovaném roztoku , což mé výhodu v možnosti použití maloobjemových aparátů s velkým specifickým výkonem.

-3251 748

Následkem výše uvedené skutečnosti se získá.rovněž koncentrovaný roztok odpadajícího alkalického chloridu, který v případě hydrolyzy hydroxidem sodným, může být zpracován na příklad elektrolýzou zpět na chlor pro přípravu chloridu železitého a hydroxid sodný na hydrolýzu<> Tímto způsobem lze vyřešit problematiku bezodpadové technologie. Další výhodou uvedeného postupu je, že vzniká sraženina s takovou distribucí částic, které rychle sedimentují na malý objem. Této skutečnosti lze s výhodou využít při následném zpracování kysličníku železitého v další reakci. S výhodou je tedy možné odstranění anorganických solí dekantačním způsobem promývání. V důsledku toho je ušetřeno filtrační zařízení s nepříjemnou manipulací s materiálem včetně další nádoby na reakci , jenž může být uskutečněna v téže nádobě, ve které byl připravován kysličník železitý. V případě filtrace produktu je výsledná pasta asi 70% a tudíž na své vysušení nespotřebuje tolik energie jako u jiných postupů. Spotřeba energie na výrobu kysličníku železitého podle vynálezu je nižší než při termických procesech. Positivně z tohoto hlediska působí i využití reakčního tepla z procesu hydrolýzy.

Příklad 1

Do reaktoru, opatřeného míchadlem, se předloží 200 1 vody a 115 kg krystalického chloridu železitého. Po rozpuštění se přidá 0,5 kg siřičitanu sodného , roztok se vyhřeje na 80° C a hydrclyzuje 108 1 10 mol/1 hydroxidu sodného. Vytvořená suspenze o pH 5 se zahřeje na 100° C a udržuje po dobu 30 minut. Za tepla se zfiltruje, promyje do ztráty chloridů a vysuší. Získá se 33,9 kg červenohnědého prášku alfa-kysličníku železitého.

Příklad 2

Do 80 1 vody se odměří 40 1 40% roztoku chloridu železitého, který se po přídavku 0,28 kg síranu železnato-amonného hydrolyzuje 45 1 10 mol/1 hydroxidu sodného. Suspenze se zahřívá dále na 100° C po dobu 30 minut a potom zpracuje běžným postupem. Získá se 11,1 kg červenohnědého prášku alfa- kysličníku železitého.

Claims (1)

1. Způsob přípravy alfa-kysličníku Železitého bezodpadovou technologií z chloridu železitého*vyznačený tím, že se vodný roztok chloridu železitého hydrolyzuje při teplotě 60 až 100° C roztokem alkalic kého hydroxidu při pH suspenze 2,5 až 7, s výhodou 4,5,za přídavku železnaté soli či alkalického siřičitanů, pyrosiřičitanu nebo hydrosiřičitanu v množství větším než 0,5 % mol na nasazený chlorid železitý, přičemž reakční směs se zahřívá na teplotu 100° C po dobu delší než 15 minut, s výhodou 30 minut a vyloučený produkt se déle zpracuje běžnými separačními metodami podle uvažovaného způsobu aplikace.