RS67395B1

RS67395B1 - Postupak za proizvodnju gvožđe hlorida i aluminijum hlorida iz pepela mulja iz bistrilišta

Info

Publication number: RS67395B1
Application number: RS20251120A
Authority: RS
Inventors: Matthias Boll
Original assignee: Lanxess Deutschland Gmbh
Priority date: 2023-03-28
Filing date: 2023-03-28
Publication date: 2025-11-28
Also published as: MX2025011398A; PL4438560T3; ES3041184T3; CN121039066A; EP4438560B1; EP4438560A1; AR132206A1; EP4438560C0; TW202502659A; KR20250166129A; WO2024200286A1

Description

[0001] Opis

[0003] Pronalazak se odnosi na postupak za proizvodnju gvožđe hlorida i aluminijum hlorida iz jedinjenja gvožđa i aluminijuma sadržanih u pepelu mulja iz bistrilišta.

[0005] Proizvodnja gvožđe hlorida kao što su Fe(II)Cl<2>i Fe(III)Cl<3>vrši se uglavnom od metalnog gvožđa. Isto važi i za aluminijum, koji se takođe proizvodi od elementarnog aluminijuma. Međutim, postoji sve veći broj jedinjenja u velikom obimu koja sadrže jedinjenja gvožđa odnosno aluminijuma, koja ranije nisu bila u fokusu kao alternativni izvori za proizvodnju odgovarajućih hlorida, kao što je pepeo mulja iz bistrilišta.

[0007] Kod nekih otpadnih materija koje sadrže jedinjenja gvožđa, gvožđe je ometajući element kada se radi o reciklaži glavnih sastojaka ovih otpadnih tokova. Konkretno, ovde treba pomenuti pepeo mulja iz bistrilišta, koji se obično sastoji od velikog jednocifrenog do srednjeg dvocifrenog procenta različitih jedinjenja gvožđa (u odnosu na elementarno gvožđe). Jedinjenja gvožđa su generalno slabo rastvorna u vodi, zbog čega je njihova direktna primena nerentabilna. Tako je, na primer, gvožđe fosfat iz pepela mulja iz bistrilišta veoma slabo rastvoran u rastvorima fosforne kiseline velike koncentracije, zbog čega je, na primer, upotreba fosfatnog đubriva veoma onečišćenog jonima gvožđa neekonomična.

[0009] Pepeo mulja iz bistrilišta zato predstavlja dodatni izvor za proizvodnju gvožđe hlorida, kao i aluminijum hlorida.

[0011] Reakcija fosfata sa hloridima alkalnih odnosno zemnoalkalnih metala više puta je istraživana radi primene pepela mulja iz bistrilišta. Pepeo mulja iz bistrilišta je pomešan sa različitim alkalnim ili zemnoalkalnim hloridima i u suvom stanju zagrevan na vazduhu sa ciljem da se sprovede uklanjanje teških metala potrebno za direktnu upotrebu pepela u agroindustriji.

[0012] Tako su Christian Adam et. al., (Materials Transactions, Vol.48, No.12 (2007) str. 3056 - 3061) objavili reakciju u suvom stanju pepela mulja iz bistrilišta sa magnezijum hloridom na temperaturi do 1000°C na vazduhu, pri čemu se prema sl. 5 komponente sa gvožđem i aluminijumom praktično kompletno zadržavaju u ostatku, pa nema uklanjanja aluminijuma i gvožđa.

[0014] Takođe, Mattenberger et. al, u Waste Management 28 (2008) 2709-2722, sproveli su ispitivanja za uklanjanje Cd, Cr, Cu, Ni, Pb i Zn iz pepela mulja iz bistrilišta putem dodatka KCI ili MgCl<2>na temperaturi višoj od 900°C na vazduhu i takođe su objavili da nema uklanjanja gvožđa niti aluminijuma.

[0016] Zato je cilj pronalaska bio da se obezbedi odgovarajući postupak polazeći od jedinjenja gvožđa i aluminijuma sadržanih u pepelu mulja iz bistrilišta.

[0018] Neočekivano je pronađen postupak za proizvodnju hlorida gvožđa i aluminijuma, koji je naznačen time što

[0019] i) pepeo mulja iz bistrilišta koji sadrži najmanje jedno jedinjenje gvožđa i aluminijuma reaguje sa najmanje jednim alkalnim hloridom odnosno najmanje jednim zemnoalkalnim hloridom na temperaturi od 200 do 1100°C u atmosferi inertnog gasa, koji poželjno sadrži manje od 200 ppm kiseonika i

[0020] ii) nastali gvožđe hlorid i aluminijum hlorid se odvodi u struji otpadnog gasa i izoluje.

[0022] Pepeo mulja iz bistrilišta

[0024] Poželjno se pod pepelom mulja iz bistrilišta, bilo od sagorevanja mulja iz bistrilišta ili od pretvaranja mulja iz bistrilišta u gas radi dobijanja gorivog gasa, podrazumevaju nakupljeni čvrsti ostaci. Pepeo mulja iz bistrilišta može da ima razne sastojke, kao što je, na primer, aluminijum fosfat, gvožđe fosfat kao što je kalcijum gvožđe fosfat, na primer Ca<9>Fe(PO<4>)<7>ili vitlokit Ca<3>(PO<4>)<2>, gips, kalcijum hidroksid, kalcijum oksid kao i kalcijum karbonat, gvožđe oksid kao što je hematit (Fe<2>O<3>), i kvarc (SiO<2>), indijalit (Mg<2>Al<4>Si<5>O,<18>), da navedemo samo neke.

[0025] Pepeo mulja iz bistrilišta poželjno sadrži udeo jedinjenja gvožđa od 1 do 21 mas.% (računato na elementarno gvožđe) i udeo jedinjenja aluminijuma od 0,7 do 20,2 mas.%, računato na elementarni aluminijum.

[0027] Poželjno, zbir jedinjenja gvožđa i aluminijuma iznosi od 1,7 do 41,2 mas.%, računato na odgovarajući elementarni metal. Poželjni sastav pepela mulja iz bistrilišta sadrži najmanje jedan izvor fosfata sa udelom od najmanje 1 mas.%, u odnosu na pepeo mulja iz bistrilišta.

[0029] Pepeo mulja iz bistrilišta obično može da sadrži dodatne tipične elemente, računato na odgovarajući element, poželjno:

[0030] kalcijum od 4 do 38 mas.%,

[0031] kalijum od 0 do 2 mas.%,

[0032] magnezijum od 0,1 do 4 mas.%,

[0033] natrijum od 0,1 do 4 mas.%,

[0034] fosfat PO<4>3-

od 4 do 40 mas.%,

[0035] sumpor od 0 do 7 mas.%,

[0036] silicijum od 0 do 24 mas.%, i

[0037] titanijum od 0 do 2 mas.%.

[0039] Elementi zajedno čine, računato na oksid, poželjno više od 70 mas.% pepela mulja iz bistrilišta.

[0041] Odgovarajuće komponente poželjno mogu biti u obliku oksida ili fosfata ili sulfata. Jedinjenje gvožđa je poželjno do 50-100 mas.% jedinjenje gvožđa(III). Poželjno, 80 mas.% ili više fosfata su metalni fosfati aluminijuma, kalcijuma ili gvožđa.

[0043] Pored toga, pepeo mulja iz bistrilišta u manjoj količini sadrži još brojne dodatne elemente, pre svega bakar, cink, olovo, barijum i mangan. Gorepomenuti silicijum je uglavnom prisutan u obliku peska, prvenstveno iz procesa filtracije koji se uobičajeno koriste u postrojenjima za preradu otpadnih voda.

[0045] Alkalni hloridi

[0046] Kao alkalni hloridi prvenstveno dolaze u obzir NaCl, KCl, LiCI, kao i njihove smeše. Poželjan je NaCl ili KCI ili smeša NaCl i KCI. Pod uslovom da se NaCl koristi u smeši sa dodatnim alkalnim hloridima, konkretno sa KCl, maseni odnos u smeši poželjno je 10: 1 do 0,1: 1, konkretno 5: 1 do 0,5: 1.

[0048] Poželjno, alkalni hlorid se koristi u količini od 1 do 5 mola, u odnosu na 1 mol zbira molova prisutnog gvožđa i aluminijuma, što se određuje, na primer, elementarnom analizom.

[0050] Poželjno, alkalni hlorid se koristi u količini od 5:1 do 1:1 mola (mol/mol) u odnosu na jedan mol zbira molova gvožđa i molova aluminijuma prisutnih u smeši, što se određuje, na primer, elementarnom analizom, na primer pomoću ICP-OES ili ICP-MS.

[0052] Zemnoalkalni hloridi

[0054] Kao zemnoalkalni hloridi prvenstveno dolaze u obzir MgCl<2>, CaCl<2>ili njihove smeše. Poželjan je MgCl<2>.

[0056] Poželjno, smeša zemnoalkalnih hlorida i hlorida alkalnih metala, konkretno MgCl<2>i NaCl odnosno KCI, koristi se u masenom odnosu od 4: 1 do 0,25: 1, konkretno 2: 1 do 0,5: 1. Posebno poželjno, koristi se smeša KCl, NaCl i MgCl<2>.

[0058] Takođe posebno poželjno, koristi se smeša MgCl<2>i KCI u masenom odnosu od 3: 1 do 0,5: 1.

[0060] Ostalo

[0062] Poželjno, postupak je naznačen time što molski odnos hlora iz upotrebljenih hlorida alkalnih metala i zemnoalkalnih hlorida prema zbiru gvožđa i aluminijuma koji se nalaze u smeši, izračunato kao metal, poželjno određen putem elementarne analize, na primer putem ICP-OES ili ICP-MS, iznosi od 1 do 6.

[0064] [0024] Po potrebi, koraku termičke konverzije može da prethodi briketiranje, peletiranje ili ekstruzija pepela mulja iz bistrilišta, a zatim po potrebi prethodni toplotni tretman na 100 do 199°C, poželjno kao smeša sa odgovarajućim alkalnim ili zemnoalkalnim hloridima. Za to mogu da se koriste pomoćna sredstva kao što su slojeviti silikati, kao što je bentonit, lignin sulfonat, metil celuloza, vodeno staklo, skrobovi, i drugo.

[0065] Postupak

[0067] Korišćene supstance, korišćeni hlorid(i) alkalnih metala odnosno hlorid(i) zemnoalkalnih metala poželjno se u suvom obliku mešaju u mešalici. Poželjno se kao mešalica koristi mešalica sa lopaticama ili mlinovi, kao što je kuglični mlin. Mlinovi imaju prednost što se usitnjavanjem postiže bolja homogenizacija korišćenih edukta. Po potrebi nakon toga sledi oblikovanje putem briketiranja, peletiranja ili ekstrudovanja.

[0069] Pogodno je da se korak mešanja edukta izvodi u atmosferi inertnog gasa, poželjno bezvodnoj, da bi se po mogućnosti dobijene higroskopne komponente zaštitile od apsorpcije vode, koja može nepovoljno da utiče na prinos procesa.

[0071] Reakcija se takođe poželjno izvodi u odsustvu vazduha i vode. Poželjni inertni gasovi su posebno azot, argon ili ugljen dioksid. Atmosfera inertnog gasa poželjno sadrži manje od 200 ppm, konkretno manje od 100 ppm kiseonika.

[0073] Reakcija pepela mulja iz bistrilišta koji sadrži jedinjenja gvožđa i aluminijuma može da se izvodi u reaktoru sa turbulentnim slojem ili nabijenim slojem ili pseudotečnim slojem, u jamskoj peći ili u peći koja je poželjno nepropusna za gasove, gde ona najjednostavnije može da bude koncipirana kao indirektno zagrevana cevasta peć ili obrtna cevasta peć. Proizvodi koji nastaju u reakciji i koji su na reakcionoj temperaturi tečni, pre svega gvožđe hlorid, ali i aluminijum hloridi i po potrebi dodatni hloridi teških metala, poželjno se na hladnom mestu na temperaturi nižoj od 150°C zajedno resublimiraju i skupljaju, ili se resublimiraju na različitim hladnim mestima i odvojeno se sakupljaju.

[0075] U poželjnom otelotvorenju, nastali gvožđe hlorid se izoluje iz struje otpadnog gasa putem resublimacije a aluminijum hlorid iz struje otpadnog gasa putem resublimacije.

[0077] Poželjna temperatura razdvajanja za FeCl<2>je niža od 700°C, posebno niža od 700°C do 307°C, za FeCl<3>niža od 307°C, konkretno od 150°C do 300°C a za AlCl<3>niža od 150°C, konkretno od 110°C do 149°C.

[0078] Rekuperisano gvožđe prema pronalasku u obliku gvožđe(III)hlorida odnosno gvožđe(II)hlorida već je veoma čisto i može da se prevede u željeni oblik sirovine gvožđa. Primeri su gvožđe sulfat, gvožđe nitrat, gvožđe fosfat ili različiti oblici oksida gvožđa.

[0080] Alternativno, gvožđe hlorid može bez razdvajanja resublimacijom da se uvodi direktno kao struja gasa u vodeni medijum, koji sadrži sumpornu kiselinu, azotnu kiselinu ili fosfornu kiselinu, dovodeći tako do obrazovanja odgovarajućeg gvožđe(III)sulfata, nitrata ili fosfata. Po potrebi se u reakciji dodatno koristi pogodno redukciono sredstvo, da bi se dobio gvožđe(II)sulfat, gvožđe(II)nitrat ili gvožđe(II)fosfat.

[0082] Međutim, poželjno je razdvajanje gvožđe hlorida iz struje otpadnog gasa putem resublimacije.

[0084] Alternativno, aluminijum hlorid može bez razdvajanja resublimacijom da se uvodi direktno kao struja gasa u vodeni medijum, koji sadrži sumpornu kiselinu, azotnu kiselinu ili fosfornu kiselinu, dovodeći tako do obrazovanja odgovarajućeg aluminijum sulfata, nitrata ili fosfata.

[0086] Međutim, poželjno je razdvajanje aluminijum hlorida iz struje otpadnog gasa putem resublimacije.

[0088] Ostatak nakon reakcije poželjno sadrži fosfate korišćene grupe alkalnih odnosno zemnoalkalnih metala, kao i po potrebi dodatne fosfate, na primer Ca<3>(PO<4>)<2>.

[0090] Dobijeni ostatak poželjno se tretira dodatkom od 0,1 do 5 molova fosforne kiseline po molu fosfata, poželjno od 0,2 do 1 mola fosforne kiseline po molu fosfata. Ostatak od reakcije tako može da se prevede u oblik soli rastvorne u vodi, koja se kao takva koristi u poljoprivredi.

[0092] Temperatura

[0094] Reakcija se poželjno izvodi na temperaturi od 400 do 1000°C. Reakcija obično traje od 5 minuta do 10 sati, poželjno od 2 do 5 sati.

[0095] Korišćenje ostatka

[0097] Dok se prirodni fosfati gvožđa pre svega javljaju u nalazištima gvožđa kao što su nalazišta pirotita, pepeo mulja iz bistrilišta koji sadrži jedinjenja gvožđe fosfata dobija se, na primer, tokom sagorevanja mulja iz bistrilišta i u velikom procentu (do 40 mas.%) sastoji se od fosfata.

[0099] Generalno, mulj iz bistrilišta je u obliku smeše raznih fosfata kao što je kalcijum, gvožđe i aluminijum fosfat. Tačan sastav, odnosno sadržaj katjona metala, zavisi od toga koju tehniku za taloženje fosfata koriste postrojenja za preradu otpadnih voda koja proizvode mulj iz bistrilišta. Gvožđe fosfat, koji se veoma često taloži u procesima taloženja u postrojenjima za preradu otpadnih voda, pri tome je jedan od najčešćih predstavnika fosfora.

[0101] Način da se fosfat sadržan u pepelu mulja iz bistrilišta učini dostupnim biljkama je, na primer, razlaganje pomoću HCl ili H<2>SO<4>, kao što je, na primer, opisano u EP 3623348 B1. U ovom postupku radi se sa rastvorima, što dovodi do lošeg prinosa u prostoru i vremenu. Koriste se brojne hemikalije, kao što su različite baze, kiseline i krečno mleko, zbog kojih je postupak složen i skup. Koraci filtracije kao oni kod gvožđe hidroksida i aluminijum hidroksida, tehnički su zahtevni i zato skupi. Istovremeno nastaju velike količine otpada, jer upotrebljeni hlorid ne može da se otpusti iz HCl kao proizvod.

[0103] Pominje se i termički postupak, na primer Christian Adam et al, (Materials Transactions, Vol.48, No.12 (2007) str.3056 - 3061).

[0105] Pronalazak se zato odnosi i na postupak za proizvodnju fosfatnih jedinjenja rastvorljivih u vodi, čija rastvorljivost u vodi na 20 °C je veća od 1 g/l, naznačen time, što i) pepeo mulja iz bistrilišta koji sadrži najmanje jedno jedinjenje gvožđa i aluminijuma, reaguje sa najmanje jednim alkalnim hloridom odnosno najmanje jednim zemnoalkalnim hloridom na temperaturi od 200 do 1100°C u atmosferi inertnog gasa, koji poželjno sadrži manje od 200 ppm kiseonika,

[0106] ii) nastali gvožđe hlorid i aluminijum hlorid se odvode u struji otpadnog gasa, i iii) dobijeni ostatak se tretira dodatkom od 0,1 do 5 mol mineralne kiseline po molu fosfata u ostatku, poželjno od 0,2 do 1 mol mineralne kiseline po molu fosfata u ostatku, dajući fosfatna jedinjenja rastvorna u vodi.

[0107] Kao mineralne kiseline u koraku iii) dolaze u obzir, na primer, sumporna kiselina, hlorovodonična kiselina, azotna kiselina odnosno fosforna kiselina, poželjno se koristi fosforna kiselina.

[0109] Ostatak od reakcije tako prema koraku iii) može da se prevede u so rastvornu u vodi odnosno limunskoj kiselini, koja se kao takva koristi u poljoprivredi.

[0111] Poželjne oblasti za ovaj postupak takođe odgovaraju onim prethodno navedenim. Reaktor

[0113] Supstanca koja će se koristiti prema pronalasku poželjno se stavlja u reaktor koji poželjno ima sloj otporan na reakcione uslove koji se podešavaju. Poželjni materijali reaktora su reaktori obloženi niklom ili grafitom. Kao takvi mogu da se koriste cevasti reaktori ili obrtni cevasti reaktori, ili neki drugi. Posebno su poželjni reaktori koji omogućavaju kretanje materijala tokom reakcije, da bi se omogućilo što delotvornije uspostavljanje kontakta edukta i distribucija toplote. Pri tome su poželjni reaktori sa turbulentnim slojem, kao i obrtni cevasti reaktori, ili reakcija u ekstruzionom uređaju sa pužnim pogonom.

[0115] U slučaju cevastog reaktora, dužina reaktora poželjno iznosi od 0,2 do 40 m. Vreme zadržavanja u reaktoru tokom reakcije po pravilu se podešava prema temperaturi i mogućnosti uzajamnog kontakta edukta. Pri tome, vreme zadržavanja u reaktoru može biti u opsegu od jednog minuta do 5 sati. Postupak prema pronalasku može da se izvodi kao šaržni ili kontinualni.

[0117] Primeri

[0119] Analitika

[0121] Analitika je, nakon rastvaranja uzorka pepela mulja iz bistrilišta u odgovarajućim kiselinama, ispitana putem ICP-OES, nakon kalibracije za odgovarajući element pomoću kalibrisanih standardnih rastvora odgovarajućeg elementa.

[0123] Rendgenski difraktogrami (XRD) snimljeni su na prahovima (ravan sloj) na uglovima 2 teta od 0 do 60° sa talasnom dužinom od 0,154 nm.

[0124] Primer 1:

[0126] 6,8 g pepela mulja iz bistrilišta (prema XRD, sadrži jedinjenja gvožđa i fosfora, između ostalog Ca<9>Fe(PO<4>)<7>, sledećeg sastava (u masenim procentima): 13% Fe, 1,5% Al, 6,8% Ca, 0,44% Mg, 21% PO<4>3-

, 0,52% Na) pomešano je sa 1,4 g KCl, 3,6 g MgCl<2>i 1,6 g NaCl i zatim zagrevano na 450°C u lončiću za žarenje otvorenom ka suvoj atmosferi i držano na toj temperaturi tokom 4 h, zatim zagrejano na 1000°C i držano još 4 h. Utvrđen je gubitak mase od 21%, koji je izazvan sublimacijom gvožđe hlorida i aluminijum hlorida.

[0128] Da bi mogao da se iskoristi i ostatak, reakciono vreme je produženo, pri čemu je dobijen ostatak bez gvožđa, koji može da se upotrebi u poljoprivredi.

[0130] Dobijeni ostatak ima karakteristične refleksije na rendgenskom difraktogramu, koje se nalaze na 32,3° 2teta i 33,2° 2teta (talasna dužina: 1,54060 angstrema).

[0132] Dobijeni ostatak je tretiran sa 1,4 g fosforne kiseline, da bi se nastali magnezijum fosfat i postojeći kalcijum fosfat preveli u oblik rastvorljiv u vodi. Prah je podvrgnut granulaciji i ima spojeni sadržaj gvožđa i aluminijuma manji od 1 mas.%, izračunato na elemente.

[0134] Primer 2:

[0136] 69 g pepela mulja iz bistrilišta (prema XRD, sadrži između ostalog Ca<9>Fe(PO<4>)<7>, sledećeg sastava (u masenim procentima) 13% Fe, 1,5% Al, 6,8% Ca, 0,44% Mg, 21% PO<4>3-

, 0,52% Na) temeljno je u suvom stanju protrljano sa 14 g NaCl i 17 g MgCl<2>(bezvodni).56,2 g crvene smeše stavljeno je u kvarcnu cev, i da bi se izbeglo preuzimanje vode iz vazduha, odmah je isprano suvim azotom. Kvarcna cev je stavljena u cevastu peć. Pomoću motora, kvarcna cev se tokom zagrevanja oscilujući obrtala oko svoje ose za oko 200°/min, tako da je sloj praha bio u neprekidnom kretanju. Istovremeno je struja gasa od 0,5 l/min prečišćenog azota (kiseonik <200 ppm v/v) sprovođena kroz cev pa tako i preko uzorka. Izlaz cevi (=izlaz gasa) sužen je pomoću labavo postavljenog komada kvarcne vune.

[0138] [0056] Peć i uzorak u kvarcnoj cevi zagrejani su na 1000°C (20 K/min), uz neprekidnu struju gasa i oscilujuće rotaciono kretanje. Nakon 120 minuta, ispitivanje je završeno i peć i uzorak su ohlađeni na sobnu temperaturu uz dalji protok azota. Prvobitno crveni prah je pobeleo (47,2 g), i istovremeno je na izlazu iz reaktora u području preko 200°C nastao žućkasti talog, a u području udaljenijem od peći, na oko 100°C, beli sublimat. Nastao je gas, koji se barem delimično sastoji od HCl, kao što je dokazano koristeći infracrvenu spektroskopiju u gasovitoj fazi.

[0140] Beli ostatak u cevi (prinos 47,2 g ili 84%) analitički je ispitan. U odnosnu na korišćenu smešu, nađeno je još 41% Fe, 64% Al, 61% Mg i 72% Na.

[0142] Da bi mogao da se iskoristi i ostatak, reakciono vreme je produženo, pri čemu je dobijen ostatak bez gvožđa i aluminijuma, koji može da se upotrebi u poljoprivredi.

[0144] Količina fosfora i kalcijuma u uzorku nije promenjena reakcijom. Dobijeni ostatak ima karakteristične refleksije na rendgenskom difraktogramu, koje se nalaze na 32,3° 2teta i 33,2° 2teta (talasna dužina: 1,54060 angstrema).

[0146] Dobijeni ostatak je tretiran sa 50 g 85% fosforne kiseline, da bi se nastali magnezijum fosfat i postojeći kalcijum fosfat preveli u oblik rastvorljiv u vodi. Tako dobijena smeša može, po potrebi nakon granulacije, da se koristi za đubrenje biljaka.

[0148] Dobijeni beli resublimat je aluminijum hlorid, žućkasti resublimat je gvožđe hlorid, koji mogu da se sakupljaju posebno i imaju veliku čistoću.

[0150] Primer 3:

[0152] 6,8 g pepela mulja iz bistrilišta (prema XRD, sadrži, između ostalog Ca<9>Fe(PO<4>)<7>, sledećeg sastava (u masenim procentima): 13% Fe, 1,5% Al, 6,8% Ca, 0,44% Mg, 21% PO<4>3-

, 0,52% Na) pomešano je sa 1,8 g MgCl<2>i 3,2 g KCI. Crvena smeša stavljena je u kvarcnu cev, koja je, da bi se izbeglo preuzimanje vode iz vazduha, odmah isprana suvim azotom. Kvarcna cev je stavljena u cevastu peć i pola sata u dovoljnoj meri ispirana prečišćenim azotom (0,5 l/min, kiseonik <200 ppm v/v). Tokom ispitivanja i porasta temperature usled grejanja peći, kroz cev i uzorak je održavana struja gasa od 0,5 l/min prečišćenog azota (kiseonik <200 ppm v/v). Prazan izlaz cevi (=izlaz gasa) koji štrči iz peći održavan je na 100°C i smeša u staklenoj cevi je zagrejana u peći na 750°C.

[0153] Prvobitno crveni prah je pobeleo, i istovremeno je na izlazu iz reaktora u području preko 200°C nastao žućkasti talog, a u području udaljenijem od peći, na oko 100°C, beli sublimat. Dobijeni beli sublimat je aluminijum hlorid, žućkasti sublimat je gvožđe hlorid, koji mogu da se sakupljaju posebno i imaju veliku čistoću.

[0155] Količina fosfora i kalcijuma u uzorku nije promenjena reakcijom.

[0157] Dobijeni ostatak je tretiran sa 50 g 85% fosforne kiseline, da bi se nastali magnezijum fosfat i postojeći kalcijum fosfat preveli u oblik rastvorljiv u vodi. Tako dobijena smeša može, po potrebi nakon granulacije, da se koristi za đubrenje biljaka.

[0159] Dobijeni sublimat, po potrebi nakon prečišćavanja od neželjenih teških metala, može ponovo da se koristi za taloženje fosfata u postrojenjima za preradu otpadnih voda.

Claims

1. Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju gvožđe i aluminijum hlorida, naznačen time, što

i) pepeo mulja iz bistrilišta koji sadrži najmanje jedno jedinjenje gvožđa i aluminijuma reaguje sa najmanje jednim alkalnim hloridom odnosno najmanje jednim zemnoalkalnim hloridom na temperaturi od 200 do 1100°C u atmosferi inertnog gasa, i

ii) nastali gvožđe hlorid i aluminijum hlorid se odvodi u struji otpadnog gasa i izoluje.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što se iz struje otpadnog gasa u koraku ii) odvaja gvožđe hlorid putem resublimacije.

3. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 ili 2, naznačen time, što se iz struje otpadnog gasa u koraku ii) odvaja aluminijum hlorid putem resublimacije.

4. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 3, naznačen time, što pepeo mulja iz bistrilišta sadrži jedinjenja gvožđa i aluminijuma u ukupnoj količini od 1,7 do 41,2 mas.%, računato na odgovarajući elementarni metal.

5. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 4, naznačen time, što se reakcija izvodi sa najmanje jednim alkalnim hloridom i najmanje jednim zemnoalkalnim hloridom.

6. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 5, naznačen time, što se reakcija izvodi sa natrijum hloridom i magnezijum hloridom.

7. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 5, naznačen time, što se reakcija izvodi sa kalijum hloridom i magnezijum hloridom.

8. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 7, naznačen time, što pepeo mulja iz bistrilišta, računato na odgovarajući element, sadrži

kalcijum od 4 do 38 mas.%,

kalijum od 0 do 2 mas.%,

magnezijum od 0,1 do 4 mas.%,

natrijum od 0,1 do 4 mas.%,

fosfat PO<4>3-

od 4 do 40 mas.%,

sumpor od 0 do 7 mas.%,

silicijum od 0 do 24 mas.%, i

titanijum od 0 do 2 mas.%.

9. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 8, naznačen time, što se koristi smeša zemnoalkalnih hlorida i hlorida alkalnih metala, u masenom odnosu od 4: 1 do 0,25: 1, konkretno 2: 1 do 0,5: 1.

10. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 9, naznačen time, što molski odnos hlora iz upotrebljenih hlorida alkalnih metala i zemnoalkalnih hlorida prema zbiru gvožđa i aluminijuma koji se nalaze u smeši, izračunato kao metal, iznosi od 1 do 6.

11. Postupak prema najmanje jednom od zahteva 1 do 10, naznačen time, što se reakcija izvodi na temperaturi od 400 do 1000°C.

12. Postupak za proizvodnju fosfatnih jedinjenja rastvorljivih u vodi, čija rastvorljivost u vodi na 20 °C je veća od 1 g/l, naznačen time, što

i) pepeo mulja iz bistrilišta koji sadrži najmanje jedno jedinjenje gvožđa i aluminijuma reaguje sa najmanje jednim alkalnim hloridom odnosno najmanje jednim zemnoalkalnim hloridom na temperaturi od 200 do 1100°C u atmosferi inertnog gasa,

ii) nastali gvožđe hlorid i aluminijum hlorid se odvode u struji otpadnog gasa, i

iii) dobijeni ostatak se tretira dodatkom od 0,1 do 5 mol mineralne kiseline po molu fosfata u ostatku, poželjno od 0,2 do 1 mol mineralne kiseline po molu fosfata u ostatku, dajući fosfatna jedinjenja rastvorna u vodi.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Kneginje Ljubice 5, 11000 Beograd

14