Способ получения оксида железа

.БЫ( 1(7403 я)5 С 01 6 49/06 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО ги- тяГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДАЖЕЛЕЗА(57) Изобретение относится к химической промышленности с получением железного сурика, используемого в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента; Целью изобретения является получение железного сурика высокого качества из отхоИзобретение относится к химической промышленности, в астности к способам получения железного сурика из отходов травильного производства.Образующиеся при травлении углеродистых и малоуглеродистых сталей серной или соляной кислотами жидкие отходы (промывные воды и отработанный травильный раствор), содержащие свободную серную или соляную кислоту и соли, а также твердые отходы (травильный шлам), направляются в шламонакопители или сливаются в канализацию.Известен способ получения оксида железа высокой чистоты, заключающийся в том, что отбросной солянокислый трэвильный раствор подают в верхнюю часть промывной башни. в ее нижнюю часть дов травильного производства, создание безотходной технологии травления сталей, утилизация отработанных травильных растворов и создание замкнутого водоснабжения. Поставленная цель достигается тем, что солянокислые или сернокислые травильные растворы смешивают с промывными водами и шламами травления и нейтрализуют гидроксидом натрия до рН 11 - 12 при перемешивании в течение 30 - 40 мин, полученный осадок Ре(ОН)з промывают водой, нагретой до 50 - 80 С до отрицательной реакции на ЯО 4 или С ионы и обжигают при 500 - 600 С в течение 2 - 2,5 ч, промывные воды соединяют с фильтратом, нейтрализуют серной кислотой до рН 6 - 7 и выпаривают. Полученную соль сушат при.70 - 80 С в течение 2 - 3 ч; Получают продукт, (Я содержащий 70 - 90% йа 2304 и 10 -30% ( КаС. 2 табл. поступают газообразные продукты сгорания из прокалочной печи, внутри промыв- ф, ной башни горячие газы двигаются ( противотоком тр,вильному раствору, который концентрируется и содержание железа в нем возрастает до 200 г/мл. Концентрированный раствор отбирают из нижней части промывной башни в резервуар-сборник, а оттуда в кристаллизатор, В кристаллизаторе раствор охлаждакт до 20 - 30 С, в резуль-ъ тате чего в осадок выделяются кристаллы Ре 2(504)з и РеС 3; маточный раствор, в котором остается большая часть примесей, возвращается в верхнюю часть промывной башни, Кристаллы Ре(304)з и РеСз загружают в реактор, гд их растворяют в воде, получая чистый раствор солей железа. Этот раствор распылякт в верхней части прокалочной печи при температуре 600 - 630 С, из нижней части печи выгружают или РеОз или Ре 04,К йедостаткам способа относятся сложность технологического процесса и аппаратурного оформления; накопление примесей в маточном растворе от цикла к циклу, которые не выводятся из процесса и приводят к снижению качества оксида железа; для процесса используются только лишь солянокислые травильные растворы; процесс не предусматривает переработки всех отходов травильного производства, а именно шламов и и ромы вн ых вод.Наиболее близким к предложенномуявляется способ получения оксида железа, заключающийся в том, что водный раствор соли железа обрабатывают щелочным агентом при нагревании до 70 - 100"С. отделяют образующийся осадок фильтрацией, промывают его водой до полного отсутствия сульфатов-ионов и подвергают термообработке.Целью изобретения является создание безотходной технологии при переработке травильных растворов,Поставленная цель достигается тем, что солянокислые и сернокислые растворы травления смешивают с промывными водами и шламами травления и нейтрализуют гидроксидом натрия до рН 11- 12 при перемешивании в течение 30 - 40 мин. полученный осадок Ре(ОН)з отфильтровывают, промывают нагретой до 50 - 80 С водой до отрицательной реакции на 304 и С ионы и-гобжигают при 500 - 600 С в течение 2 - 2,5 ч, промывные воды соединяют с фильтратом, нейтрализуют до рН 6 - 7 и выпаривают, конденсат используют для промывки осадка или приготовления свежих травильных растворов, а соль сушат при 70 - 80 С в течение 2 - 3 и получают товарный продукт, содержащий 70 - 90% Ма 2304 и 10 - 307 о МаС.Полученный железный сурик содержит 95 - 980 основного вещества, представляет собой мелкодисперсный порошок красно- коричневого цвета плотностью 5,25 г/см и соответствует ГОСТ 8135-74,Получение железного сурика происходит в многокомпонентной системе, содержащей соли; ГеС,", РеС 2, Ре 804, Ее(504)з, железную окалину -еО, ЕеО, НС и Н 2504, При добавлении в раствор МаОН происходит образование суммы гидроокисей г.е(ОН)2 и Ее(ОН)з и нейтрализация кислот НС и Н 2304 с образованием солей МаС иМа 2504,Образовавшийся в момент осаждения гидроксид железа , обладая высокораз(4) ОН ОН1ге-О-Ге-ООН ОН 35 О.Ге О Ге О Ге О+2 Н О 40 что дает возможность получить -е 20 з илиЕез 04 высокого качес гва.П р и м е р 1, К 100 см смеси сернокисзлых и солянокислых растворов (56 см промывных вод, 40 см травильных растворов345 им 2 г шлама) добавляют 6 г МаС до рН 12и перемешивают в течение 30 мин. Полученный осадок отфильтровывают и промываютдо отсутствия сульфат- и хлорид-ионов 150мл подогретой до 50 С водой, Отмытый оса 50 док прокаливают до 500 С. Полученныйфильтрат соединяют с промывными водами(общий объем смеси промывных вод и маточного раствора составляет 215 мл),нейтрализуют до рН 6 необходимым коли 55 чеством 96 -ной серной кислоты и выпаривают, Полученныл конденсат используютдля промывки осадка, а соль сушат при 70" Св течение 2 ч.Результаты других опытов приведены втаблице 1,витой поверхностью, адсорбирует на своейповерхности -е(ОН)2 за счет чего происходит ее быстрое окисление кислородом воздуха с образованием Ре(ОН)з, благодаря5 чему система приходит к двухфазному состоянию Ре(ОН)з, Кроме того, твердые частицы окалины захватываются гелеобразнымЕе(ОН)з и остаются на ее поверхности, чтоускоряет реакцию взаимодействия ЕеО и10 Ре 20 з с МаОН и кислородом воздуха,Химизм реакций, одновременно происходящих на поверхности коллоида Ее(ОН)3,можно выразить схемой;ЕеССЪНаон Ге(ОН)+ ЗНо СР;15 Ге(5 о,1+6 Наон ЯГе(оч),+Знс,50,2 ГеБО+бнаОН 2 Ге(он)ЬМа 50, ( )Гесс,+2 наон Ге(ой),+2 насРГе (ОН, Ге(ОН 1,Оа (2)20 Геог 50 НЯГе(ОН)+ НО,Гео+ ЗОНе(он)з НгО(3)Н; Е+ Наон йаСЕ+ Н.О,НБО 4+Наон Ма 50+ НО,25 Таким образом. все реакции идут на поверхности гидроксида железа , происходит быстрое окисление всех продуктовреакции с получением гидроксида Ге и егоконцентрирование, за счет чего возможно30 формирование уже непосредственно в ходереакции соединения с оксидной структуройЕе 20 з за счет перегруппировки молекул посхеме;1740320 Таблица Результаты опытов по предлагаемому способу Состав раствора Содержание Набра КоличеО ределжительностьперемещиеания,рН средыТемпература .промывной воды, С Объем смеси температураобжига,С Рродол- жительность обжига,ч Количество962-ной НзБОВ для нейтрализации,мл Колнчестао Количество Содержание Ре О в продукте,Количествосоли, г Степеньбезотходности,2 стаоНаОН, г промыв"ных води Онльтрата,мл конденсата,мл сурика, г 1 22 280 2 3. 250 23 24 230 2,5 27 200 3 30 190 Промывные воды,.щлам травильныйраствор, РеС 10,НОО, Рес 1 з,те т(воя ), й тзов,НС 1 5,12 5,20 5,30 5,40 5,50 10 11 11 го 4 о 35 о 30 50 285 35 60 271 40 80 268 45 ЭО 253 400 500 550 600 650 40,5 88,2 50,6 99,3 523 99,4 53,4 9918 38,6 82,5 2,3 3,2 3,5 3,4 5 2 89 ь 0291 1 9899,099,99,293 92,2 90,3 84,5 Таблица 2 Результаты опытов по прототипу Количест во суриТемпература обжига, С Соста Степеньбезотхоности Соде ржание Рео 03в продукТемпература охлаждения,с Продолжительность контакта с горячими газамиЧ аствора а,20 . 30,5 30 30,8 б 3 б 0 98,1 98,2 Резоо нсзо+ б 00 2 72,Примечани Для прототипа необходим вывоколичество циклов, так как вснижают качество сурикаЧ чч) из процесса маточникааточнике накапливаются реэ некоторое римеси, которые50 оставитель Н.Тишкинаехред М,Моргентал Корректор Т.Ма Редактор Л,Пчолинск Заказ 2046 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 При использовании предлагаемого способа получают железный сурик высокого качества из суммы всех отходов травильного производства и создают безотходную технологию травильного производства и замкнутое водоснабжение.Формула изобретения Способ получения оксида железа из водного раствора солей железа, включающий обработку его щелочнымагентом, отделение образующегося осадка фильтрацией, промывку его нагретой водой до полного отсутствия сульфат-ионов и термообработку, отличающийся тем, что,сцелью создания безотходной технологии при переработке травильных растворов; обработку 5 последних щелочным агентом ведут до рН11 - 12 с последующим перемешиванием в течение 30 - 40 мин, термообработку осуществляют при 500 - 600 С в течение 2 - 2,5 ч, а промывные воды смешивают с фильтра том, смесь нейтрализуют серной кислотойдо рН б - 7, выпаривают и полученную соль сушат при 70 - 80 оС в течение 2 - 3 ч,Снижение качества в ходе процесса после 2-х циклов (е содержание Ре 209)