Способ удаления железа из красного шлама и боксита с получением карбонила железа Советский патент 1988 года по МПК C01F7/38 C01G49/16 

Изобретение относится к :ш-даческо технологии и может быть использовано при удалении железа из красного шлам н боксита с полз ением карбонила желза.

Цель изобретения - повьшюние эффек гавности процесса за счет увеличения степени удаления железа из сырья,

Пример. 100 г мояотого красного шлама (содержание 15,9, г, окиси z-селеза 43g1, железа ., ЗОэ г) смешивают с 2 г порошка серы Смесь нагревают до 700°С Б реакторе из нержавеюачей стали; емкостью 500 мл при перемешивании в токе водорода со скоростью ЗО-бО С/ч и давлении 30 ба в течение 12 ч. Затек активированный Красньй шлам при 200-210 С и давлении окиси г глерода 150 бар карбонили- руют 10 ч при перемешивании.- Образующийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении.

Автоклавный остаток содержит $,2 г железа, -т.е. железо удалено на 12,97„, Содержание АЕ,20з в красном шламе увеличилось до 24,3%,

Прим ер 2. 100 г сухого молотого красного шлама указанного в примере 1 состава смешивают с г йульфида железа ( г) и нагрева- фт в стальном реакторе объемом 500 мл 1 условиях примера i до 400°С. При . температуре материал активируют jipH перемешивании и давлении водоро la 1 бар в течение 12 ч. Активирован йый красный шлам затем при 230 С кар fонилируют при 115 бар давления СО ри перемешивании. Образующийся пентакарбонил железа отбирают из реакто- ра в жидком виде при охлаж,цении, Остаток содержит 8,5 г железа,т.е. 71,8% железа удалено. Содержание АЦОз в красном шламе повышается от 15,9% до 24,2%.

П р и м е р 3, 100 г сухого молотого красного шламаS содержание AbjO, 12,9 г,, окиси железа 42,4 г (Fe 29,7)5 тщательно перемешивают с г сульфида лселеза и 1 г порошка серы. Смесь нагревают в реакторе из нержавеющей стали емкостью 500 мл при перемешивании до при скорости нагрева 40-60 С/ч и активируют при этой температуре в присутствии водорода под давлением 1 бар в течение 12ч. Активированньш красный шлам карбонилир лот при 200 С под давлением моноокиси углерода 90 бар при

.

to

15 о

5

д .

5

5

0

5

перемешивании в течение 10 ч. Образующийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении. Остаток красного шлама содержит еще 2 г железа, т.е. удалено 93,3% железа. Красный шлам содержит 21,6% окиси алюминия.

ПримерА. 100г сухого молотого красного шлама с составом, указанным в примере 1, тщательно перемешивают с 2 г порошка серы и 4 г тонко- молотого пирита (состав:вода 1,0%; S 50,6%; Fe 45,5%; SiO 0,9%, Zn О,, 10%; Си 0,31%;As 0,09%; Pb 0,2%; Са 0,49%; Mg 0,05%) и затем в условиях примера 4 нагревают до 500 С. При этой температуре материал активируют в присутствии водорода под атмосферным давлением 12 ч при перемешивании. Активированный.красный шлам карбрнилируют при 200°С под давлением СО в 90 бар в течение 10 ч Образующийся жидкий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении. После обработки красный шлам еще содержит 0,8 г железа, что соответствует удалению 97,3% железа. Красный шлам содержит только 22,0% АЦОзПример5. 100 г сухого молотого красного шлама состава, указанного в примере 1, смешивают с- 1,5 г . порошка серы, 3 г тонкомолотого пирита, с составом, указанным в примере 4, затем в-условиях примера 3 нагревают до 500°С. При этой температуре красный шлам активируют под атмосфер- ным давлением в медленном потоке водорода 12 ч. В поток водорода непре- рьшно подают всего 2 г зтилмеркапта- на. Активированный красный шлам кар- бонилируют 10 ч при 200°С под давлением СО в 90 бар. Образовавшийся жид- - кий пентакарбонил железа отбирают из реактора при охлаждении. Красный шлам содержит еще 1,0 г железа, что соответствует удалению 96,6% железа. Содержание в красном шламе повышается от 12,9 до 22%

Примерб. 100 г сухого молотого красного шлама с составом, указанным в примере 1,смешивают с 0,75 г элементарного иода и 1,12 г Си и за тем в условиях примера 3 нагревают до 485 С. При этой температуре материал активируют 10ч. Охлажденное до 180°С содержимое реактора карбонил и- руют в течение 8 ч под давлением СО ПО бар. Образовавшийся пентакар31431674

бонил железа конденсируют .под давле- ка серы, в условиях примера 9 Harpe-нием и при охлаждении водой. Образующуюся жидкость непрерьгоно удаляют в потоке моноокиси углерода. Остаточный красный шлам содержит 0,95 г железа, что соответствует извлеченшо 96,8% железа. Содержание окиси алюмивают до 700 С. Боксит-активируют под атмосферным давлением и при данной . температуре 12 ч. Затем активирован ный боксит карбонилируют при 200°С под давлением СО 90 бар в течение 10ч. Образовавшийся карбонил желез непрерьшно отводят при охлаждении.

ния в остатке 22,0%.

Пример7. 100 г сухого бокси- Q После обработки боксит содержит 6,6 та содержание 50,7%, содержание АЦОз. Содержание железа снижается

железа 24,4% (Fe 17,1%), крупностью частиц 300-400 мк смешивают с 0,5 г порошка серы в условиях примера 1, нагревают до 350°С. Материал при , этой температуре активируют 12 ч. Ак тивированный боксит охлаждают до 200 С и карбонилируют под давлением СО в 180 бар при 190-210 С в течение

от 17,1 до 1,2%, что соответствует удалению.

Пример П. 100 г сухого из- 15 молотого в тонкую пыль боксита с со тавом , указанным в примере 7, нагревают до 500 С в реакторе объемом 500 мл в потоке смеси аммиака и син тез-газа со скоростью 50-60 С/ч. При

ка серы, в условиях примера 9 Harpe-

вают до 700 С. Боксит-активируют под атмосферным давлением и при данной . температуре 12 ч. Затем активированный боксит карбонилируют при 200°С под давлением СО 90 бар в течение 10ч. Образовавшийся карбонил железа непрерьшно отводят при охлаждении.

от 17,1 до 1,2%, что соответствует удалению.

Пример П. 100 г сухого из- молотого в тонкую пыль боксита с составом , указанным в примере 7, нагревают до 500 С в реакторе объемом 500 мл в потоке смеси аммиака и синтез-газа со скоростью 50-60 С/ч. При

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при удалении железа из красного шлама и боксита с получением кар- бонила железа. Цель изобретения - повышение зффективности процесса за счет увеличения степени удаления железа из сырья. Для этого красный шламили боксит подвергают активации водо- родсодержащим газом с добавкой одного, предпочтительно нескольких промоторов при 350-700 0 и 1-30 бар, после чего проводят карбонилирование при 100-230°С и 50-180 бар, В качестве водородсодержащего газа используют ,. газ синтеза аммиака или отходящие газы производства аммиака. В качестве промоторов при активации сырья используют порошок серы, сульфид железа, пирит, этилмеркаптан, йод, йодид меди, окись ртути или периодат натрия. При зтом промотор берут в количестве 0,5-20 мас.% в пересчете на исходный продукт, в качестве С0-содер § жащего газа используют доменный, гене- раторный или синтез-газ переработки природного газа. Данный способ позволяет повысить степень обезжелезивания сырья и получить карбонил железа. 4 3.п.ф-лы.

IQ ti. Образующийся пентокарбонил же- 20 этой температуре боксит активируют

деза непрерьшно удаляют при охлаждении. Остаток в автоклаве содержит 61,9% . Содержание в нем железа снижается от 17,1 до 6,3%, т.е. удалено 63,2% железа.

Прим ер 8. 100 г сухого молотого боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 2 г порошка . серы и в реакторе 500 мл нагревают

12 ч под давлением 1 бар в непрерь ном потоке синтез-газа. В ходе акти рования в синтез-газ добавляют в ка стве активатора всего 8 г этилмер- 25 каптана. Активированный боксит карб нилируют при 200°С под давлением СО 100 бар 10ч. Образовьгаающийся пен карбонил железа непрерьшно отводят реактора при охлаждении. Обработан35

со скоростью в потоке водоро- зо ный боксит содержит 66,2%, железа, да до 500 С. Боксит активируют при этой температуре и давлении водорода 25 бар в течение 12ч. После активирования материал охлаждают до 200 С и при этой температуре карбонилирова- ние ведут под давлением СО в 150 бар 10 ч. Образовавшийся пентакарбонил железа конденсируют под давлением и непрерьгоно отводят. Остаток содержит 62,7% окиси алюминия и 5,2% железа. Железо удалено на 69,6%.

Пример9. 100 г сухого боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 3 г порошка серы и в автоклаве с объемом 500 мл нагревают в потоке водорода со скоростью 50-60 0/4 до 600°С. Боксит активируют при давлении 1 бар 12ч. Затем

40

содержание железа снижается от 17 до 1,2%, удалено 93% железа.

Пример 12. 100 г сухого из лотого в тонкую пыль боксита с сос вом, указанным в примере 7, смешив с 8 г тонкого молотого пирита с со вом, указанным в примере 4, и нагр вают в стальном реакторе объемом 500 мл с перемешиванием в потоке в дорода со скоростью 50-60 С/ч до - 500 С. При этой температуре матери в присутствии водорода активируютпри перемешивании 12 ч. Активирова ный боксит карбонилируют при g под давлением СО в 100 бар 10 ч пр перемешивании. Образовавшийся жидк пентакарбонил железа при охлаждени спускают из реактора. Боксит содер жит 65,6 АЦОз- Содержание железа снижается от 17jl до 1,8, что соот ветствует удалению 89,5% железа.

активированный боксит охлаждают до 190°С и карбонилируют под давлением СО в 115 бар в течение 10 ч. Образовавшийся пентакарбонил железа непрерьшно отводят при охлаждении. После обработки боксит содержит 63,5 АЦО,,. Содержание железа снижается/ от 17,1 до 4,.3. Удалено железа 74,9%. Пример 10. 100г сухого моло того боксита состава, указанного в примере 7, смешивают ч: 20 г порош12 ч под давлением 1 бар в непрерьш- ном потоке синтез-газа. В ходе активирования в синтез-газ добавляют в качестве активатора всего 8 г этилмер- 25 каптана. Активированный боксит карбонилируют при 200°С под давлением СО 100 бар 10ч. Образовьгаающийся пента- карбонил железа непрерьшно отводят из реактора при охлаждении. Обработанзо ный боксит содержит 66,2%, железа,

35

зо ный боксит содержит 66,2%, железа,

40

содержание железа снижается от 17,1 до 1,2%, удалено 93% железа.

Пример 12. 100 г сухого измо- лотого в тонкую пыль боксита с составом, указанным в примере 7, смешивают с 8 г тонкого молотого пирита с составом, указанным в примере 4, и нагревают в стальном реакторе объемом 500 мл с перемешиванием в потоке водорода со скоростью 50-60 С/ч до - 500 С. При этой температуре материал в присутствии водорода активируют при перемешивании 12 ч. Активирован ный боксит карбонилируют при g под давлением СО в 100 бар 10 ч при перемешивании. Образовавшийся жидкий пентакарбонил железа при охлаждении спускают из реактора. Боксит содержит 65,6 АЦОз- Содержание железа снижается от 17jl до 1,8, что соответствует удалению 89,5% железа.

Пример 13. -100 г сухого измолотого в тонкую пыль боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 8 г тонкого молотого пирита с составом, указанным в примере 4, и нагревают в стальном реакторе объемом 500 мл с перемешиванием в пото- . ке водорода со скоростью 50-60°С/ч

50

55

до , При этой температуре материал в присутствии водорода активируют при перемешивании 12 ч. Активированный боксит карбонилируют при 200°С под давлением СО в 100 бар 10 ч при перемешивании. Образовавшийся жидкий пентакарбонил железа при охлаждении спускают из реактора, Воксит содержит 65,6% АЦОз. Содер- кание железа снижается от 17,1 до 1,8%5 что соответствует удалению железа 89,5%,.

Прим ер 14. 100 г сухого измо лотого в тонкую пьшь боксита состава, указанного в примере 7, смешивают с 2 г HgO и 3,35 периодата и нагревают Б стальном реакторе объемом 500 мл в потоке газа 150-300 мл/ч из

чистого синтез-газа (без СО) и отхо- 20 яия степени удаления железа из сырья,

дящих газов производства аммиака до

650°С со скоростью нагрева 30-50°С/ч

Боксит активир тот при перемешивании го или нескольких промото 1ов, а карбо

о

активацию исходного сырья ведут при 350-700° С и 1-30 бар с добавкой однои давлении 1 бар в течение 10 ч. Активированный боксит охлаждают до 100°С и карбонилирутот 1 ч.в потоке СО, давление которого возрастает от О до 160 бар. Параллельно повышению давления возрастает температура.

Образовавшийся пентакарбонил железа конденсируют под давлением и неп- рерьшно удаляется из системы в пото- :ке. Образовавшийся пентакарбонил же- ;леза конденсируют под давлением и ненилирование - при 100-230 С и 50- 25 180 бар.

30 производства аммиака.

1прерывно удаляют из системы в потоке „ этилмеркаптан, йод, йодид меди, окись

|СО. Обработанный боксит содержит

; I515% железа, удалено 93,25% железа.

:Содержание Al-iOj в боксите повышает ся от 50,7 до 66,6%.

ртути или периоДат натрия.

Согласно данному изобретению карбо- д пересчете на исходный продукт,

нилирование ве:дут при давлении 50- 180 бар и в качестве СО-содержащего используют доменный, генераторный или синтез-газ переработки природно-

го газа. А на стадии активации в ка- 5 реработки природного газа.

431674 ,-6

чествб водородсодержащего газа ис пользуют газ синтеза аммиака или отходящие газы производства аммиака. Данный способ позволяет повысить степень обезжелезивания сырья и по- лучтлтъ карбонил железа.

Формула изобретения

нилирование - при 100-230 С и 50- 180 бар.

производства аммиака.

ртути или периоДат натрия.

5. Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что в качестве СО- содержащего газа используют доменный, генераторньй или синтез-газ пе