ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Железа оксид из пыли реактора для хлорирования ильменита из "Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов" В процессе хлорирования материалов, содержащих титан и железо, например таких титансодержащих руд как ильменит, путем контактирования руды с хлором и углеродом при повышенных температурах основным продуктом является четыреххлористый титан. При этом образуется также большое количество пыли, частицы которой в основном состоят из РеС1г, загрязненного ТЮг, коксом и другими оксидами и хлоридами металлов, например хлоридами магния и марганца. [c.220] Поскольку эта пыль является вредной для окружающей среды, желательно подвергать ее переработке с целью получения полезных продуктов, например оксида железа и газообразного хлора последний, в частности, может быть вновь использован для хлорирования титаножелезных руд. Известен ряд процессов для выделения оксида железа и хлора путем окисления хлоридов железа. [c.220] Данный способ позволяет устранить ряд недостатков, характерных для известных способов. Схема процесса представлена на рис. 97. [c.220] Поскольку реакцию проводят при относительно низких температурах (500—800 °С), горючие примеси, содержащиеся в пыли, такие как углерод, не подвергаются окислению. Вследствие этого не происходит перегрева или спекания оксида железа и процесс легко поддается контролю. Твердый оксид железа образуется в виде относительно крупных частиц, не прилипающих к стенкам реактора. Таким образом оксид железа вместе с примесями, содержащимися в пыли, такими как кокс, легко отделяется от газовой фазы, основным компонентом которой является газообразный РеС1з. [c.220] Для окисления используется кислород в стехиометрическом количестве и поэтому при окислении не происходит образования хлора. Количество кислорода, необходимое для реакции, рассчитывают по уравнению (1) с учетом состава используемого сырья. Отделение оксида железа и других твердых соединений от газовой смеси (стадия 2) проводят при температурах 500—800 °С обычными способами. Газовая смесь, содержащая РеС1д, может быть подвергнута дальнейшей переработке без дополнительных затрат энергии. [c.221] Затем на стадии 4 отделяют образовавшуюся РегОз, имеющую достаточную степень чистоты, от газообразной смеси, содержащей хлор. [c.221] Большим преимуществом данного процесса является то, что твердая оксид железа, получаемая в результате стадий 3 и 4, почти не содержит примесей и непосредственно может быть направлена для дальнейшей переработки, например на плавление или для производства пигмента на основе оксида железа. Если на стадии 3 полностью протекает реакция, описываемая уравнением (2), то оксида железа образуется вдвое больше, чем на стадии 1. Таким образом, большая часть извлекаемого оксида железа получается в чистом виде и пригодна для дальнейшего использования. [c.221] Реакция на стадии 3 протекает с большей или меньшей степенью полноты в зависимости от температуры окисления. Предпочтительно проводить эту реакцию таким образом, чтобы в начальный момент температура составляла 600—800 °С, а затем постепенно снижалась ниже 600 °С. В частности, желательно снизить температуру даже до 350 °С. Г азообразная смесь, содержащая РеС1д вводится со стадии 2 в реактор окисления стадии 3 без дополнительного нагревания или охлаждения, что облегчает контроль за протеканием реакции и упрощает аппаратурно-технологическое оформление. [c.221] При понижении температуры равновесие реакции (2) смещается в направлении образования РегОз и при этом через какое-то время достигается почти полное образование оксида железа. Дальнейшее снижение температуры, например ниже 350 °С, нежелательно, поскольку при этом может произойти конденсация непрореагировавшего газообразного РеС1д. [c.221] В качестве топлива может быть использован любой имеющийся материал, который не образует продуктов, оказывающих нежелательное действие на процесс окисления хлоридов железа. Это значит, что такое топливо не должно содержать атомов водорода. Подходящими материалами являются, например, углерод или оксид углерода. В тех случаях, когда используемая пыль имеет в своем составе кокс, он может быть использован в качестве топлива. [c.222] Более того, если твердый материал, выделенный на стадии 2, содержит кокс, то этот материал или часть его может быть подвергнут взаимодействию с избытком кислорода или кислородсодержащего газа при температурах выше точки воспламенения кокса. В результате этого происходит нагрев кислородсодержащего газа, который отделяют от твердой фазы и подают на стадию 1. [c.222] В реакции с кислородом может принимать участие либо весь твердый продукт, выделенный на стадии 2, либо часть этого продукта. Детали проведения процесса зависят от температуры предварительного нагрева кислорода, от размера частиц и содержания кокса в твердом материале, а также от допустимой степени разбавления предварительно нагретого кислородсодержащего газа продуктами сгорания. Слишком большое разбавление газовой смеси нежелательно потому что в этом случае газообразный хлор, получаемый на стадии 4 также будет сильно разбавленным. [c.222] Непрореагировавший РеС1д, присутствующий в хлорсодержащем газе, выходящем со стадии 4, может быть выделен из газовой фазы известными методами. Процесс можно проводить при нормальном давлении. Однако более предпочтительно применять повышенные давления. Помимо других преимуществ (меньший объем аппаратов, большая производительность и т. п.) проведение процесса под давлением позволяет по окончании стадии 4 не проводить удаление непрореагировавшего РеС1з из газовой смеси и последняя может быть непосредственно направлена в реактор хлорирования без какой-либо дополнительной обработки. [c.222] Вернуться к основной статье