Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ХЛОРИДЫ ЖЕЛЕЗА

Самый простой способ получения хлоридов железа—это рас­творение металлического железа, закиси или окиси железа в соля­ной кислоте. Раствор FeCl2 получается также при травлении сталь­ных изделий соляной кислотой. Хлорное железо можно получить из хлористого хлорированием суспензии или раствора FeCl2 или окислением его кислородом воздуха. Получаемый раствор FeCU выпаривают до концентрации, при которой он при остывании за­твердевает в кристаллический продукт FeCl3 • 6Н20. Такой продукт получается и в качестве отхода от некоторых производств, в част­ности в производстве брома в процессе очистки бромо-воздушной смеси от примеси хлора раствором бромида железа.

Прямое получение хлоридов железа утратило свое значение в связи с развитием производства различных продуктов (TiCl4, А1С1з и др.) горячим хлорированием руд (см. гл. XL) с образованием значительных количеств хлоридов железа, являющихся побочными продуктами. В связи с ограниченностью потребности в них возни­кает необходимость дальнейшей их переработки с целью регене-- рации хлора.

За границей все большее распространение получает изготовле - 'ние безводного хлорного железа FeCl3 горячим хлорированием окиси железа или железной руды в присутствии восстановителя6'.

Хлористое железо получается при обработке материала, содер­жащего окись железа, смесью равных объемов хлористого водо­рода и водорода. Температура твердой фазы повышается в печи за счет тепла реакции от 260 до 650° 62,63. Описано получение без­водного хлористого железа по реакции

2FeCl3 + С6Н, С1 = 2FeCl2 + СвН4С12 + НС1

При 140° в стальном реакторе (футерованном стеклом) с обратным холодильником; в атмосфере азота выход 99,6% 64.

Получаемая при хлорировании никелевой руды в присутствии восстановителя смесь FeCl2 и NiCl2 может быть разделена пропу­сканием через металлическое железо при 1200—1300°. При этом

Хлористый никель восстанавливается до металла и единственным газообразным продуктом является хлористое железо65.

Предложены разные способы регенерации хлора или хлори­стого водорода из отбросных хлоридов железа. При взаимодей­ствии хлорного железа с воздухом при 600—800° образуются окись железа и хлор 66. Выделение хлорида железа из отработанного со­лянокислого травильного раствора можно производить высалива­нием его хлористым водородом. Образующийся при этом соляно­кислотный раствор используется для травления металла67'68 (см. гл. XI).

Запатентован69 способ регенерации сернокислого травильного раствора насыщением его хлористым водородом (после упарива­ния). Образующаяся по реакции

FeS04 + 2НС1 = FeCl2 + H2S04

-серная кислота возвращается на травление, a FeCl2 подвергается гидротер. мической обработке для превращения в окислы железа и хлористый водород, возвращаемый на регенерацию травильного раствора. Гидролиз хлористого железа водяным паром по реакции 3FeCl2 + 4Н20 = Fe304 + 6НС1 + Н2 + 75,44 ккал

Целесообразно проводить при 450—650° (при 300° в равновесной газовой фазе содержится всего ~I% НС1). При 650° скорость гидролиза очень велика и реакция практически завершается за 15—20 мин70.

Описана регенерация солянокислых травильных растворов с помощью жидкого анионообменника 71 и ионообменных смол 72. О других способах регенерации солянокислых травильных раство­ров см.73' 74.

Хлорное железо может быть извлечено из солянокислых рас­творов (с целью их очистки от железа) некоторыми сложными эфирами и кетонами, в частности трибутилфосфатом 75 и диэтило - вым эфиром. Сущность механизма экстракции заключается в из­менении диэлектрической проницаемости водной фазы под влия­нием кислот или солей, в результате чего работа отрыва молекул гидратированного хлорного железа становится равной работе сольватации их эфиром. На основании этого высказано мнение, что появление в эфирной фазе HFeCl4 является вторичным про­цессом, не имеющим, вопреки установившимся взглядам, непосред­ственного отношения к механизму реакции 76.