DE557830C - Verfahren zur Behandlung von Eisenoxyden zur Verstaerkung ihrer Wirkung als Gasreinigungsmittel - Google Patents

Description

• Verfahren zur Behandlung von Eisenoxyden zur Verstärkung ihrer Wirkung als Gasreinigungsmittel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Eisenoxyden zur Verstärkung ihrer Wirkung als Gasreinigungsmittel.
• Gemäß der Erfindung wird ein Eisen oder Eisenoxyde neben Verunreinigungen enthaltendes Material, wie Anilinschlamm, mit einem Alkali gemischt, auf aoo bis 400' C bis 15 Stunden lang oder auf 75o bis z Zoo' C r bis 2 Stunden lang erhitzt. Die erhaltene Masse wird dann in Wasser gelöscht, hierauf gemahlen und durch Filtrieren von der alkalischen Lösung getrennt.
• Im Gegensatz zu bekannten Verfahren braucht das verwendete Eisenoxyd nicht rein zu sein, so daß ein billiges Ausgangsmaterial, wie Anilinschlamm, verwendet werden kann. Das derartig behandelte Eisenoxyd ist nach der Behandlung besonders zur Einleitung neuer chemischer Reaktionen geeignet und kann wegen seiner hohen Affinität zu Schwefelwasserstoff besonders für die Reinigung von Leuchtgas benutzt werden. Es ist auch deswegen sehr vorteilhaft, weil es auch bei häufiger Wiederbelebung seine volle Wirksamkeit stets wiedererlangt.
• In der Zeichnung ist schematisch eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens dargestellt.
• Das eisenoxydhaltige Material und ein Alkali werden einem Mischer r zugeführt. Die Mischung wird aus dem Mischer in einen Ofen 2 weitergeleitet, aus dem sie nach dem Erhitzen und nach dem Löschen in Wasser in eine Kugelmühle :3 gebracht wird. Am Ausgang der Kugelmühle befindet sich ein Filter .4, in dem die Eisenoxyde von der alkalischen Lösung getrennt werden.
• Das eisenhaltige Material kann von irgendwelcher Form der Zusammensetzung sein, z. B. kann ein Nebenprodukt der Anilinfarbstoffindustrie, wie Anilinschlamin, be-.iutzt werden. Dieser Schlamm enthält Eisen hauptsächlich in der Form eisenhaltiger Oxyde, zusammen mit verschiedenen Verunreinigungen, wie Graphit, Kieselsäure, Phosphor usw. Auch das Alkali oder die alkalische Lösung kann von verschiedener Reinheit sein. Zweckmäßig wird ein ebenfalls der Anilinfabrikation entstammendes Nebenprodukt gebraucht, das hauptsächlich Kalium- und Natriumkarbonate und geringe organische Verunreinigungen enthält und billig ist. Soll das Endprodukt als Gasreinigungsmittel Verwendung finden, so ist ein Gehalt von alkalischen Stoffen wünschenswert, um die Reaktion mit Schwefelwasserstoff zu verstärken; das Material hat nämlich in Gegenwart eines alkalischen Stoffes größere Aufnahmefähigkeit für Schwefelwasserstoff. Ein gewisser Teil des Gesamtbetrages an Alkali, das für den obengenannten Zweck hinzugefügt wird, verbleibt in dem Material, während der übrige Teil des alkalischen Stoffes in gereinigteniZustand in einer später beschriebenen Weise wiedergewonnen wird. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, eine so große Menge von Alkali oder konzentrierter alkalischer Lösung hinzuzufügen, als dies mit der Gesamtmenge des behandelten Materials vereinbar ist.
• Nachdem der Anilinschlamm und das Alkali oder die Alkalilösung gründlich gemischt worden sind, wird das Gemisch durch einen passenden Brennofen z geführt.
• Zweckmäßig kommt dafür ein Drehofen in Frage, der nach dem Gegenstromprinzip arbeitet. In einem solchen Ofen wird das Material auf die gewünschte Temperatur erhitzt.
• Beim Erhitzen des Materials ist es wichtig, die Temperatur im Ofen so zu regeln, daß das Endprodukt die beabsichtigte chemische Aktivität erhält. Z. B. wird bei Erhitzung des Materials auf eine Temperatur zwischen 2oo° C und 4oo° C ein Produkt von hoher Aktivität erhalten. Diese Temperatur ist notwendig, um eine Reaktion zwischen dem eisenhaltigen Material und dem Alkali einzuleiten. Wird hingegen das Material auf eine Temperatur erhitzt, die zwischen ungefähr 400° C und ungefähr 76o° C liegt, so lwird ein Produkt von geringerer Aktivität erhalten. Die Erhitzung auf eine Temperatur von ungefähr 76o° bis ungefähr i2oo° C ergibt ein Endprodukt von besonders hoher chemischer Aktivität. Die Affinität dieses Materials mit Bezug auf Schwefelwasserstoff, übertreffen weit die Aktivität ähnlicher, durch die bisherigen Verfahren hergestellten Materialien. Es wird daher zweckmäßig das Material auf eine Temperatur erhitzt, die ungefähr zwischen 76o° C und i2oo° C liegt.
• Durch die Erhitzung wird auch eine gründliche Reinigung erzielt, d. h. Feuchtigkeit und andere flüchtige darin enthaltene Bestandteile werden angetrieben, und etwa vorhandenes kohlenhaltiges Material wird zersetzt und entweicht als Kohlensäuregas aus dem Ofen.
• Die Zeitdauer der Erhitzung des Materials richtet sich nach den Eigenschaften der benutzten Bestandteile bzw. den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes. Die erforderliche Gesamtzeit zumT rocknen, Oxydieren und Erhitzen liegt ungefähr zwischen i1/4 und i1/2 Stunden.
• Durch die Wärmebehandlung des Gemisches wird eineOxydation der eisenhaltigen Oxyde herbeigeführt. Infolge der Gegenwart der Eisenoxyde im Gemisch und der hohen Temperaturen, auf welche das Gemisch erhitzt wird, wird zum mindesten ein Teil des aus Kalium- und Natriumcarbonaten bestehenden Nebenproduktes zersetzt und die Carbonate werden in Kalium- und Natriumhydroxyde umgewandelt, welche sich mit den Eisenoxyden verbinden und Klumpen von Natrium- und Kaliumferraten bilden, wie aus folgenden Formeln hervorgeht:

  Na. 0 +Fe2 0, .@ Na, Fee 04

  K2 0 -f- F2 03 .Z h K2 Fe., 04

  Wie angedeutet, ist obige Reaktion umkehrbar, wobei die Umkehrbarkeit von der Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser abhängt. Diese Tatsache wird ausgenutzt, indem das heiße Material in Wasser geleitet wird, worauf die Eisenoxyde frei werden und eine Lösung von Natrium- undKaliumhydroxyden gebildet wird. Die Einführung des Gemisches in heißem Zustand in das Wasser ist vorteilhaft, denn die Erfahrung hat gezeigt, daß beim Löschen des Materials die chemische Aktivität des die Eisenoxydle enthaltenden Materials wesentlneh erhöht wird.
• Die Löschung des Materials und die Zersetzung desselben erfolgt zweckmäßig in einer Kugelmühle 3, um seine Aktivität zu erhöhen. Das erhitzte Material kann in die Kugelmühle entweder vor oder nach der Einführung in das Wasser ge#bmacht werden. Zweckmäßig wird es nach dem Löschen in der Kugelmühle gemahlen, da die festen Bestandteile (hauptsächlich Eisenoxyde) in der alkalischen Lösung leichter zerkleinert werden. Die so gebildete Masse wird von der Kugelmühle in ein Filter 4 beliebiger Konstruktion geleitet, in dem sich das feste Material als Rückstand ablagert. Dieser Rückstand besteht hauptsächlich aus Eisenoxyden, während das Filtrat aus einer konzentrierten Alkalilösung, hauptsächlich aus Natrium- und Kaliumhydroxyden, besteht. An dem abgelagerten Material bleibt eine genügende Menge alkalischer Substanz haften, um die Reaktion des Materials mit dem Schwefelwasserstoff bei der Gasreinigung zu verstärken.
• Die Zusammensetzung des Filtrats ist je nach den Umständen verschieden. Gewöhnlich besteht es aus Natrium- und K.aliumhydroxyden. Wird hingegen gewünscht, daß das Filtrat Natrium- und Kaliumcarbonat enthält, so muß eine größere Menge des obenerwähnten Nebenproduktes. Verwendung finden, als durch die Erwärmung des Gemisches einschließlich der Eisenoxyde bei hohen Temperaturen zersetzt werden kann. Wenn ein derartiger überschuß des Kalium-und Natriumcarbonate enthaltenden Nebenproduktes zugefügt wird, so gehen entsprechende Mengen der Natrium- und Kaliumcarbonate in das Filtrat über. Natrium- und Kaliumcarbonate können auch durch Berührung der Natrium- und Kaliumhydroxyde mit der Luft, wie obenerwähnt, erhalten werden. Weiterhin kann ein Überschoß des Carbonat enthaltenden Nebenproduktes auch ein Filtrat zur Folge haben, das Carbonate und Hydroxyde enthält.
• Die Einfachheit des Verfahrens gestattet die billige Herstellung großer Mengen des Endproduktes und die gleichzeitige Herstellung alkalischer Lösungen.
• Das folgende Ausführungsbeispiel soll zur weiteren Erklärung des Verfahrens beitragen. Ein Gemisch von Eisenoxyd enthaltendem Material und Sodaasche wird auf ungefähr io5o° C eine Stunde lang erhitzt. Dadurch wird Natriumferrat (Na. 0 # Fe. 0,) gebildet. Die relativen Gewichte der Rohstoffe werden durch ihre chemische Analyse bestimmt, und das Gemisch wird so gewählt, daß die Ouantität des Natriumoxydes etwas größer ist als der theoretische Betrag. Natriumferrat ist eine bestimmte Verbindung von grüner Farbe, und bei Behandlung mit heißem Wasser zerfällt sie in Atznatron und Eisenoxyd in fein zerteiltem Zustand gemäß der folgenden Formel: Na. 0 # Fe. 0,H.0=2 Na OHFe,0, Das frisch gefällte Eisenoxyd wird von der Ätznatronlösung durch Filtrnieren und Waschen entfernt, und die abgezogene Natronlösung kann wieder in dem Verfahren benutzt werden. Das gewonnene Eisenoxyd hat eine ungewöhnlich hohe Affinität zu Schwefelwasserstoff und verbindet sich mit diesem, wenn es mit dem zu reinigenden Gas in Berührung gebracht wird.
• Andererseits kann das erzeugte Endprodukt leicht und schnell durch Luft oxydiert werden, d. h. das Eisensulfid wird schnell bei Berührung mit Luft in Eisenoxyd undSchwefel umgewandelt, worauf das Eisenoxyd enthaltende Material wieder als Gasreinigungsmittel Verwendung finden kann. Die Umwandlung des Eisensulfids in Eisenoxyd (Wiederbelebung) wird, wie allgemein bekannt, von Zeit zu Zeit wiederholt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Behandlung von Eisenoxyden zur Verstärkung ihrer Wirkung als Gasreinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen oderEisenoxyde neben Verunreinigungen enthaltendes Material, wie Anilinschlamm, mit einem Alkali gemischt, auf Zoo bis 40o° C 6 bis 15 Stunden lang oder auf 76o bis i Zoo ° C i bis 2 Stunden lang erhitzt wird, daß die erhaltene Masse dann in Wasser gelöscht, hierauf gemahlen und durch Filtrieren von der alkalischen Lösung getrennt wird.