Макет страницы
Для окисления используется кислород в стехнометрическом 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 FeCl3, может быть подвергнута дальнейшей переработке без дополнительных затрат энергии.
Так, газообразный FeCl3, полученный на стадии 2, можно сконденсировать и отделить от других компонентов газовой смеси. Чистота получаемого продукта позволяет использовать его в различных областях, например для очистки воды. Однако предпочтительно подвергнуть газовую смесь, содержащую FeCl3, взаимодействию
b
FeCl2
Пыль Кислород
Окисление (I)
FeCl3 Fe2O3 CO2
Цоке и инертные материалы
Сепаратор
Нагреватель
FeCl3 CO2
Ноне, Fe2Oj инертные материалы
Сепаратор
Fe2O3 FeCI3 Ci2CO2O2
Отходы (дисперсия)
Окисление (H)
FeCl3
Fe2 0 з (продукт) Cl2FeCl3 CO2Q2
"~~Г~
Кислород
В реактор хлорирования ильменита
Рис. 97. Схема процесса окисления пыли, образующейся в реакторе хлорирования
с кислородом (стадия 3), в результате чего происходит образование твердой Fe2O3 и газообразного хлора в соответствии с уравнением (2):
2FeCl3 + 1,5O2 Fe2O3 + 3Cl2. (2)
Затем на стадии 4 отделяют образовавшуюся Fe2O3, имеющую достаточную степень чистоты, от газообразной смеси, содержащей хлор.
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.
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 6000C В частности, желательно снизить температуру даже до 350 °С. Газообразная смесь, содержащая FeCl3 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.
При понижении температуры равновесие реакции (2) смещается в направлении образования Fe2O3 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 непрореагиро-вавшего газообразного FeCl3.
Поскольку реакция, протекающая на стадии 1, слабо экзотермична, то требуется дополнительный подвод энергии для нагрева сырья до температуры реакции и для компенсации потерь в результате излучения. Для этого подвергают предварительному нагреву один или оба компонента реакции. Предпочтительно перед проведением
