Prepararea clorurii ferice din ţunder laminat prin clorurare directă

Clorura ferică a fost preparată din ţunder laminat prin clorinare cu clor gazos uscat. Parametrii ca: variaţia dimensiunii ţunderului laminat, temperatura, timpul şi efectul debitului de gaz au fost stabilite pentru recuperarea maximă a clorurii ferice din ţunder laminat. A fost găsit că 90% din ţunderul laminat este convertit în clorură ferică hidradată atunci când clorinarea se face cu clor gasos uscat.

IntroducereCorporatţia Metropoliton Steel Karachi produce ţunder laminat în proporţie de 3%

din producţia totală de produse din fier manipulate anual. Acest ţunder laminat produs nu este utilizat sau reciclat, fiind tratat ca un deşeu. În cele din urmă, s-a considerat că acest deşeu poate fi folosit pentru obţinerea unor produse chimice pe bază de fier.

Clorurarea directă a unor minereu cu un grad scăzut de fier, laterite duce la obţinerea clorurii de fier anhidru.

Oxidarea soluţiilor de oxid de fier în acid clorhidric cu acid azotit, este una din metode, dar nu este viabilă din punct de vedere economic, deoarece înlăturarea acidului azotic este dificilă.

Clorurarea mineralelor de titan ca, ilmenite şi rutil, folosind ca agent reducător carbonul, iar ca agent de clorurare clorul.

Beneficiind de cromit, ilmenit, magneziu şi minereuri cu un conţinut scăzut în nickel siliciu, unii autori au realizat clorurarea acestora pentru obtinerea de produse ferice. Clorurarea acestor materii prime are drept scop fie eliminarea constituenţilor nedoriţi prin clorurare selectivă lăsând un reziduu îmbogăţit sau componentele dorite sunt selectiv eliminate şi prelucrate ulterior.

Studiile actuale au fost efectuate având în vedere creşterea producţiei de ţunder laminat ca deşeuri de la Corporatţia Metropoliton Steel Karachi şi utilizarea acestor deşeuri pentru prepararea de produse chimice de fier comercial importante.Clorura ferică şi sulfatul feros au fost preparate din aceste deşeuri. În lucrarea precedentă ţunderul a fost dizolvat în acidul clorhidric şi apoi oxidat cu clor gazos, în timp ce în această lucrare ţunderul este clorurat direct cu clor gazos uscat la temperatură optimă pentru obţinerea de clorură ferică hidratată.

Rezultate şi discuţiiStudiul efectuat pe clorurarea ţunderului laminat cu clor gazos indică faptul că

ţunderul laminat ar putea fi cu uşurinţă clorurat pentru a obţine clorură ferică, fără nici un catalizator.

Procesul nu necesită operaţii complicate şi instrumente sofisticate ci doar un cuptor tubular electric.

Clorul gazos se usucă înainte de trecerea prin tubul cuptorului prin trecerea acestuia peste acid sulfuric concentrat. Din cauza caracterului coroziv a clorului gazos reacţia se desfăşoară în tub de silice sau porţelan. Containere din pyrex sunt folosite pentru colectarea clorurii ferice anhidru.

Avantajul clorurării directe a ţunderului laminat este că 90 % din acesta este converit în clorura ferică dacă sunt urmăriţi parametrii optimi.

Randamentul maxim de clorură ferică poate fi obţinut dacă clorul gazos este setat la un debit cuprins între 100-150 bule/min este trecut peste ţunderul laminat încălzit la o temperatură de 60 timp de o oră. În plus, dacă ţunderul laminat este zdrobit şi are o dimensiune e 100-120 rezultă un produs mai bun.

Analizele chimice ale ţunderului au fost realizate conform metodelor standard şi compoziţia este prezentată în tabelul 1. Compoziţia indică faptul că 99% din fier este sub formă de Fe2O3.

Tabelul 1.Compoziţia ţunderului laminat, %

Probe de 10 gm de ţunder laminat au fost luate într-un vas de siliciu care este plasat în cuptorul tubular electric. Cuptorul este încălzit iar în acelaşi timp clorul gazos trece prin tub. Excesul de clor gazos este absorbit în apă la celălalt capăt al tubului. Când temperatura optimă este atinsă, ţunderul din vasul de siliciu începe să fie convertit în clurură ferică care este colectată într-un vas montat la ieşirea din tub-cuptor.

Variabile precum dimensiunea ţunderului, timpul, temperatura şi debitul de clor gazos sunt stabilite pentru a obţine randamentul maxim de clorură ferică.

Efectul dimensiunii ţunderului asupra recuperării clorurii ferice

Ţunder e diferite dimensiunii este supus clorinării prin metoda descrisă anterior. A fost găsit că ţunderul cu o dimensiune de 100-120 BSS duce la obţinerea unui randament maxim de clorură ferică, tabelul 2.

Efectul temperaturii asupra recuperării clorurii fericeClorurarea ţunderului laminat a fost realizată la diferite temperaturi. A fost

observat că la temperatura de 60 este ideală pentru a obţine randamentul maxim de clorură ferică, tabelul 3.

Efectul timpului de clorurare asupra recuperării clorurii fericeDiferite intervale de timp au fost studiate pentru clorurare şi a fost găsit că

clorurarea pe timp de o oră duce la un randament maxim de produs, tabelul 4.

Efectul debitului de clor gazos asupra recuperării clorurii ferice

Debitul de gaz a fost variat cu ajutorul unui debitmetru. A fost observat că atunci cînd acesta este între 100-150 bule de gaz/min se obţine un randament maxim de clorură ferică, tabelul 5.

Compoziţia clorurii ferice (produsul final)

Diferite loturi de clorură ferică obţinută prin metoda descrisă anterior sunt analizate pentru determinarea purităţii. În urma analizelor a fost găsit că puritatea produsului final (FeCl3*6H20) este de 98%, aşa cum este prezentat în tabelul 6.