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DE2730646A1 - Verfahren zur thermischen spaltung von metallchloriden zwei- oder mehrwertiger metalle - Google Patents

Verfahren zur thermischen spaltung von metallchloriden zwei- oder mehrwertiger metalle

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DE2730646A1
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DE
Germany
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hydrochloric acid
chloride solution
metal chloride
concentrated
metal
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DE19772730646
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DE2730646C3 (de
DE2730646B2 (de
Inventor
Klaus Dipl Ing Hohmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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Priority to AU37789/78A priority patent/AU516973B2/en
Priority to US05/922,510 priority patent/US4216196A/en
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Description

27306A6
Verfahren zur thermischen Spaltung von Metallchloriden zwei- oder mehrwer-
tiger Metalle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Spaltung von in wäßrigem Medium gelösten MetallChloriden zwei- oder mehrwertiger Metalle zu den korrespondierenden Oxiden und Chlorwasserstoff unter gleichzeitiger Gewinnung von überazeotroper Salzsäure oder Chlorwasserstoff.
Zahlreiche Metallchloride lassen sich thermisch in Metalloxide und Chlorwasserstoff spalten. Dabei kann der Eintrag des Metallchlorids in die jeweils in Betracht kommenden Öfen in fester, schmelzflUssiger oder gelöster Form erfolgen. In vielen Fällen ist die thermische Spaltung der Metallchloride ein Glied in der Kette zur Produktion der Metalle aus Erzen, Erzkonzentraten oder hüttenmännischen Zwischenprodukten. Ein Spezialproblem der thermischen Spaltung ist die Aufarbeitung der beim Beizen mit Salzsäure anfallenden, verbrauchten Beizbäder. Neben Verfahren zur Regenerierung der Beizbäder, bei denen die in erster Linie aus der Eisen- und Stahlbeizung stammenden Beizflüssigkeiten in heiße Flammgase versprüht werden (US-PS 2 155 119; OE-PS 245 901, 262 723, 270 683), haben sich insbesondere Wirbelschichtverfahren durchgesetzt. Bei ihnen kann die Beizsäure unmittelbar in das Wirbelbett eingeführt werden (DT-rOS 1 546 164, 1 621 615, 1 667 180; US-PS 3 440 009) oder ein zuvor auskristallisiertes Metallchlorid eingeführt werden (DT-OS 1 667 195, 2 261 083).
Ein Nachteil der vorgenannten Verfahren besteht insbesondere darin, daß üblicherweise der beim* Spaltprozeß gebildete Chlorwasserstoff in
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nur unterazeotroper oder maximal azeotroper Konzentration gewonnen werfen kann, es sei denn, es wird eine separate Stufe zur Aufkonzentrierung der Chlorwasserstofflösung nachgeschaltet. Diese Arbeitsweise ist jedoch apparativ und energetisch auf v/endig.
Um bei der Spaltung von Chloriden zwei- und mehrwertiger Metalle zu Chlorv/asser st off lösungen höherer Konzentration zu gelangen, ist es bekanntgeworden, die Vorkonzentrierung der Chloridlösung durch indirekten Wärmeaustausch mit den Brüden eines Tauchbrennerverdampfers vorzunehmen, dabei eine Feststoff konzentration von 40 bis 50 Gew.-% einzustellen und das bei der Vorkonzentration erhaltene Brüdenkondensat als Absorptionsflüssigkeit für den aus der Spaltstufe kommenden Chlorwasserstoff einzusetzen. Gegebenenfalls kann zusätzlich auch die fühlbare Wärme der Spaltgase zur Aufkonzentrierung der Lösung durch indirekten Wärmeaustausch ausgenutzt werden (DT-AS 16 67 724). Obgleich das skizzierte Verfahren unter der Zielsetzung, hochkonzentrierte Salzsäure zu erhalten, Vorteile besitzt, ist ein beträchtlicher Nachteil, daß zur Vorkonzentrierung der Chloridlösung durch Tauchbrennerverdampfung erhebliche Energiemengen aufgewendet werden müssen, die etwa ähnlich hoch sind, als würde den eingangs genannten Verfahren eine separate Stufe zur Aufkonzentrierung der Salzsäure nachgeschaltet.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren bereitzustellen, das die bekannten, insbesondere vorgenannten Nachteile nicht besitzt und insbesondere apparativ wenig aufwendig und energetisch sparsam ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet
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v/ird, daß man
a) die durch adiabatische Absorption aus den Spaltgasen gewonnene Salzsäure mittels konzentrierter Metallchloridlösung zwei- oder mehrwertiger Metalle durch extraktive Destillation aufkonzentriert;
b) die bei der extraktiven Destillation anfallende, gegenüber der zugeführten Metallchloridlösung zwei- oder mehrwertiger Metalle verdünnte Metallchloridlösung durch Wärmeaustausch mit den heißen Spaltgasen aufkonzentriert und
c) eine dem Zulauf entsprechende Metallchloridmenge des zwei- oder mehrwertigen Metalls als aufkonzentrierte Lösung, die mindestens teilweise in direktem Kontakt mit den Spaltgasen stand, in den thermischen Spaltprozeß einleitet.
Das Wesen der extraktiven Destillation besteht darin, bei eng oder azeotrop siedenden Stoffgemischen die Gleichgewichtskonstante der beiden Komponenten durch Zugabe eines schwer flüchtigen Stoffes, im Falle der extraktiven Destillation von Salzsäure eines sogenannten Dehydratisierungsmittels, zu vergrößern. Unter bestimmten Voraussetzungen gelingt es, eine Komponente des Gemisches, im vorgenannten Falle Chlorwasserstoff, in reiner Form zu gewinnen (bezüglich extraktive Destillation vgl. Ulimann „Enzyklopädie der Techn. Chemie", 4. Auflage, Band II, Seite 511 bzw. H. Hoppe und K. Reinike „Chem. Techn." 28 (1976), Seite 87/88).
Die thermische Spaltung des im wäßrigen Medieum enthaltenen Metallchlorids zwei- oder mehrwertiger Metalle (im folgenden Metallchlorid genannt) kann in jeder geeigneten Anlage erfolgen. Besonders zweckmäßig ist die Anwendung eines V/irbelschichtreaktors, der bei Temperaturen von 700 bis 95O°C, vorzugsweise bei ca. 800°C betrieben wird und dessen wesentlicher Vorteil in der Erzeugung eines granulatförmigen, abriebfesten, staubfreien Metall-
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oxids besteht, das infolge einer mehrere Stunden dauernden, die vollständige Spaltung gewährleistenden Verweilzeit ^on höchster Chloridfreiheit ist. "Vorzugsweise werden dabei die in der DT-OS 22 61 083 dargelegten Bedingungen gewählt, wonach die Wirbelgasgeschwindigkeit auf einen durch die Beziehung
gegebenen Wert und die Höhe des Bettes entsprechend einem Druckverlust von 1200 - 2400 mm WS, mindestens jedoch auf 350 mm (bezogen auf das ruhende Bett), eingestellt wird.
In der Beziehung
ist WG die Geschwindigkeit in m/sec des Gases, das letztlich durch Verbrennung des Heizöles und/oder Heizgases, Verdampfung, evtl. eingetragenes Wasser und chemische Reaktion mit dem Metallchlorid entstanden ist.
/ ist die Dichte des reinen Wirbelgutes in g/cm .
Für beispielsweise Fe2O, mit einer Dichte von 5,25 g/cm beträgt demnach die Wirbelgasgeschwindigkeit 1,5 bis 2,5 m/sec.
Der Druckverlust in der Wirbelschicht ist gleich dem auf die Querschnittseinheit des Wirbelschichtreaktors bezogenen Gewicht des Wirbelgutes (vgl. z.B. Chem. Ing. Technik 24 (1952), S. 66) und damit auch gleich dem Produkt aus Schüttdichte des Wirbelgutes und Höhe der Wirbelschicht im Ruhezustand. Der Druckverlust kann angegeben werden in mm Wassersäule gemäß
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Λ ρ · ßm MS/ = Höhe /mm/ X Schüttdichte /g/ cm?7
Bei der Spaltung von beispielsv/eise Eisenchlorid wird Eisenoxid gebildet, dessen Schüttdichte ca. 3,5 g/cm beträgt. Die Höhe des Wirbelgutbettes (im Ruhezustand) ist daher auf ca. 350 bis 750 mm einzustellen.
Auch kann die Spaltung nach dem Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht vorgenommen werden, das sich dadurch auszeichnet, daß - im Unterschied zur „klassischen Wirbelschicht", bei der eine dichte Hiase durch.einen deutlichen Dichtesprung von dem darüber befindlichen Gasraum getrennt ist - Verteilungszustände ohne definierte Grenzschicht vorliegen. Ein Dichtesprung zwischen dichter Phase und darüber befindlichem Staubraum ist nicht vorhanden. Statt dessen nimmt innerhalb des Wirbelschichtreaktors die Feststoffkonzentration des Wirbelgutes von unten nach oben ständig ab. Dabei wird das als Folge der gewählten hohen Gasgeschwindigkeit ständig aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragene Bettmaterial zur Einstellung im wesentlichen konstanter Betriebsbedingungen nach Abtrennung von Spaltgas in den Wirbelschichtreaktor rezirkuliert. Es wird nur so viel Bettmaterial aus dem Kreislaufsystem Wirbelschichtreaktor/Feststoffabscheider/Rückführleitung abgezogen, als der Neubildung durch Spaltung der zugeführten Metallchloride entspricht.
Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zulaufende Metallchlorid lösung kann auf unterschiedliche Weise geführt werden. Besitzt beispielsweise die Lösung eine hinreichend hohe Kon zentration, kann sie ganz oder teilweise direkt, also ohne vorherige weitere Aufkonzentrierung, in die Stufe der extraktiven Destillation eingeleitet werden. Der Wärmeaustausch mit fen heißen Spaltgasen erfolgt dann erst nacii dem Verlassen dieser Stufe, wobei je nach Abmessung des Stromes für die
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-C-
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extraktive Destillation die Lösung anschließend, nach Abscheidung der gas- und dampfförmigen Bestandteile, quantitativ in den Spaltreaktor eingetragen wird oder ein Teilstrom zuvor abgezweigt und wieder in die Stufe der extraktiven Destillation zurückgeführt wird.
Sofern die Konzentration und/oder Menge der zulaufenden Metallchloridlösung für die extraktive Destillation nicht günstig ist, wird durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung die für die extraktive Destillation erforderliche konzentrierte Metallchloridlösung durch Wärmeaustausch mit den heißen Spaltgasen gewonnen und anschließend der Stufe der extraktiven Destillation zugeleitet.
Während die Aufkonzentrierung der bei der extraktiven Destillation anfallenden verdünnten Metallchloridlösung in beliebiger Weise, d.h. durch direkten oder indirekten Wärmeaustausch, mit den heißen Spaltgasen erfolgen kann, ist es erforderlich, daß mindestens ein Teilstrom der dem thermischen Spaltprozeß zuzuführenden Metallchloridlösung in direktem Kontakt mit den heißen Spaltgasen stand. Hierdurch werden die mit den Spaltgasen ausgetragenen Metalloxidanteile wieder in den Spaltprozeß zurückgeführt.
Die Aufkonzentration der Ausgangslösung durch direkten Wärmeaustausch mit den heißen Spaltgasen erfolgt am zweckmäßigsten in einem Venturiwäscher, der eine optimale Kontaktierung von Gas und Flüssigkeit gestattet.
Die Gewinnung der im allgemeinen unterazeotropen Salzsäure erfolgt durch adiabatische Absorption in einer Absorptionskolonne, die üblicherweise mit Frischwasser beschickt wird. Von hier aus wird sie der
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extraktiven Destillation zugeleitet. Dabei kann ein Teilstroin mit der konzentrierten Metallchloridlösung vermischt und in die Destillationskolonne eingeleitet werden, während der andere Teilstrom einem Kondensator, z.B. einem Oberflächenkondensator, der auf die Destillationskolonne aufgesetzt ist, aufgegeben wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung läßt sich eine Salzsäure mit praktisch beliebiger Konzentration, je nach geeigneter Aufteilung der Salzsäureströme auf Destillationskolonne und Kondensator sowie geeigneter Kühlung des Kondensators, gewinnen.
Eine gesonderte Kühlwasserversorgung des Kondensators kann unterbleiben, wenn die ihm aufgegebene Salzsäure zuvor hinreichend gekühlt wird.
Im Hinblick auf die einfache Lagerung wird vorzugsweise eine Salzsäure mit etwa 23 bis 35 Gew.-% Chlorwasserstoff gewonnen.
Im Extremfall kann die gesamte, durch adiabatische Absorption gewonnene Salzsäure der Destillationskolonne zugeleitet v/erden. Dann kann am Kopf der Destillationskolonne Chlorwasserstoff ca. 100 ^iger Reinheit erhalten werden.
Bei beiden Ausführungsformen wird die für die Destillation benötigte Energie zweckmäßigerweise durch Dampf gestellt, der z.B. als Frischdampf direkt oder indirekt und im Gegenstrom zur Metallchloridlösung bzw. zum Salzsäurestrom zugeführt wird. Vorzugsweise rührt der Dampf Jedoch aus der Entspannungsverdampfung der der Destillationskolonne zugefühpten Metallchloridlösung und/oder der in die Destillationskolonne oder den Kondensator geleiteten Salzsäure.
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Um bei Ausgestaltung der Erfindung mit der Destillierkolonne nachgeschaltecom Kondensator das Entweichen von Chlorwasserstoff in die Atmosphäre zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Kondensator in die Kolonne zur adiabatischen Absorption der Salzsäure zu entlüften.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Aufarbeitung von Metallchloridlösungen, die Magnesium-, Aluminium-, Mangan-, Chrom-, Eisen-, Kobalt- und/oder Nickelionen enthalten.
Besondere Vorteile dös Verfahrens sind, daß als eine Komponente des Spaltprozesses eine überazeotrope Salzsäure beliebiger Konzentration, die bis zum praktisch reinen Chlorwasserstoff reichen kann, ohne wesentliche Zufuhr von Fremdenergie herstellbar ist und die Energie zur Aufkonzentrierung der Salzsäure praktisch ausschließlich von der ohnehin vorhandenen Abwärme des Spaltprozesses gedeckt wird. Weiterhin kann die Führung der Flüssigkeitsströme in einfacher Weise und in weiten Grenzen dem hinsichtlich Salzsäurekonzentration verfolgten Ziel angepaßt werden. Abgas- und Abwasserprobleme sind praktisch ausgeschaltet.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 und 2 und der Ausführungsbeispiele beispielsweise und näher erläutert.
Die Figuren stellen Pließschemata des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Ausgestaltung mit der Destillierkolonne für die extraktive Destillation nachgeschaltetem Kondensator dar.
Die Spaltung der aufkonzentrierten und über Leistung 1 zugeführten Metallchloridlösung erfolgt im Spaltreaktor 2, der
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mit Luft über Leitung 3 und mit Brennstoff über Leitung 4 versorgt wird. Das Spaltgas verläßt den Spaltreaktor 2 über Leitung 5, wird im Zyklonabscheider 6 von mitgeführtem Staub weitgehend befreit, durch den Luftvorwärmer 7 (nur bei Fig.1) geführt und in der als Venturiwäscher ausgebildeten Aufkonzentrierstufe 8 mit der über Leitung 9 herangeführten frischen Metallchloridlösung in Kontakt gebracht. Das hierbei entstehende Gas-/Brüden-/Flüssigkeitsgemisch gelangt in den Abscheider 10. In der aufgesetzten Kolonne 11 wird der Chlorwasserstoffgehalt des Gases adiabatisch absorbiert und in Form von Salzsäure über Leitung 12 abgeleitet. Das Abgas wird über Leitung 13 in einen Kamin geführt.
Ein Teilstrom der im Abscheider 10 separierten und aufkonzentrierten Metallchloridlösung gelangt - wie eingangs erwähnt - über Leitung 1 in den Spaltreaktor. Der andere Teilstrom wird über Leitung 14 zusammen mit der Salzsäure der Leitung 12 in die Stufe der extraktiven Destillation geleitet. Die Vorrichtung zur extraktiven Destillation besteht aus einer Destillierkolonne 15 und einem aufgesetzten Kondensator 16.
In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 1 wird die Destillierkolonne 15 über Leitung 17 mit Frischdampf versorgt. An ihrem Kopf werden über Leitung 14 herangeführte Metallchloridlösung sowie aus Leitung 12 abgezweigte Salzsäure aufgegeben. Der verbleibende Salzsäureteilstrom gelangt in den Kondensator 16, der mit über Leitung 20 herangeführtem Kühlwasser gekühlt wird. Das erwärmte Kühlwasser wird über Leitung 21 der Kolonne 11 zur adiabatischen Absorption der Salzsäure zugeleitet.
Am Fuße des Kondensators 16 wird die überazeotrope Salzsäure über Leitung 22 ausgetragen. Leitung 23 veranschaulicht die
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Entlüfung des Kondensators 16 zur Kolonne 11.
Im unteren Bereich der Destillierkolonne 15 fällt eine gegenüber der zulaufenden Metallchloridlösung verdünnte Lösung an, die über Leitung 24 erneut dem Venturiwäscher 8 zuläuft.
Das beim Spaltprozeß gebildete Metalloxid wird über Leitung 25 ausgetragen.
Bei der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 2 erfolgt die Beaufschlagung mit Dampf aus einem vorgeschalteten Entspannungsverdampfer 19, in dem außerdem die über Leitung 14 herangeführte Metallchloridlösung sowie ein Teilstrom der aus Leitung 12 abgezweigten Salzsäure vermischt werden. Die aus dem Entspannungsverdampfer 19 austretende Mischung wird der Destillierkolonne 15 über Leitung 18 aufgegeben. Der verbleibende Salzsäureteilstrom gelangt in den Kühler 26 und wird dort mit über Leitung 27 herangeführtem Kühlwasser abgekühlt. Das erwärmte Kühlwasser gelangt über Leitung 28 in die Kolonne 11. Die aus dem Kühler 26 austretende Salzsäure wird einem als Mischkondensator ausgebildeten Kondensator 16 zugeführt, in dem zusammen mit dem aus Kolonne 15 stammenden Chlorwasserstoffgas überazeotrope Salzsäure gewonnen wird. Infolge der Vorkühlung des Salzsäureteilstromes im Kühler 26 ist eine gesonderte Kühlung des Kondensators 16 hier entbehrlich.
In Übereinstimmung mit Figur 1 werden die überazeotrope Salzsäure über Leitung 22 ausgetragen und die Abgase des Kondensators 16 mittels Leitung 23 in die Kolonne 11 geführt. Die in der Destillierkolonne 15 anfallende Metallchloridlösung wird über Leitung 24 dem Venturiwäscher 8 zugeleitet.
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Beispiel 1 (mit Bezug auf Fig. 1)
Es wurde eine Magnesiumchlorid-Lösung aufgearbeitet, die in einer Menge von 5660 kg/h mit einer Konzentration von 29 Gew.-% MgCIp und einer Temperatur von 25°C anfiel.
Die Lösung wurde über Leitung 9 dem Venturiwäscher 8 zugeführt, der mit den 63O0C heißen, aus dem Luftvorwärmer 7 austretenden Spaltgasen des als Wirbelschichtreaktor ausgebildeten Spaltreaktors 2 beaufschlagt wurde. Das dabei erhaltene Gas-/Brüden-/Flüssigkeitsgexnisch wurde in den Abscheider geleitet. Ein Teilstrom von 5550 kg/h der im Abscheider 10 anfallenden Lösung mit 37 Gew.-% MgCl2 wurde über Leitung dem Spaltreaktor 2 zugeleitet. Der Spaltreaktor 2 wurde mit 11350 kg/h Luft, die in Luftvorwärmer 7 auf 3300C vorgewärmt waren,und mit 800 Nm /h Methan als Brennstoff versorgt. Im Spaltreaktor 2 fielen stündlich 695 kg Magnesiumoxid an, die über Leitung 25 ausgetragen wurden. Mit den 8000C heißen Abgasen über Leitung 5 ausgetragene Feinanteile wurden im Zyklonabscheider 6 vom Gas weitgehend getrennt und in den Spaltreaktor 2 zurückgeführt.
Ein weiterer Teilstrom von Magnesiumchlorid-Lösung in einer Menge von 32 500 kg/h mit einer Temperatur von 1000C wurde über Leitung 14 der Destillierkolonne 15 zugeführt. Außerdem wurde ein aus Leitung 12 abgezogener Teilstrom unterazeotroper Salzsäure mit 18 Gew.-% HCl und 85°C in einer Menge von 4 356 kg/h aufgegeben. Die Beheizung der Destillierkolonne 15 erfolgte mit 750 kg/h Dampf von 1200C, der über Leitung 17 zugeführt wurde. Der auf der Destillierkolonne 15 befindliche Kondensator 16 wurde mit dem verbleibenden Teilstrom unterazeotroper Salzsäure aus Leitung 12 in einer Menge von 3 738 kg/h beaufschlagt. Die Kühlung des
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Kondensators 16 erfolgte mit 8 m /h Kühlwasser von 100C, das über Leitung 20 zugeführt wurde, sich dabei auf 45°C aufwärmte und über Leitung 21 in den Kopf der Kolonne 11 für die adiabatische Absorption der Salzsäure eingeleitet wurde. Am Fuß des Kondensators 16 wurden 4 420 kg/h überazeotroper Salzsäure mit 28 Gew.-% HCl und einer Temperatur von 90°C abgezogen. Der Kondensator 16 wurde über Leitung 23 in die Kolonne 11 entlüftet.
In der Destillierkolonne 15 fiel eine Magnesiumchlorid-Lösung mit 32,7 Gew.-% in einer Menge von 36 730 kg/h und mit einer Temperatur von 115 C an. Sie wurde über Leitung 24 zur erneuten Aufkonzentrierung in den Venturiwäscher 8 zurückgeführt.
Am Kopf der Kolonne 11 wurden über Leitung 13 21 230 kg/h Abgas, das praktisch chlorwasserstofffrei war, abgesaugt.
Beispiel 2 (mit Bezug auf Figur 2)
Zur Aufarbeitung kam eine FeCl^-Lösung, die in einer Menge von 1 675 l/h als 30 Gew.-%ige Lösung von 80°C anfiel. Diese Lösung wurde über Leitung 9 dem Venturiwäscher 8 zugeführt, der mit den 8000C heißen Abgasen des als Wirbelschxchtreaktor ausgebildeten Spaltreaktors 2 beaufschlagt wurde. Das im Venturiwäscher 8 gebildete Gas-/Brüden-/Flüssigkeits-Gemisch wurde in den Abscheider 10 überführt und dort in eine Gas- und eine Flüssigkeits-Phase getrennt. Von der Flüssigkeitsjphase wurde eine dem zugeführten Eisenchlorid äquivalente Menge einer 65 Gew.-%igen FeCl,-Lösung Über Leitung 1 in den Spaltreaktor 2 eingeleitet. Der Spaltreaktor wurde mit 2 900 kg/h Luft von Normaltemperatur und 205 Nm5/h Methan betrieben. Die Spaltreaktion .erfolgte bei 8000C und führte zu 320 kg/h Fe3O , die über Leitung 25 ausgetragen wurden. Von den 8000C heißen Abgasen mitgeführtes
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Fe2O^ wurde im Abscheider 6 weitgehend abgetrennt und in den Spaltreaktor zurückgeführt. Der im Spaltgas verbleibende Eisenoxidgehalt wurde im Venturiwäscher 8 ausgewaschen.
Ein zweiter Teilstrom 65 Gew.-%iger FeCl,-Lösung in Mengen von 14,4 m /h und mit einer Temperatur von 1100C wurde aus dem Abscheider 10 über Leitung 14 in den Entspannungsverdampfer 19 überführt. Gleichzeitig wurden dem Entspannungsverdampfer 19 580 kg/h 19 Gew.-?6iger Salzsäure mit einer Temperatur von 85°C zugeführt. Der bei der Entspannungsverdampfung unter Abkühlung der zugeführten Lösung um ca. 5°C erzeugte Dampf wurde der Destillierkolonne 15 über Leitung 17 zugeführt. Die im Entspannungsverdampfer anfallende Mischung aus Eisenchloridlösung und Salzsäurelösung wurde der Destillierkolonne 15 über Leitung 18 aufgegeben^
Der in Leitung 12 verbleibende Teilstrom 19 Gew.-&Lger Salzsäure von 85°C, der 1 740 kg/h ausmachte, wurde im Kühler 26 mit Hilfe von 2,2 nr/h Kühl v/asser von 15°C, das über Leitung 27 zugeführt wurde, auf ca. 430C gekühlt. Das dabei erwärmte Kühlwasser gelangte über Leitung 28 in die Kolonne 11 zur adiabatischen Absorption. Im Kondensator 16, der als Oberflächenkondensator ausgebildet war, wurde d:.e aus dem Kühler 26 austretende gekühlte Salzsäure mit den in Kolonne 15 gebildeten Chlorwasserstoffdämpfen gemischt. Es bildete sich dabei eine Salzsäure mit 23,5 Gew.-% Chlorwasserstoff, die eine Temperatur von 85°C besaß und in einer Menge von 1 875 kg/h anfiel und über Leitung 22 abgeführt wurde.
Am Fuße der Destillierkolonne 15 fielen 14,8 mr/h FeCl,-Lösung von ca. 1050C mit ca. 63»8 Gew.-% FeCl, an, die über Leitung 24 dem Venturiwäscher 8 zur Aufkonzentrierung aufgegeben wurde.
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Am Kopf der Kolonne 11 für die adiabatische Absorption -vrarden über Leitung 13 ca. 5 000 kg/h im wesentlichen chlorwasserstoff freies Abgas abgesaugt.
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Claims (6)

27306A6 METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M., 4.7.1977 Aktiengesellschaft DrOz/LV/ü Frankfurt/Main Prov. Nr„ 81?6 LT Patent ansprüche
1. Verfahren zur thermischen Spaltung von in wäßrigem Medium gelösten Metallchloriden zwei- oder mehrwertiger Metalle zu den korrespondierenden Oxiden und Chlorwasserstoff unter gleichzeitiger Gewinnung von überazeotroper Salzsäure oder Chlorwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) die durch adiabatische Absorption aus den Spaltgasen gewonnene Salzsäure mittels konzentrierter MetallChloridlösung zwei- oder mehrwertiger Metalle durch extraktive Destillation aufkonzentriert;
b) die bei der extraktiven Destillation anfallende, gegenüber der zugeführten Metallchloridlösung zwei- oder mehrwertiger Metalle verdünnte Metallchloridlösung durch Wärmeaustausch mit den heißen Spaltgasen aufkonzentriert und
c) eine dem Zulauf entsprechende Metallchloridmenge des zwei- oder mehrwertigen Metalls als aufkonzen trierte Lösung, die mindestens teilweise in direktem Kontakt mit den Spaltgasen stand, in den thermischen Spaltprozeß einleitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die konzentrierte Metallchloridlösung zwei- oder mehrwertiger Metalle durch Wärmeaustausch mit den heißen Spaltgasen aus der verdünnteren Metallchloridlösung gewinnt.
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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den bei der extraktiven Destillation dem Kondensator aufgegebenen Teilstrom an Salzsäure kühlt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur extraktiven Destillation Dampf aus der Entspannungsverdampfung der der Destillationskolonne zugeführten Metallchloridlösung zwei- oder mehrwertiger Metalle und/oder der in die Destillationskolonne oder den Kondensator geleiteten Salzsäure einsetzt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den der Destillationskolonne für die extraktive Destillation nachgeschalteten Kondensator in die Kolonne der adiabatischen Absorption der Salzsäure entlüftet.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5ι dadurch gekennzeichnet, daß man eine Metallchloridlösung einsetzt, die Magnesium-, Aluminium-, Mangan-, Chrom-, Eisen-, Kobalt- und/oder Nickelionen enthält.
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DE2730646A 1977-07-07 1977-07-07 Verfahren zur thermischen Spaltung von Metallchloriden zwei- oder mehrwertiger Metalle Expired DE2730646C3 (de)

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