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Herstellung wasserarmer Ferrosulfate aus Eisenvitriollösung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung wasserarmer Ferrosulfate aus Eisenvitriol,
beispielsweise aus den beim Beizen von Eisen anfallenden Abfallaugen. Um ein an
Kristallwasser möglichst armes Ferrosulfat zu erhalten, hat man bereits Ferrosulfat
durch Erhitzen entwässert. Hierbei entsteht nach dem Abkühlen ein zementartiger,
harter Kuchen, der zerkleinert werden muß und noch 2 bis 3 Mol. Kristallwasser enthält.
Bei weiterer Erhitzung bildet sich ein Gemisch von Ferrosulfat, Ferrisulfat und
basischem Ferrisulfat, das in Wasser schwer löslich ist. Zur Herstellung von wasserarmem
Ferrosulfat hat man die Ausgangslösung auch schon in zerstäubter Form in eine Atmosphäre
heißer Trocknungsgase eingeführt. Man erhält dann ein Ferrosulfat, das zwar nur
2 Mol. Wasser, aber infolge der Anwesenheit von Luft während der Entwässerung einen
hohen Gehalt an Ferrisulfat aufweist und daher in Wasser schwer löslich ist. Man
ist daher bei der Erzeugung von entwässertem, von Fernsulfat freiem und in Wasser
leicht löslichem Ferrosulfat darauf angewiesen, die Calcinierung bei Abwesenheit
von Sauerstoff oder anderen oxydierenden Gasen, also auch von Luft, durchzuführen,
was sehr kostspielig und umständlich ist.
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Erfindungsgemäß gelingt es nun, wasserarmes, an Ferrisulfat sehr armes
Ferrosulfat herzustellen, ohne daß man unter Luftabschluß zu arbeiten braucht, wenn
man durch Anwendung bekannter Maßnahmen aus der Eisenvitriollösung erhaltene kleine
Tröpfchen vor Behandlung mit Trocknungsgasen durch Berührung mit einer schnellaufenden
Scheibe oder einer ähnlich wirkenden Vorrichtung in Hohlkörperchen überführt. Man
erhält dann ein Erzeugnis, das weniger als 2 Mol., gewöhnlich x Mol., oder noch
weniger Wasser und nur ganz geringe Mengen von Ferrisulfat und basisches Ferrisulfat
enthält und infolgedessen leicht in Wasser löslich ist und sich schnell durch Calcinieren
in Ferrioxyd umwandelt. Es kann beispielsweise folgende Zusammensetzung besitzen:
| Fe S04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82,39 % |
| Fee (S04)3 .................... 2,76 0/0 |
| Zn S 04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,40
°/o |
| C ............................ 0,40 % |
| Unlösliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o,27 % |
| Wasser (durch Differenz) ....... 13,78 °/o |
Ein gemäß der Erfindung hergestelltes Erzeugnis dieser Zusammensetzung kann in weniger
als einer halben Stunde in Eisenoxyd umgewandelt werden, dessen Farbtönung von der
Calcinierungsdauer und Temperatur abhängt.
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Die Aufteilung der Flüssigkeit in Tröpfchen kann dadurch erfolgen,
daß man sie durch Zentrifugalkraft in dünner Schicht auf eine schnellaufende Scheibe,
die zweckmäßig eine
konkave oder napfförmige Oberfläche besitzt,
derart aufspritzt, daß die Tröpfchenbildung erfolgt, ehe die Tropfen durch die sich
drehende Scheibe nach außen in das trocknende Medium geschleudert werden. Man erzielt
z. B. besonders günstige"; Ergebnisse bei Verwendung einer Scheibe von 35 cm Durchmesser
und einer Umlaufzahl von q. 875 Umdrehungen in der Minute, wenn man 7,5 1 der Eisenlösung
von 40 0 und 1,25 Dichte in der Minute zuführt. Der Zerstäuber befindet sich in
einer Kammer, in der die von der Scheibe abgeschleuderten Tröpfchen derart einem
trocknenden Medium ausgesetzt werden, daß sie sich als Hohlkörperchen verfestigen.
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Die als Rohstoff verwendete, Eisenverbindungen enthaltende Lösung
kann durch eine Düse zerstäubt werden. Die hierbei erhaltenen Tröpfchen werden gegen
die Oberfläche des sich drehenden Elements geschleudert, durch die sie die zur Bildung
der Hohlkörperchen erforderliche Dreh-, Kreisel- oder Wirbelbewegung erhalten. Man
kann z. B. die Rohstofflösung durch eine oder mehrere Spritzdüsen oder durch eine
ringförmige Brause der Oberfläche einer Flachscheibe zuführen, die am unteren Ende
einer senkrechten Welle angeordnet ist und mit geeigneter Geschwindigkeit rotiert;
die Zerstäubungseinrichtung ist zweckmäßig in der Nähe der Mittelachse der Scheibe,
und zwar derart angeordnet, daß die Lösung im wesentlichen radial aufgespritzt wird,
so daß sie in einem Winkel auf die Oberfläche der Scheibe auftrifft. Man kann auch
eine napfförmige Scheibe verwenden, die an dem oberen Ende einer senkrechten Antriebswelle
mit der konkaven Oberfläche nach oben befestigt ist; auf den Mittelpunkt dieser
Scheibe oder um ihn herum wird die Rohstofflösung durch eine am unteren Ende einer
nach unten gerichteten Zuleitung befindlichen Brause oder ähnliche Einrichtung aufgespritzt.
Die Zuführungsleitung für die Rohstofflösung kann durch ein zylindrisches Rohr hindurchgehen,
das am unteren Ende trichterförmig ausgebildet sein kann, wobei der Trichter ungefähr
denselben Durchmesser wie die rotierende Scheibe besitzen und in geringem Abstand
von dieser angeordnet sein kann. Dem oberen Ende der Zufuhrleitung kann ein kühlendes
Medium, z. B. kalte Luft, zweckmäßig unter Wirbelbewegung zugeführt werden. Diese
Luft, die durch die ringförmige Auslaßöffnung zwischen dem Trichter und der rotierenden
Scheibe austritt, verhindert, daß die zerstäubte Rohstofflösung entwässert wird,
bevor die einzelnen Tröpfchen der Lösung sich ausgedehnt haben und von der Scheibe
abgeschleudert worden sind. Die Antriebswelle, auf der die Scheibe sitzt,' kann
sich durch die Trockenkammer hindurch erstrecken und mit einem wassergekühlten Mantel
versehen sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine umgekehrt
angeordnete, napfförmige Scheibe verwendet werden, die am unteren Ende einer Antriebswelle
sitzt, und die Rohstofflösung kann durch eine senkrechte, durch den Boden der Trockenkammer
hindurchgehende Rohrleitung zugeführt werden, die an ihrem oberen Ende eine Spritzdüse,
Brause o. dgl. trägt, durch die die Rohstofflösung direkt in der Nähe des Mittelpunktes
der unteren Fläche der Scheibe gegen dieselbe gespritzt wird.
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Die Scheibe ist zweckmäßig zentral im oberen Teil einer zylindrischen,
unten konisch zulaufenden Trockenkammer angeordnet, die oben Eintrittsöffnungen
für das Trockenmedium besitzt. Durch den unteren Konus der Kammer gelangt das Erzeugnis
in einen oder mehrere zentral angeordnete, mit Ventilen ausgerüstete Auslässe, die
eine Entfernung des Erzeugnisses ohne Beeinflussung der Verhältnisse in der Trockenkammer
ermöglichen. Ein nach innen und unten gerichteter, kegelstumpfförmiger Stutzen kann
ungefähr in der Mitte der Trockenkammer angeordnet sein. In der Kammerwandung sind
Austrittsöffnungen für das mit Feuchtigkeit beladene Medium derart vorgesehen, daß
das Trockenmedium zunächst nach unten und dann um die untere Kante des Kegelstumpfes
herumfließen kann, um sodann nach oben zu wandern und schließlich aus der Kammer
auszutreten. Hierdurch wird verhindert, daß das Trockenmedium das getrocknete Erzeugnis
aus der Kammer mit fortführt.
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Als Trockenmedium können erhitzte Luft, Gas oder Gase, z. B. die Abgase
von mit Koks oder Gas beheizten Ofen, oder ein Gemisch von erhitzter Luft, Gas oder
Gasen verwendet werden, wobei sie eine Eintrittstemperatur von 235' C und
eine Austrittstemperatur von go ° C erhalten. Um das Trockenmedium wirbelnd durch
die Trockenkammer hindurchzuführen, kann es in die Kammer durch tangential angeordnete
Düsen oder Löcher eingeführt werden, die mit geeignetem Abstand voneinander um den
ganzen Umfang der Trockenkammer herum, zweckmäßig in einer Höhe mit dem Zerstäuber
angeordnet sind. Durch einen direkt über dem Rotationselement angeordneten, ringförmigen
Eimaß, der die Form eines perforierten Konus haben kann, kann eine zusätzliche Luftzufuhr
erfolgen, so daß ein großes Volumen von Trockenmedium in dem Augenblick des Abschleuderns
auf die ausgedehnten Tröpfchen einwirken kann, wodurch eine sofortige Verfestigung
der einzelnen Tröpfchen erzielt wird. Auch diesem zusätzlichen Trockenmedium kann
man eine Wirbelbewegung erteilen.
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Die Größe der einzelnen Hohlkörperchen des Enderzeugnisses kann durch
Regelung der Zufuhr der Rohstofflösung oder der Geschwindigkeit des Rotationselementes
bestimmt werden.
Wenn diese Geschwindigkeit zu niedrig ist, erhält
man Vollkörper anstatt der Hohlkörper; ist sie zu hoch, so werden die festen Körperchen
zerstört. Auch durch Regelung der Konzentration der Rohstofflösung kann man die
Größe der Hohlkörper einstellen.
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Das Enderzeugnis bildet eine feste weiße Masse, die, wenn Ofengase
als Trockenmedium verwendet wurden, Kohlepartikelchen als Verunreinigungen enthalten
kann, und deren einzelne Hohlkörperchen sich leicht zwischen den Fingern zerdrücken
lassen.
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Das gemäß der Erfindung erhaltene Erzeugnis eignet sich besonders
als Insektenpulver und Unkrautbekämpfungsmittel sowie als Entwässerungsmittel.