JPS58110435A - 鉄酸カリウムの製法 - Google Patents
鉄酸カリウムの製法Info
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- JPS58110435A JPS58110435A JP57208751A JP20875182A JPS58110435A JP S58110435 A JPS58110435 A JP S58110435A JP 57208751 A JP57208751 A JP 57208751A JP 20875182 A JP20875182 A JP 20875182A JP S58110435 A JPS58110435 A JP S58110435A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
- C01G49/0081—Mixed oxides or hydroxides containing iron in unusual valence state [IV, V, VI]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水酸化カリウム、塩素および第2鉄堪から鉄酸
カリウム(K2Fe04)を製造するための方法に関す
る拳%に本発明は大規模スケール量で鉄酸カリウムを製
造する九めの経洒的に容易な方法に関する。
カリウム(K2Fe04)を製造するための方法に関す
る拳%に本発明は大規模スケール量で鉄酸カリウムを製
造する九めの経洒的に容易な方法に関する。
鉄酸カリウムは多くの既知の用途を有している。例えば
そnは植物繊維の漂白、7に機反応の実施、亜硫酸、亜
硝酸塩、フェロシアン化物およびその他の′R機吻買の
酸化に使用することができる(米国特許第2,75へ0
90号明細書参照)。
そnは植物繊維の漂白、7に機反応の実施、亜硫酸、亜
硝酸塩、フェロシアン化物およびその他の′R機吻買の
酸化に使用することができる(米国特許第2,75へ0
90号明細書参照)。
七扛はまた製紙産業において表面サイズ用の酸化殿粉の
製造のために、または織物産業において仕上げ操作のた
めの酸化殿粉の製造においても使用することができる(
米1%許第4652,802号明細書参照)。それはア
ルカリ金橋水酸化物溶液から不純物を脱色および除去す
るためにも使用することができる(米国特許第2,53
6,703号明細書参照)。
製造のために、または織物産業において仕上げ操作のた
めの酸化殿粉の製造においても使用することができる(
米1%許第4652,802号明細書参照)。それはア
ルカリ金橋水酸化物溶液から不純物を脱色および除去す
るためにも使用することができる(米国特許第2,53
6,703号明細書参照)。
更に鉄酸カリウムはガス流れ中のH2Ot−直接硫黄に
酸化させるにあたっても有用でありうる(%開昭49−
32896号公報参照)、そrtFitた亜鉛の製造の
間にマンガン、アンチモンおよび砒累の除去のためにも
使用することができる(ソ連邦発明者証111157B
、472号参照)。またそれは水の処理および精製にお
いても使用することができる( flater R*a
@archJ @ 8巻纂79ゝ83jj(1974)
、[J、ムm、Wat@r WorksJ第68(91
巻第495〜4971(1976)およびr Org−
Matter Process 0onf@renoe
J (1976)参照〕0史にその他に鉄酸カリウムは
非鉄冶金および採鉱操作において使用することができる
(ソ連邦発明者証1に432,765号および同1R6
59606号参照)、更に#酸カリウムはシガレットフ
ィルター中にも使用することができる(米国特許第4.
24へ910号明細書参照)。
酸化させるにあたっても有用でありうる(%開昭49−
32896号公報参照)、そrtFitた亜鉛の製造の
間にマンガン、アンチモンおよび砒累の除去のためにも
使用することができる(ソ連邦発明者証111157B
、472号参照)。またそれは水の処理および精製にお
いても使用することができる( flater R*a
@archJ @ 8巻纂79ゝ83jj(1974)
、[J、ムm、Wat@r WorksJ第68(91
巻第495〜4971(1976)およびr Org−
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J (1976)参照〕0史にその他に鉄酸カリウムは
非鉄冶金および採鉱操作において使用することができる
(ソ連邦発明者証1に432,765号および同1R6
59606号参照)、更に#酸カリウムはシガレットフ
ィルター中にも使用することができる(米国特許第4.
24へ910号明細書参照)。
鉄酸カリウムの製造に対しては多くの方法が提案されて
いる( M@110M’氏着「ムOompr@hens
iveTreatise on工norgania &
Theoretioal Ohamiatry118
4925〜937Jij (1952年発行)参照〕、
−ツの方法はKOHまたはその他を含有すゐ電解セル中
での鉄含有物質の電解に1心ものである([Zeits
chrift Fiir Klektrochem1e
J第26巻第153〜1611(1920)および(r
oollectionOzechoslov、Ohem
、Oommun、Ji 27巻第914員(1962)
参照〕。
いる( M@110M’氏着「ムOompr@hens
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Theoretioal Ohamiatry118
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での鉄含有物質の電解に1心ものである([Zeits
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J第26巻第153〜1611(1920)および(r
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、Oommun、Ji 27巻第914員(1962)
参照〕。
鉄酸カリウム製造のためのその他の方法は鉄または酸化
W42鉄(Fe203) ′t−KOHの存在下に硝酸
カリウムと共に溶融させることによる(%開開55−7
5926号公報参照)。
W42鉄(Fe203) ′t−KOHの存在下に硝酸
カリウムと共に溶融させることによる(%開開55−7
5926号公報参照)。
更にその他のアプローチはアルカリ金属次亜ハロゲン酸
塩を1t42鉄堝その他と反応させることである。この
次亜ハロYytl塩/第2鉄塩反応によるに2Fe04
の製造に対しては二つの技術が示されている。一つの方
法はまず第2鉄珈その他を濃NaOHの存在下に次亜ハ
ロモノ除ナトリウム(例えばNa0CL )またはハロ
ゲンガス(例え ゛ば0t2)と反応させることに
よ#)lJaOH@敵中KNa21Fe04を生成させ
そして次いでKOIIの添加によりこのN62?1i1
041−に2Pe04に変換させることである( j
Journal of Ch@m1cal Physi
ceJ第18巻1ti105〜107頁(1950)、
「J、ムB、oh@m。
塩を1t42鉄堝その他と反応させることである。この
次亜ハロYytl塩/第2鉄塩反応によるに2Fe04
の製造に対しては二つの技術が示されている。一つの方
法はまず第2鉄珈その他を濃NaOHの存在下に次亜ハ
ロモノ除ナトリウム(例えばNa0CL )またはハロ
ゲンガス(例え ゛ば0t2)と反応させることに
よ#)lJaOH@敵中KNa21Fe04を生成させ
そして次いでKOIIの添加によりこのN62?1i1
041−に2Pe04に変換させることである( j
Journal of Ch@m1cal Physi
ceJ第18巻1ti105〜107頁(1950)、
「J、ムB、oh@m。
8oc 、J第73巻!1579〜1S81頁(195
1)、「工norgantc 8ynth@sis J
第■巻第164〜169頁(1955)および特開昭5
5−75926号公報参照) 、 Na2?e04は濃
Na0Iill液中においてさえも高度に可溶性である
がIC2?s04は機アルカリ金属水酸化物溶液から直
ちに沈殿する。
1)、「工norgantc 8ynth@sis J
第■巻第164〜169頁(1955)および特開昭5
5−75926号公報参照) 、 Na2?e04は濃
Na0Iill液中においてさえも高度に可溶性である
がIC2?s04は機アルカリ金属水酸化物溶液から直
ちに沈殿する。
第2の次亜ハロゲンW1堪/IK2鉄塩反応技術は次亜
+3[木酸カリウム、次亜臭素酸カリウムまたは)・ロ
ゲンガス例えばat2またはBrzを濃KOHの存在下
に第2鉄titたは新たに生成さnたIFe(oH)s
と直接反応させそしてに2ハoatrx、lijさせる
ことである〔米国特許第2,455,696号明細書、
[Z、anorgeallg、Ohemie J第26
3%第169〜174貞(1950) % [Z
、a nOrg ・all g・ohemteJ @
282巻第z68〜279m(1y55)、[工nor
ganic OhemistryJ Wet 11巻m
1904〜1908絢(1972)および特開昭55−
75926号公報参照〕。
+3[木酸カリウム、次亜臭素酸カリウムまたは)・ロ
ゲンガス例えばat2またはBrzを濃KOHの存在下
に第2鉄titたは新たに生成さnたIFe(oH)s
と直接反応させそしてに2ハoatrx、lijさせる
ことである〔米国特許第2,455,696号明細書、
[Z、anorgeallg、Ohemie J第26
3%第169〜174貞(1950) % [Z
、a nOrg ・all g・ohemteJ @
282巻第z68〜279m(1y55)、[工nor
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1904〜1908絢(1972)および特開昭55−
75926号公報参照〕。
鉄酸カリウムは強い酸化剤でありそしてそnは容易に分
触しそして多くの様式で反応する・例えばそrLU水性
浴液中では迅速に分解して式(AJの反応によって水酸
化紀2鉄を生成する・4に2Fe04+10H20→
4Fe(01()3+8KOH+302 (AIこの
分解速にはアルカl [の上昇と共に低くなるが生成さ
れたFe(OH)3はこの分解反応に触媒作用を有して
いる。すなわち鉄酸イオン(FeO2−2)の分解線あ
る量の水鈑化第二鉄の存在下で拡大、1<促進さ′nる
。しかしながらこの生成されたwe(OH)i Fiま
た吸収剤として動くことk ts−めて有用な機能をも
有している・ 非常圧少量のある種の金属不純物(例えばニッケルおよ
びコバルト)および有機不純瞼の存在ilt9Ml及9
Mアルカリにおいてさえも鉄酸QVIイオンの分解を生
ぜしめることもまた知られている( [oollsct
ion Ogeohoslov、Ohem、Oommu
nJ第34巻第2182〜2188員(1969)参照
]。
触しそして多くの様式で反応する・例えばそrLU水性
浴液中では迅速に分解して式(AJの反応によって水酸
化紀2鉄を生成する・4に2Fe04+10H20→
4Fe(01()3+8KOH+302 (AIこの
分解速にはアルカl [の上昇と共に低くなるが生成さ
れたFe(OH)3はこの分解反応に触媒作用を有して
いる。すなわち鉄酸イオン(FeO2−2)の分解線あ
る量の水鈑化第二鉄の存在下で拡大、1<促進さ′nる
。しかしながらこの生成されたwe(OH)i Fiま
た吸収剤として動くことk ts−めて有用な機能をも
有している・ 非常圧少量のある種の金属不純物(例えばニッケルおよ
びコバルト)および有機不純瞼の存在ilt9Ml及9
Mアルカリにおいてさえも鉄酸QVIイオンの分解を生
ぜしめることもまた知られている( [oollsct
ion Ogeohoslov、Ohem、Oommu
nJ第34巻第2182〜2188員(1969)参照
]。
更に大過剰の反応成分(例えばat2 ) tたは鉄酸
形成の共生酸物〔例えばH2O%KOL%Fe(OH)
5)は沁液中での鉄酸■イオンの分解を促進させること
が知られている( rAnal、oham、J第25巻
第9号第1312〜1314Jij(1951)参照〕
、すなわちなかんずくそのよう表分解の間@は鉄酸カリ
ウムの工業的製造を阻止している疑がいが強い・ 鉄酸カリウム製造のための前記4gの一般法の中で、a
F!2の次亜ハロゲン酸塩/第2鉄塩技術(K2Fe0
4がKOI(から1段階で製造される場合)が他の5糧
の方法に比べて経崎的でありかつ実際的に有利であると
考えらnる。直接電解法は電圧の上昇および鉄酸生産を
減少させる鉄子ノードの不動化の故に連続操作に対して
は非実用的である。また、鉄アノードは犠牲にさnそし
て取り代える必要がある(工程停止の結果となる)、更
にこの技術の収率は小さい。鉄/硝酸カリウムf#−法
はその所望の結果を達成するためには高温(およびこn
ら温度に到達させるための多量のエネルギー)1を必要
とする。この反応の収率もまた低い。Na2Fe04中
間体を使用する二状態次亜ハロゲン#R塩/第2鉄塩反
応は工業的に不利点を有している。すなわちそれは余分
の段階を必要とする。それはその第1段階において副生
g物として望ましくないナトリウム不純物全形成し、そ
してそrtはNaOH1v液およびKO]il浴液の混
合物を包含する母液を生成させるがこnらの再使用は困
難である。
形成の共生酸物〔例えばH2O%KOL%Fe(OH)
5)は沁液中での鉄酸■イオンの分解を促進させること
が知られている( rAnal、oham、J第25巻
第9号第1312〜1314Jij(1951)参照〕
、すなわちなかんずくそのよう表分解の間@は鉄酸カリ
ウムの工業的製造を阻止している疑がいが強い・ 鉄酸カリウム製造のための前記4gの一般法の中で、a
F!2の次亜ハロゲン酸塩/第2鉄塩技術(K2Fe0
4がKOI(から1段階で製造される場合)が他の5糧
の方法に比べて経崎的でありかつ実際的に有利であると
考えらnる。直接電解法は電圧の上昇および鉄酸生産を
減少させる鉄子ノードの不動化の故に連続操作に対して
は非実用的である。また、鉄アノードは犠牲にさnそし
て取り代える必要がある(工程停止の結果となる)、更
にこの技術の収率は小さい。鉄/硝酸カリウムf#−法
はその所望の結果を達成するためには高温(およびこn
ら温度に到達させるための多量のエネルギー)1を必要
とする。この反応の収率もまた低い。Na2Fe04中
間体を使用する二状態次亜ハロゲン#R塩/第2鉄塩反
応は工業的に不利点を有している。すなわちそれは余分
の段階を必要とする。それはその第1段階において副生
g物として望ましくないナトリウム不純物全形成し、そ
してそrtはNaOH1v液およびKO]il浴液の混
合物を包含する母液を生成させるがこnらの再使用は困
難である。
鉄酸カリウムは比較的環境的に安全であるように思われ
そしてこれは種々の用途における酸化剤として大なる活
性を与えるものである力裟故に%に2F・04を容易に
そして経済的に製造する改善法を見出すととに対して大
なる要望d!存在する。本発明はその要望に対する解答
であると信じらjL;4I* 従って本発明は、鉄酸カリウムの製造にあたりt (11少くとも1種の鉄酸塩安定化作用化合物の安定化
作用割合の存在下に、瞑セル級の水性Won J液を実
質的に純粋なot2および実質的に純粋な第2鉄塩と反
応させてu2o%KOHおよびKOOA’i包含する纂
1液体相と安定イしされたに2νe04 s KOLお
よびFe(OH)l k包含する第1の不溶性相とを包
含する反応混合物を生成させること、および (2) 前記反応混合物から鉄酸カリウムを分離させ
そして回収すること の各段階を包含する方法に関する@ 有利にはそして好ましくは、鉄鈑カリウムは反応混合物
から次の段階すなわち a) 反応混合物のKQH濃度を少くともSOl量%
に―整すること、 b)第1液相から第1不溶物相を分離させること、 C)分離さnた第1不浴物相を安定化さnたに2Fe0
4の少くとも工費部分を可溶化させるに充分な量の約5
〜約251i瀘%のKOH濃度を有する水性KOH溶液
に加えてそnKよってIon%H20および安定化IC
2Fe04の少くとも工費部分を包含する第2液相およ
びKClとFe(On)1の少くとも一部とを包含する
渠2不治性相t生成させること、 d)前配纂2不浴性相から前記第2液相を分離すること
。
そしてこれは種々の用途における酸化剤として大なる活
性を与えるものである力裟故に%に2F・04を容易に
そして経済的に製造する改善法を見出すととに対して大
なる要望d!存在する。本発明はその要望に対する解答
であると信じらjL;4I* 従って本発明は、鉄酸カリウムの製造にあたりt (11少くとも1種の鉄酸塩安定化作用化合物の安定化
作用割合の存在下に、瞑セル級の水性Won J液を実
質的に純粋なot2および実質的に純粋な第2鉄塩と反
応させてu2o%KOHおよびKOOA’i包含する纂
1液体相と安定イしされたに2νe04 s KOLお
よびFe(OH)l k包含する第1の不溶性相とを包
含する反応混合物を生成させること、および (2) 前記反応混合物から鉄酸カリウムを分離させ
そして回収すること の各段階を包含する方法に関する@ 有利にはそして好ましくは、鉄鈑カリウムは反応混合物
から次の段階すなわち a) 反応混合物のKQH濃度を少くともSOl量%
に―整すること、 b)第1液相から第1不溶物相を分離させること、 C)分離さnた第1不浴物相を安定化さnたに2Fe0
4の少くとも工費部分を可溶化させるに充分な量の約5
〜約251i瀘%のKOH濃度を有する水性KOH溶液
に加えてそnKよってIon%H20および安定化IC
2Fe04の少くとも工費部分を包含する第2液相およ
びKClとFe(On)1の少くとも一部とを包含する
渠2不治性相t生成させること、 d)前配纂2不浴性相から前記第2液相を分離すること
。
e)この分離された第2液相に安定化さ扛たに2?・0
4の少くとも一部を沈殿させるに充分な菫のKOH1に
加える仁と、そして f)分岐さnた第2液相がら沈殿された安定化に2 F
e O4を分離および回収することによって分11!
および回収させることができる。
4の少くとも一部を沈殿させるに充分な菫のKOH1に
加える仁と、そして f)分岐さnた第2液相がら沈殿された安定化に2 F
e O4を分離および回収することによって分11!
および回収させることができる。
本発明のその他の利点は以下に論しられるその他の好ま
しい態様中に説明さnている。
しい態様中に説明さnている。
添付図面は経済的に鉄酸カリウムを製造および精製する
ための好ましい連続法の詳細なフローチャートである。
ための好ましい連続法の詳細なフローチャートである。
本発明の前記の段階(1)の反応は次の式(B)、+0
1、(D)および(IQKよJ)#5L明する仁とがで
きるがととては第2鉄塩としてν・0611が使用さn
ている。
1、(D)および(IQKよJ)#5L明する仁とがで
きるがととては第2鉄塩としてν・0611が使用さn
ている。
2xou + ot2→KOO/、 + KOl +H
20tBl〔中間体Fθ(OJ()5の生成〕 Fθ015 + 3KOH→Fθ(O)I)、 −+−
5KOL (0)[F8(OH)!l 、 K
OOtおよびKOHの反応]2Fe(OH)3+、3K
OO4+4KOH→2に2FeQ4 +5xcz+5H
20tDl〔式(B1 % (caおよび山の総括」2
FeOtg+16KOH+3Ct2→2に2Fe04+
12KOL+8H20111J反応成分 前記式から知ることができるように、鉄酸カリウムは本
発明によって第2鉄塩、O62およびKOHの反応によ
って反応中間体、 Koatおよび?θ(OH)iを経
由して製造さnる。
20tBl〔中間体Fθ(OJ()5の生成〕 Fθ015 + 3KOH→Fθ(O)I)、 −+−
5KOL (0)[F8(OH)!l 、 K
OOtおよびKOHの反応]2Fe(OH)3+、3K
OO4+4KOH→2に2FeQ4 +5xcz+5H
20tDl〔式(B1 % (caおよび山の総括」2
FeOtg+16KOH+3Ct2→2に2Fe04+
12KOL+8H20111J反応成分 前記式から知ることができるように、鉄酸カリウムは本
発明によって第2鉄塩、O62およびKOHの反応によ
って反応中間体、 Koatおよび?θ(OH)iを経
由して製造さnる。
塩基性次亜塩素酸塩浴液中でFθ(OH)sを生成しう
る任意の第2鉄化合物〔Fθ(1)〕をここに使用する
ことができる。第2鉄(lit)塩は鉄含有鉱石、鉱物
、金属、産業流出物、またはその他の鉄官有物質から製
造することができる。
る任意の第2鉄化合物〔Fθ(1)〕をここに使用する
ことができる。第2鉄(lit)塩は鉄含有鉱石、鉱物
、金属、産業流出物、またはその他の鉄官有物質から製
造することができる。
一つの製造法は鉄金属、スクラップ鉄、スチールまたは
酸化鉄例えばマグネタイ、ト(1・3o4)またはヘマ
タイ) (F・20りを酸と反応させて相当するag2
鉄塩とH2ガスまたはnzoを生成させることである0
次いでこの纂2鉄塩を酸から除去しそして乾燥させる。
酸化鉄例えばマグネタイ、ト(1・3o4)またはヘマ
タイ) (F・20りを酸と反応させて相当するag2
鉄塩とH2ガスまたはnzoを生成させることである0
次いでこの纂2鉄塩を酸から除去しそして乾燥させる。
その他の鉄塩の源としてはその他の製造工程の副生成−
があげらnる・例えば累2鉄塩は二酸化チタンプラント
、鉱石処理過程、スチール酸洗いプラント、黄鉄鉱の酸
化その他からの流出流れから得ることができる・ 本発明の方法KR用される第2鉄塩は「実質的に純粋」
であることが要求さnる0本明細書に便用さ扛ている場
合の「実質的に純粋な纂2鉄塩なる」表現はIC2Fe
04の分琳反応を生ぜしめうるかまたはこれを触媒作用
しうるような有書金輌不糾物および有機不純物をム蓋基
準で合計で200 I)p1n以上り富有しない第2鉄
−として定義さnる。好ましくは、この不純物の好まし
い菫は不純物全体で約100 ppm以下である。
があげらnる・例えば累2鉄塩は二酸化チタンプラント
、鉱石処理過程、スチール酸洗いプラント、黄鉄鉱の酸
化その他からの流出流れから得ることができる・ 本発明の方法KR用される第2鉄塩は「実質的に純粋」
であることが要求さnる0本明細書に便用さ扛ている場
合の「実質的に純粋な纂2鉄塩なる」表現はIC2Fe
04の分琳反応を生ぜしめうるかまたはこれを触媒作用
しうるような有書金輌不糾物および有機不純物をム蓋基
準で合計で200 I)p1n以上り富有しない第2鉄
−として定義さnる。好ましくは、この不純物の好まし
い菫は不純物全体で約100 ppm以下である。
鉄酸反応段階および続いての方法段階および操作の間の
流nKおける望ましくない金属性および有機不純物の全
体レベルは平均基準で全反応混合物の約20 ppm以
下、好ましくは約10ppm以下に保持さnるべきであ
る。すなわち添加さ扛るjK2鉄塩の純度はこの追加の
要求を満足させなくてはならない。埃在知らnている望
貰しくない金属不純物は絽1鉄イオンCI+=ツケル、
コバルト、モリブデン、水銀、バナジウム、クロム、ル
テニウム、白金、パラジウム、オスミウム、ロジウムお
よびイリジウムである。望ましくない有機不純物とに本
9iJm書中では次垂塩X鈑または鉄酸イオンによ)容
易に絵化さnうる有機化合物として定義される。これら
としてはアルコールまたは炭化水素その他があげらtし
る。第2鉄塩は外事、蒸留、結晶化その他を含む任意の
通常の方法によシ精製させることができる。
流nKおける望ましくない金属性および有機不純物の全
体レベルは平均基準で全反応混合物の約20 ppm以
下、好ましくは約10ppm以下に保持さnるべきであ
る。すなわち添加さ扛るjK2鉄塩の純度はこの追加の
要求を満足させなくてはならない。埃在知らnている望
貰しくない金属不純物は絽1鉄イオンCI+=ツケル、
コバルト、モリブデン、水銀、バナジウム、クロム、ル
テニウム、白金、パラジウム、オスミウム、ロジウムお
よびイリジウムである。望ましくない有機不純物とに本
9iJm書中では次垂塩X鈑または鉄酸イオンによ)容
易に絵化さnうる有機化合物として定義される。これら
としてはアルコールまたは炭化水素その他があげらtし
る。第2鉄塩は外事、蒸留、結晶化その他を含む任意の
通常の方法によシ精製させることができる。
第2鉄塩の陰イオンは好ましくはKOH可溶性でしかも
KOOA可溶性の陰イオン例えば塩素イオン、硫酸イオ
ンを九は硝酸イオンである。鉄酸反応に使用される場合
塩が無水状態であるかまたは新たに製造された水性溶液
であることもまた好ましい、これらの形の第2鉄塩の添
加は鉄酸塩製造の場合に比較的非反応性の望ましからぬ
不働化鉄−酸素重合体様鎖(例えば−1・−0−Fe
−0−F・−)の形成を阻止する。無水塩の使用がより
口しい、その塩山はその場合第2鉄塩と共に反応##に
水が導入されることがないからである。過剰の水は鉄酸
塩形成段階または以後の分離段階において鉄酸鳴生成物
の分Mを生ぜしめうる。
KOOA可溶性の陰イオン例えば塩素イオン、硫酸イオ
ンを九は硝酸イオンである。鉄酸反応に使用される場合
塩が無水状態であるかまたは新たに製造された水性溶液
であることもまた好ましい、これらの形の第2鉄塩の添
加は鉄酸塩製造の場合に比較的非反応性の望ましからぬ
不働化鉄−酸素重合体様鎖(例えば−1・−0−Fe
−0−F・−)の形成を阻止する。無水塩の使用がより
口しい、その塩山はその場合第2鉄塩と共に反応##に
水が導入されることがないからである。過剰の水は鉄酸
塩形成段階または以後の分離段階において鉄酸鳴生成物
の分Mを生ぜしめうる。
好ましい第2鉄塩はそnらのKOHおよびKOC1可酪
性、そnらの広範囲の人手性および使用の容易さの故に
Fθ○/!、3.Fe(804)5およびFe(NOs
)sである。Feoz5が最も好ましい。その理由Fi
堪木隙イオンはKClとしてat2#lすなわち膜タイ
プクロル/アルカリセルに再循環させることができるか
らである。Fe0t5はまたそnが高度に純粋な形で(
例えば昇華法により)入手可能であるが故に好ましい。
性、そnらの広範囲の人手性および使用の容易さの故に
Fθ○/!、3.Fe(804)5およびFe(NOs
)sである。Feoz5が最も好ましい。その理由Fi
堪木隙イオンはKClとしてat2#lすなわち膜タイ
プクロル/アルカリセルに再循環させることができるか
らである。Fe0t5はまたそnが高度に純粋な形で(
例えば昇華法により)入手可能であるが故に好ましい。
従来技術法は鉄官有反応成分としてFe(NO3)3の
便用を好ましいとしている( 「J、Am、Ohem、
Boc、J第73巻第1579〜158134(195
2)および「工norganica Ohemica
Actaj第8巻語177〜183jj(1974)参
照〕、シかし硝酸陰イオンは本発明の方法によって容易
には再循環さnないのでlFe(NO3)3は最も好ま
しい反応成分ではない。
便用を好ましいとしている( 「J、Am、Ohem、
Boc、J第73巻第1579〜158134(195
2)および「工norganica Ohemica
Actaj第8巻語177〜183jj(1974)参
照〕、シかし硝酸陰イオンは本発明の方法によって容易
には再循環さnないのでlFe(NO3)3は最も好ま
しい反応成分ではない。
無水の高度に純粋の第2鉄堪は直接鉄w1塩反応に加え
ることができるしまたは水性KOHJ液とのスラリーで
加えることができる。後者の場合、第2鉄塙は鉄酸反応
の前4CF・(OH)iに変換さ扛うる。しかしながら
1・(OH)sが新たに製造されたものである限り、こ
れを実施することは本発明の範囲内である。勿論実質的
に純粋な反応成分に対する要求はまた新たに製造さnた
水酸化#!2鉄に対しても真である。
ることができるしまたは水性KOHJ液とのスラリーで
加えることができる。後者の場合、第2鉄塙は鉄酸反応
の前4CF・(OH)iに変換さ扛うる。しかしながら
1・(OH)sが新たに製造されたものである限り、こ
れを実施することは本発明の範囲内である。勿論実質的
に純粋な反応成分に対する要求はまた新たに製造さnた
水酸化#!2鉄に対しても真である。
この鉄酸壇技術中Kfl用さnている場合および本明細
書中に使用されている場合の「IFe(OH)sJおよ
び「水酸化第2鉄」の表現はこれら化合物以外のその他
の第2鉄オキシ水酸化物をも包含することt−理解丁べ
きである・例えば本明細書中では新たに製造されたF・
(OH)lが反応成分または反応成分中間体(前記式0
およびD参照)として使用さnることか望ましい。その
場合この定義中には同様の低分子11i2鉄オキシ水酸
化物が包含さ扛るべきである。しかしながら鉄酸技術お
よび本明細書中に使用さnている場合、同一の表現は時
にはアルカリ注解液中に第2鉄イオンを長い間露出させ
た後でか′!たは鉄酸分解生成物として形成さnたより
高分子量の重合体ゲルも意味する。こ扛らのその他の第
2鉄オキシ水ば化物を元金に分析することは不可能では
ないにしても困鋤なので、 Fe(OH)3および「水
酸化第2鉄」の意味eこおけるこの区別を記憶に留めて
おくべきである。
書中に使用されている場合の「IFe(OH)sJおよ
び「水酸化第2鉄」の表現はこれら化合物以外のその他
の第2鉄オキシ水酸化物をも包含することt−理解丁べ
きである・例えば本明細書中では新たに製造されたF・
(OH)lが反応成分または反応成分中間体(前記式0
およびD参照)として使用さnることか望ましい。その
場合この定義中には同様の低分子11i2鉄オキシ水酸
化物が包含さ扛るべきである。しかしながら鉄酸技術お
よび本明細書中に使用さnている場合、同一の表現は時
にはアルカリ注解液中に第2鉄イオンを長い間露出させ
た後でか′!たは鉄酸分解生成物として形成さnたより
高分子量の重合体ゲルも意味する。こ扛らのその他の第
2鉄オキシ水ば化物を元金に分析することは不可能では
ないにしても困鋤なので、 Fe(OH)3および「水
酸化第2鉄」の意味eこおけるこの区別を記憶に留めて
おくべきである。
本発明の方法はまた鉄酸・カリウム生成物の接触的分解
を避けるために%膜セル級水性KOHlll液t−要求
する。r編セル級水性KOHINF液」の表現は本明細
書中では前記定義の有害金楓および有機不純物の合計を
重量基準で10 ppm以下、好ましくはS ppm以
下しか富有していない奄のとして定義さnる。しかしな
がら前述したように操作の間の鉄酸反応段階およびそれ
Kっづく方法段階中の望ましくない金属および有機不純
物の全体レベルは平均基準で全反応混合物の約20 p
pm以下、好νしくに約10ppm4C保持さnるべき
である。すなわち添加されるIOnの純度はこの追加の
要求を満足するようでなくてはならない。そのような高
度に純粋なKOIi浴液は恒常的にパーフルオロスルホ
ネート、カルボキシレートまたは同様の物質をセル中の
γノード液およびカソード液コンパートメントを分離す
る陽イオ/交換膜として便用した膜タイプのクロル/ア
ルカリ電解セル中で製造することができる。膜タイプの
クロル/アルカリセルは従来使用されていた隔膜、水銀
またはその他のタイプのセルよりもはるかKよシ純粋な
[01および0t2t−生成させる。隔膜タイプのセル
および水銀タイプのセルは往々にして重量基準で約20
ppm以上の総金属イオンおよび有機物の有意の混入物
を有するKOHおよび’ct2、生成twJを生成しそ
して従って本性においては同一の確信をもって使用する
ことはできない。場合によりとnらの系中で扛望ましく
ない不純物の大なるパルスを生ずる。こ扛は鉄th!塩
プロセス流nの一つまたはそ扛以上のものの接触的分解
を生ぜしめうる・勿論、と扛ら後者のタイプの電解セル
からのKOH溶液が精製さnた場合またはその他の方法
で望ましくない不純物の除去処理がなさrL*場合には
、こnらタイプのKOHもまた便用しうる。そのような
HI製は技術的には容易であるがしかし非経揖的である
と考えら扛る・ 高度忙純粋な反応酸分線生成物収率および生 □成
物純度を改善せしめるのみならず1そnらはまたに2F
e04生成物の分解をも阻止する。その理由は痕跡量の
不純物の存在は分解反応を接触作用するからである。ま
た高度に純粋な反応成分の使用は全体プロセスの安定性
を改善させる。
を避けるために%膜セル級水性KOHlll液t−要求
する。r編セル級水性KOHINF液」の表現は本明細
書中では前記定義の有害金楓および有機不純物の合計を
重量基準で10 ppm以下、好ましくはS ppm以
下しか富有していない奄のとして定義さnる。しかしな
がら前述したように操作の間の鉄酸反応段階およびそれ
Kっづく方法段階中の望ましくない金属および有機不純
物の全体レベルは平均基準で全反応混合物の約20 p
pm以下、好νしくに約10ppm4C保持さnるべき
である。すなわち添加されるIOnの純度はこの追加の
要求を満足するようでなくてはならない。そのような高
度に純粋なKOIi浴液は恒常的にパーフルオロスルホ
ネート、カルボキシレートまたは同様の物質をセル中の
γノード液およびカソード液コンパートメントを分離す
る陽イオ/交換膜として便用した膜タイプのクロル/ア
ルカリ電解セル中で製造することができる。膜タイプの
クロル/アルカリセルは従来使用されていた隔膜、水銀
またはその他のタイプのセルよりもはるかKよシ純粋な
[01および0t2t−生成させる。隔膜タイプのセル
および水銀タイプのセルは往々にして重量基準で約20
ppm以上の総金属イオンおよび有機物の有意の混入物
を有するKOHおよび’ct2、生成twJを生成しそ
して従って本性においては同一の確信をもって使用する
ことはできない。場合によりとnらの系中で扛望ましく
ない不純物の大なるパルスを生ずる。こ扛は鉄th!塩
プロセス流nの一つまたはそ扛以上のものの接触的分解
を生ぜしめうる・勿論、と扛ら後者のタイプの電解セル
からのKOH溶液が精製さnた場合またはその他の方法
で望ましくない不純物の除去処理がなさrL*場合には
、こnらタイプのKOHもまた便用しうる。そのような
HI製は技術的には容易であるがしかし非経揖的である
と考えら扛る・ 高度忙純粋な反応酸分線生成物収率および生 □成
物純度を改善せしめるのみならず1そnらはまたに2F
e04生成物の分解をも阻止する。その理由は痕跡量の
不純物の存在は分解反応を接触作用するからである。ま
た高度に純粋な反応成分の使用は全体プロセスの安定性
を改善させる。
反応器に加えられるKOH一度は水が場合によりに2F
e04の形成を阻害しまた社場合によシ区2P604を
分解させるのから守るために、そして形成されたに2F
・04がKOH溶液から沈殿するのを可能ならしめるた
めに可及的高いものとすべきである。
e04の形成を阻害しまた社場合によシ区2P604を
分解させるのから守るために、そして形成されたに2F
・04がKOH溶液から沈殿するのを可能ならしめるた
めに可及的高いものとすべきである。
一般に約25重量%から飽和[01#!液(40℃で約
55重量%)の濃度を有する水性KOH@液を加えるこ
とが必要である。より好ましくは、反応器に加えられる
f&液のKOH浪反は約35重量%から少くとも約50
重量%である・純KOH浴液はii[接鉄鐵塩反応器に
加えられるかまた社タンクに加える前にこれを蒸発させ
てそのll&度を上昇させる。所望により勿論約55〜
100重量%の#度をゼするKOHスラリーまたは固体
を反応器に加えることが可能である。この任意事項はプ
ロセス流れ中に存在する過剰の水を減少させるKあたっ
て有用でありうる。
55重量%)の濃度を有する水性KOH@液を加えるこ
とが必要である。より好ましくは、反応器に加えられる
f&液のKOH浪反は約35重量%から少くとも約50
重量%である・純KOH浴液はii[接鉄鐵塩反応器に
加えられるかまた社タンクに加える前にこれを蒸発させ
てそのll&度を上昇させる。所望により勿論約55〜
100重量%の#度をゼするKOHスラリーまたは固体
を反応器に加えることが可能である。この任意事項はプ
ロセス流れ中に存在する過剰の水を減少させるKあたっ
て有用でありうる。
本性に要求さnる第3の反応成分は実質的に純粋なat
2である。通常膜タイプクロル/アルカリセルで製造さ
nるot2は非常に純粋である。
2である。通常膜タイプクロル/アルカリセルで製造さ
nるot2は非常に純粋である。
「実質的に純粋の塩素」の表現は本+311#l書中で
は前記定義の「膜セル級水性KOH浴液」と四−の不純
物限界をMするものとして定義される・m素ガス反応成
分の純度を確実ならしめるための一つの有利な方法の例
は塩素ガスを少くとも1mの塩素不溶性水性酸例えば高
濃度の例えば少くとも70%)I2SO4のエレクトロ
ニクス敏H2804トスクラピング、スプレーまたはそ
の他の様式で接触させることでしi好ましくはこのR階
は鉄#を塩反応器への添加の直前に実施さnる。
は前記定義の「膜セル級水性KOH浴液」と四−の不純
物限界をMするものとして定義される・m素ガス反応成
分の純度を確実ならしめるための一つの有利な方法の例
は塩素ガスを少くとも1mの塩素不溶性水性酸例えば高
濃度の例えば少くとも70%)I2SO4のエレクトロ
ニクス敏H2804トスクラピング、スプレーまたはそ
の他の様式で接触させることでしi好ましくはこのR階
は鉄#を塩反応器への添加の直前に実施さnる。
鉄酸塩反応混合物に加える場合塩素ガスを連続的K K
OHK @解させそして反応させてxoozを生成させ
る・しかしながら大過剰の塩素ガスは避けるべきである
・その理由は大量の副生成物塩(例えばKOt )が生
成さnるし、反応温度は非常に高く上昇しうるしそして
アルカリ度は減少するからである。こnらすべての条件
はx2y@o4を分解させうるものであ夛そして除外さ
れるべきである。
OHK @解させそして反応させてxoozを生成させ
る・しかしながら大過剰の塩素ガスは避けるべきである
・その理由は大量の副生成物塩(例えばKOt )が生
成さnるし、反応温度は非常に高く上昇しうるしそして
アルカリ度は減少するからである。こnらすべての条件
はx2y@o4を分解させうるものであ夛そして除外さ
れるべきである。
を九本発明は042の代シにBr2を使用して実施する
ことができることを認識すべきである。
ことができることを認識すべきである。
その場合には臭素/アルカリ膜セルが使用″:5nそし
てKOBrが反応性中間体として形成される・勿論、O
62は一般KR用がより経済的であるので七nが好まし
い― 鉄酸塩安定剤 実質的に純粋な反応成分1r使用することに加えて本発
明の方法は鉄#Ik塩形成反応の間鉄酸塩安定化作用化
合物の安定化作用割合の存在を必要とする。鉄酸カリウ
ムは非常に強い酸化剤でありそして前述したようにある
槍の金網および有機不純物の存在は生成物の分解音生ぜ
しめうる。更に鉄酸カリウムは前駆体および共生成物と
の反応の故に分解する。ここに鉄酸カリウムの分解を大
幅に減少させるために1櫨まf?、、はそれ以上の鉄酸
塩安定化作用化合物を直接鉄#l!塩形成反応の間加え
ることができるということが発見された。
てKOBrが反応性中間体として形成される・勿論、O
62は一般KR用がより経済的であるので七nが好まし
い― 鉄酸塩安定剤 実質的に純粋な反応成分1r使用することに加えて本発
明の方法は鉄#Ik塩形成反応の間鉄酸塩安定化作用化
合物の安定化作用割合の存在を必要とする。鉄酸カリウ
ムは非常に強い酸化剤でありそして前述したようにある
槍の金網および有機不純物の存在は生成物の分解音生ぜ
しめうる。更に鉄酸カリウムは前駆体および共生成物と
の反応の故に分解する。ここに鉄酸カリウムの分解を大
幅に減少させるために1櫨まf?、、はそれ以上の鉄酸
塩安定化作用化合物を直接鉄#l!塩形成反応の間加え
ることができるということが発見された。
過去において鉄酸カリウムの分解を遅延化またFi阻止
するための安定剤の発見の研究がなさnた( rAna
l、ohem、J第25巻M’!1312〜1514貞
(1951) s 「anal、Oham、JM 2
4巻g1497〜1498頁(1952)および米国特
許第2,7邑090号明細書参照〕・%K11lイオン
バッファー、オルト燐酸塩、メタ燐酸塩、環状トリ燐酸
塩およびテトラ燐酸塩(しかしピロ燐赦塩ではない)が
鉄酸カリウムの水性溶液を安定化させることが見出され
た・硫酸カリウム、炭酸ナトリウムおよび硼酸ナトリウ
ムは分解反応を遅延化させることが見出された(J、M
、8ahrey@r氏「HlgherValence
Compoun4s of IronJ (オレゴン州
立大字学位論文)第141(1948’)参照〕、過沃
ac酸塩もまた既知の鉄酸安定剤である( J、O。
するための安定剤の発見の研究がなさnた( rAna
l、ohem、J第25巻M’!1312〜1514貞
(1951) s 「anal、Oham、JM 2
4巻g1497〜1498頁(1952)および米国特
許第2,7邑090号明細書参照〕・%K11lイオン
バッファー、オルト燐酸塩、メタ燐酸塩、環状トリ燐酸
塩およびテトラ燐酸塩(しかしピロ燐赦塩ではない)が
鉄酸カリウムの水性溶液を安定化させることが見出され
た・硫酸カリウム、炭酸ナトリウムおよび硼酸ナトリウ
ムは分解反応を遅延化させることが見出された(J、M
、8ahrey@r氏「HlgherValence
Compoun4s of IronJ (オレゴン州
立大字学位論文)第141(1948’)参照〕、過沃
ac酸塩もまた既知の鉄酸安定剤である( J、O。
Baller氏等編[oompr@hensivs工n
organicOhemistryJ第5巻第1049
〜1051貞(197!5)参照〕。
organicOhemistryJ第5巻第1049
〜1051貞(197!5)参照〕。
本発明の目的に有用であることの見出さnている鉄酸塩
反応混合物としては沃素(x−)、沃*V<工0.!−
) sメタ過沃素Ill (104−)b 、< ?
過fk 素瞭(工06−s鷹たH [31:04−り各
イオンのアルカリ金属(例えばナトリウムおよびカリウ
ム)塩、元素状沃X(工2)、アルカリ金属のfil:
rIII頃〔例えばmNa20n8102・pH20(
式中nとmの比は約α1;1.0〜5:1でありそして
pは0〜24である)〕硼#に塩(BO4−)、過マン
ガンtleji (Mn04−) s 4111Ltl
塩(so4−)、@ # tM (PO4−’ )、m
IA 91 ’N (OtOg −)、臭素M塩(B
rO5−) 、過tm累緻tM (azo4−) %過
臭素酸塩(Br04−) 、および金属が南、金または
銀である場合の前記塩の金属コンプレックスがあげらn
る。こnらの鉄酸塩安定化作用化合物は反応混合物に安
定化作用割合で加えることができる・好ましくはそれら
はKOH沼液に非常に可治性でToシ、従ってそれらは
反応段階後にXOZおよびre(OH)s固体と共に除
去する必要はない。
反応混合物としては沃素(x−)、沃*V<工0.!−
) sメタ過沃素Ill (104−)b 、< ?
過fk 素瞭(工06−s鷹たH [31:04−り各
イオンのアルカリ金属(例えばナトリウムおよびカリウ
ム)塩、元素状沃X(工2)、アルカリ金属のfil:
rIII頃〔例えばmNa20n8102・pH20(
式中nとmの比は約α1;1.0〜5:1でありそして
pは0〜24である)〕硼#に塩(BO4−)、過マン
ガンtleji (Mn04−) s 4111Ltl
塩(so4−)、@ # tM (PO4−’ )、m
IA 91 ’N (OtOg −)、臭素M塩(B
rO5−) 、過tm累緻tM (azo4−) %過
臭素酸塩(Br04−) 、および金属が南、金または
銀である場合の前記塩の金属コンプレックスがあげらn
る。こnらの鉄酸塩安定化作用化合物は反応混合物に安
定化作用割合で加えることができる・好ましくはそれら
はKOH沼液に非常に可治性でToシ、従ってそれらは
反応段階後にXOZおよびre(OH)s固体と共に除
去する必要はない。
安定剤社好ましくは本発明のプロセス流れ中に一定水準
で留まpそしてプロセス全体に再循環されそして従って
非常にわずかな補給しか必費としない、珪酸塩またはそ
の他の鉄酸安定化作用化合物に結合した不純物は不溶性
となシそしてこnは好ましくは反応段階の後で固体状K
OjおよびlFe(OH)3と共に除去される。従って
こnらタイプの鉄酸安定剤は補給の必要があるかもしn
ない。
で留まpそしてプロセス全体に再循環されそして従って
非常にわずかな補給しか必費としない、珪酸塩またはそ
の他の鉄酸安定化作用化合物に結合した不純物は不溶性
となシそしてこnは好ましくは反応段階の後で固体状K
OjおよびlFe(OH)3と共に除去される。従って
こnらタイプの鉄酸安定剤は補給の必要があるかもしn
ない。
本発明の好ましい態様としてアルカリ金属珪[1M、ア
ルカリ金属沃素含有塩および第2鋼(1)塩の組合せは
非常に有効な安定剤であることが発見さnた。本発kj
J4におiては任意の適当なアルカリ金属珪酸塩または
沃素含有塩例えばi!嫁ナナトリウムたはカリウムまf
F、は沃素含有塩を使用することができる。好ましいア
ルカリ金属珪酸塩はメタ珪酸ナトリウム5水和物である
。
ルカリ金属沃素含有塩および第2鋼(1)塩の組合せは
非常に有効な安定剤であることが発見さnた。本発kj
J4におiては任意の適当なアルカリ金属珪酸塩または
沃素含有塩例えばi!嫁ナナトリウムたはカリウムまf
F、は沃素含有塩を使用することができる。好ましいア
ルカリ金属珪酸塩はメタ珪酸ナトリウム5水和物である
。
好ましいアルカリ金属沃素i11!塩は過沃素酸ナトリ
ウムである。好ましい鋼(鳳)塩は無水または水和塩化
WJ2−である。
ウムである。好ましい鋼(鳳)塩は無水または水和塩化
WJ2−である。
そのようなアルカリ金属珪酸−安屋剤は、鉄酸カリウム
の安定化の他に本発明の方法に対するその他の有利な効
果をも著しうる口こnらの利点としては次のものt−あ
けることができる。
の安定化の他に本発明の方法に対するその他の有利な効
果をも著しうる口こnらの利点としては次のものt−あ
けることができる。
1)反応器内容物のアルカリ度をバッファー化させそし
て従って反応器に加えうるKOHiliおよび濃度に関
してより犬なる一通性を可能ならしめること、 2)反応器内容物の湿潤化特性を教書させそして従って
プロセス流へにより良好なtlt、n注を与えること、 3)固体状1a塩反応成分の懸濁および脱フロキュレー
7ヨン性を改善させそして反応嚢中において−J−均質
な反応混合物スラIJ −(2111合を与えそして方
法装置のデッドスポットおよびプラグ形成t−最小とす
ること1 4)大規模操作スケールにおける鉄酸カリウム結晶性沈
殿の江刺性cpourabt1it、y)、trs3m
特性および取扱い性を改善させること、 5)反応混合物中のある柚の不純物例えば痕跡量ノ重金
属およびアルカリ土類を結合させること、そして 6)処理装置の腐食t−阻止するとと・アルカリ金属沃
素含有塩は、陰イオンとしてニー、IO2”、工04−
まf:、はH2104”” を含有しうるOこれら初め
の3横の陰イオンの各々は次亜塩素#R塩浴液に入社ら
れた場合その場でH2工06−5またはH2I201
o−’ を形成する0例えばアルカリ金属沃素含有塩例
えば区工、Na工、KIO3% NIL:[0!L s
KIO0およびlia工04は次亜塙木#R塩溶液に入
社られた際その場で相当するアルカリ金属、Cう過沃素
酸@(例えばKIIH2工04鷹九04鷹L3H2工0
6)を形成する。過沃素酸イオンがどのようにして安定
剤として作用するかは正確に扛知られていないけれども
〜そ2′L#′i鉄酸カリウムとH2Oとの反応を阻止
するかiたは七n自体が珪酸塩安定剤により隠蔽さnな
かった不純物と反応すると信じられている。
て従って反応器に加えうるKOHiliおよび濃度に関
してより犬なる一通性を可能ならしめること、 2)反応器内容物の湿潤化特性を教書させそして従って
プロセス流へにより良好なtlt、n注を与えること、 3)固体状1a塩反応成分の懸濁および脱フロキュレー
7ヨン性を改善させそして反応嚢中において−J−均質
な反応混合物スラIJ −(2111合を与えそして方
法装置のデッドスポットおよびプラグ形成t−最小とす
ること1 4)大規模操作スケールにおける鉄酸カリウム結晶性沈
殿の江刺性cpourabt1it、y)、trs3m
特性および取扱い性を改善させること、 5)反応混合物中のある柚の不純物例えば痕跡量ノ重金
属およびアルカリ土類を結合させること、そして 6)処理装置の腐食t−阻止するとと・アルカリ金属沃
素含有塩は、陰イオンとしてニー、IO2”、工04−
まf:、はH2104”” を含有しうるOこれら初め
の3横の陰イオンの各々は次亜塩素#R塩浴液に入社ら
れた場合その場でH2工06−5またはH2I201
o−’ を形成する0例えばアルカリ金属沃素含有塩例
えば区工、Na工、KIO3% NIL:[0!L s
KIO0およびlia工04は次亜塙木#R塩溶液に入
社られた際その場で相当するアルカリ金属、Cう過沃素
酸@(例えばKIIH2工04鷹九04鷹L3H2工0
6)を形成する。過沃素酸イオンがどのようにして安定
剤として作用するかは正確に扛知られていないけれども
〜そ2′L#′i鉄酸カリウムとH2Oとの反応を阻止
するかiたは七n自体が珪酸塩安定剤により隠蔽さnな
かった不純物と反応すると信じられている。
その他の鉄酸塩安定剤が使用さnる場合には、銅、金ま
たは嫁またはその塩(+1. +2ま九は+5の酸化状
態)を使用することも好ましい。
たは嫁またはその塩(+1. +2ま九は+5の酸化状
態)を使用することも好ましい。
こ扛ら5@のイオンは他の安に剤とコンプレックスを形
成するらしく、そしてそのようなコンプレックスは鉄a
12塩形成反応速度を上昇させつつ鉄酸イオン安定性を
上昇させると考えらnる。
成するらしく、そしてそのようなコンプレックスは鉄a
12塩形成反応速度を上昇させつつ鉄酸イオン安定性を
上昇させると考えらnる。
コストの故に銅およびその塩が最も好ましい。
勿論、鋼、金または銀をまず他の安定剤とコンプレック
ス形成させそしてこのコンプレックス七鉄酸反応に加え
ることができるe 鉄酸塩反応パラメーター 5樵の反応成分は任意の順序でflに酸塩反応器に加え
ることができる。好ましくはKOHの少くとも一部を最
初に反応器に入nる。その理由は七nが反応のための溶
媒としても作用するからである0次いで気体状または液
体状ot2を好ましくは泡として通すかまたはいずれか
の通常の手段によって液体反応混合物に通して加える。
ス形成させそしてこのコンプレックス七鉄酸反応に加え
ることができるe 鉄酸塩反応パラメーター 5樵の反応成分は任意の順序でflに酸塩反応器に加え
ることができる。好ましくはKOHの少くとも一部を最
初に反応器に入nる。その理由は七nが反応のための溶
媒としても作用するからである0次いで気体状または液
体状ot2を好ましくは泡として通すかまたはいずれか
の通常の手段によって液体反応混合物に通して加える。
次いで固体状第2鉄塩または液体状第2鉄塩溶液をいず
れかの通常の手段によシ加える・こnらすべて3種の反
応成分の添加速度は以下に説明さnているようKしてモ
ニターさnるべきである。同様に鉄酸塩安定剤を第2鉄
塩と同時に加えそしてその添加速[を通常の手RKよυ
追跡させるべきである。また酸化剤としては次亜堪X敵
塩よシも塩素が好ましい、その塩山は塩素はより速やか
に反応するようで69、連続法で使用することがよシ容
易であ〕そして製造のための余分の前段階t−必必要し
ないからである。
れかの通常の手段によシ加える・こnらすべて3種の反
応成分の添加速度は以下に説明さnているようKしてモ
ニターさnるべきである。同様に鉄酸塩安定剤を第2鉄
塩と同時に加えそしてその添加速[を通常の手RKよυ
追跡させるべきである。また酸化剤としては次亜堪X敵
塩よシも塩素が好ましい、その塩山は塩素はより速やか
に反応するようで69、連続法で使用することがよシ容
易であ〕そして製造のための余分の前段階t−必必要し
ないからである。
添付図面に示さtている鉄酸カリウムの製造のための遵
M法の開始のために虻よ、 KOHおよびat2rrz
クロル/フルカリ膜タイプ[解セル中で製造されそして
直接鉄酸−反応器に送らnる。
M法の開始のために虻よ、 KOHおよびat2rrz
クロル/フルカリ膜タイプ[解セル中で製造されそして
直接鉄酸−反応器に送らnる。
第2鉄塩および鉄酸塩安定剤も筐た直接反応器に送らn
る。鉄!!1i!塩の製造のための連続法の開始後は、
未便用KOHおよび未反応KOC1を便用さnfc安定
安定化一部と共に反応後の処理段階から反応器に再循環
させることが有利である。
る。鉄!!1i!塩の製造のための連続法の開始後は、
未便用KOHおよび未反応KOC1を便用さnfc安定
安定化一部と共に反応後の処理段階から反応器に再循環
させることが有利である。
従ってそのような再循環anからの反応成分および安定
剤の添加速度もまた追跡(モニター)さnるべきであシ
そして鉄酸塩反応器中に存在する全体量中における七扛
らの童を考慮すべきである。
剤の添加速度もまた追跡(モニター)さnるべきであシ
そして鉄酸塩反応器中に存在する全体量中における七扛
らの童を考慮すべきである。
反応器に添加さ扛る反応成分モル比は一般には添加Ot
2/添加第2鉄塩として約1.511〜約50:1モル
、そして添7111 KOH/添加路2鉄塩として約1
0=1〜約60:1モルであシうる。好ましいモル比は
約2:1〜約15:1モルのOt2/第2/塩および約
15=1〜約50=1モルのKOH/添加第2鉄塩であ
る。より小さいOt2 /第2鉄塩ま九は[011/第
二鉄塩モル比の使用はよシ低い生成物収率を生じうる。
2/添加第2鉄塩として約1.511〜約50:1モル
、そして添7111 KOH/添加路2鉄塩として約1
0=1〜約60:1モルであシうる。好ましいモル比は
約2:1〜約15:1モルのOt2/第2/塩および約
15=1〜約50=1モルのKOH/添加第2鉄塩であ
る。より小さいOt2 /第2鉄塩ま九は[011/第
二鉄塩モル比の使用はよシ低い生成物収率を生じうる。
一方より大なるモル比の便用は反応器に戻すより大なる
再循環流nおよび多量の未反応KOHt 良はKQOt
の未便用tたはその両者を必然的に生ぜしめうる。また
より大なるモル比のat2の便用は反応成分の分解を生
ぜしめうる。
再循環流nおよび多量の未反応KOHt 良はKQOt
の未便用tたはその両者を必然的に生ぜしめうる。また
より大なるモル比のat2の便用は反応成分の分解を生
ぜしめうる。
本発明の好ましい一態様においては、反応器の一つよシ
多くの段階でKOHを加えること、ま九はよシ多量の[
01を反応段階の直後に加えることがiましい、特定的
には、反応の111段階のKOH@匿を反応温合物の約
20〜約40重量%、よシ好ましくは約25〜約35重
量%水準に保つことが好ましい。こtらのKOHlli
は1ooz形成およびそ扛に続<K2Fθ04形成反応
に対してより適当であると侶じらn、6゜しかしながら
こnらKOHfi度においては有意盪のに2Fe04が
可溶性であり、そしてこnは以下に論じらnる固体の分
離および回収を使用して′:6易に回収することができ
ない。従ってKOH濃iを少くとも反応混合物の約50
重電%以上、好ましくは約65〜約50重菫%に調整子
ゐことが孟ましい。
多くの段階でKOHを加えること、ま九はよシ多量の[
01を反応段階の直後に加えることがiましい、特定的
には、反応の111段階のKOH@匿を反応温合物の約
20〜約40重量%、よシ好ましくは約25〜約35重
量%水準に保つことが好ましい。こtらのKOHlli
は1ooz形成およびそ扛に続<K2Fθ04形成反応
に対してより適当であると侶じらn、6゜しかしながら
こnらKOHfi度においては有意盪のに2Fe04が
可溶性であり、そしてこnは以下に論じらnる固体の分
離および回収を使用して′:6易に回収することができ
ない。従ってKOH濃iを少くとも反応混合物の約50
重電%以上、好ましくは約65〜約50重菫%に調整子
ゐことが孟ましい。
このKOH#に度の―贅は反応混合物中に最小量0K2
Fe041.か溶解していないこと、そして従って最小
量の生成物の再循環が行わnることを確実ならしめる。
Fe041.か溶解していないこと、そして従って最小
量の生成物の再循環が行わnることを確実ならしめる。
反応器に加えら扛る安定剤の安定化作用割合は添加され
る特定の安定剤lたはその混合物、反応混合物中で製造
さnる鉄酸カリウムの量、使用さrLる反応成分の量訃
よひその多のファクターに依存する・その量鉱反応器中
および精製工程の間1形成きれた鉄酸カリウムの実質的
量(すなわち理論量の75%以上)を分解から保−する
ために充分なものであるべきである。アルカリ金属珪酸
塩、アルカリ金属沃素含有塩の組合せt 0u(1)塩
と共kかまたはこれなしで使用する場合には、反応器中
に存在する反応混合物の約α01〜約1重量%、より好
ましくは約α05〜約l15重量%量の珪ta塩を使用
し、そして反応器中の反応1合物の約α01〜約(L2
重量%、よ〕好ましくは約α04〜約11重量%量の沃
素含有塩を使用するのが好ましい・反応器中の反応混合
物の約α001〜約α05重量%、より好ましくは約1
005〜約α04重量%の慮の鋼(1)塩t−便用する
のが好ましい、しかしながらOu 、ムut九はムgF
iこれら金属とコンプレックスを形成する安定剤も筐良
存在している場合にのみ使用さnるべきであるというこ
とをm識すべきである。
る特定の安定剤lたはその混合物、反応混合物中で製造
さnる鉄酸カリウムの量、使用さrLる反応成分の量訃
よひその多のファクターに依存する・その量鉱反応器中
および精製工程の間1形成きれた鉄酸カリウムの実質的
量(すなわち理論量の75%以上)を分解から保−する
ために充分なものであるべきである。アルカリ金属珪酸
塩、アルカリ金属沃素含有塩の組合せt 0u(1)塩
と共kかまたはこれなしで使用する場合には、反応器中
に存在する反応混合物の約α01〜約1重量%、より好
ましくは約α05〜約l15重量%量の珪ta塩を使用
し、そして反応器中の反応1合物の約α01〜約(L2
重量%、よ〕好ましくは約α04〜約11重量%量の沃
素含有塩を使用するのが好ましい・反応器中の反応混合
物の約α001〜約α05重量%、より好ましくは約1
005〜約α04重量%の慮の鋼(1)塩t−便用する
のが好ましい、しかしながらOu 、ムut九はムgF
iこれら金属とコンプレックスを形成する安定剤も筐良
存在している場合にのみ使用さnるべきであるというこ
とをm識すべきである。
ある場合には鋼(III塩と共に沃素を有−を使用する
ことが好ましい。そのような、コンプレックスはモル比
で約2:1〜約100:1より有利には約5:1〜約2
0=1の沃素含M塩/鋼(II塩を包含する。
ことが好ましい。そのような、コンプレックスはモル比
で約2:1〜約100:1より有利には約5:1〜約2
0=1の沃素含M塩/鋼(II塩を包含する。
良好な収率でそして生成物の分解を伴なうことなしで鉄
酸カリウムを形成させる次めKは、反応器温度を約0@
〜約50℃の闇に保つべきである。よシ良好な収率およ
びょシ低い分解の可能性のためには好筐しくはこの反応
温度は約10°〜約45℃に保持さnることができ、そ
してよシ好ましくはそれは約20@〜約400の範囲に
保持さnることができる。反応ITFK#′iそのよう
な温度を保持せしめる次めに冷却手段例え ゛ば冷水
ジャケットが付さnているべきである。
酸カリウムを形成させる次めKは、反応器温度を約0@
〜約50℃の闇に保つべきである。よシ良好な収率およ
びょシ低い分解の可能性のためには好筐しくはこの反応
温度は約10°〜約45℃に保持さnることができ、そ
してよシ好ましくはそれは約20@〜約400の範囲に
保持さnることができる。反応ITFK#′iそのよう
な温度を保持せしめる次めに冷却手段例え ゛ば冷水
ジャケットが付さnているべきである。
好ましい反応器圧力はコストの故に大気圧である。しか
しながらある場合には大気圧以上また拡大気圧以下の圧
力も適当であ)うる・形成される鉄酸カリウムの反応器
中のy−w均滞留時間は副生成物XOZシよびH2O、
反応&へOt2または反応中間体KOOLおよびFe(
OH)iのいずれかとの反応による可能性ある分解を避
けるためには短いものであるべきである。K2F・04
の反応器中の好ましい滞留時間は約300分以下、よシ
好ましくは約180分以下である0反応混合物からの迅
速なに3F・04の除去は生成物の分解の可能性を低下
させる。
しながらある場合には大気圧以上また拡大気圧以下の圧
力も適当であ)うる・形成される鉄酸カリウムの反応器
中のy−w均滞留時間は副生成物XOZシよびH2O、
反応&へOt2または反応中間体KOOLおよびFe(
OH)iのいずれかとの反応による可能性ある分解を避
けるためには短いものであるべきである。K2F・04
の反応器中の好ましい滞留時間は約300分以下、よシ
好ましくは約180分以下である0反応混合物からの迅
速なに3F・04の除去は生成物の分解の可能性を低下
させる。
得られる反応混合物は反応器を出ていく際に好ましくは
約1〜約10重量%、よp好ましく祉約2〜約6重t%
の鉄酸カリウムを含有しているべきである口約1重量%
以下の[27・04【含有する反応混合物は精製するの
が非経済的であシそして約6重i%以上のに2Fθ04
t−含有する混合物は分解の問題に遭遇すると伯じられ
ている。
約1〜約10重量%、よp好ましく祉約2〜約6重t%
の鉄酸カリウムを含有しているべきである口約1重量%
以下の[27・04【含有する反応混合物は精製するの
が非経済的であシそして約6重i%以上のに2Fθ04
t−含有する混合物は分解の問題に遭遇すると伯じられ
ている。
固体分離段階
前述したように、鉄改堪反応tiを出ていく反応混合物
は液体部分および固体(すなわち不溶性)部分を包含し
ている。液体部分は未反応KOH%未反応KO01%H
20、少電の可溶性KO1およびKOVH20反応混合
物に可溶の小割合のに2Pe04生成物を含有している
。固体相は未反応中間体たるFe(OH)xおよび不溶
性副生成*友るKitと共に固体状に2Fe04生底物
を包宮している。
は液体部分および固体(すなわち不溶性)部分を包含し
ている。液体部分は未反応KOH%未反応KO01%H
20、少電の可溶性KO1およびKOVH20反応混合
物に可溶の小割合のに2Pe04生成物を含有している
。固体相は未反応中間体たるFe(OH)xおよび不溶
性副生成*友るKitと共に固体状に2Fe04生底物
を包宮している。
反応器中で実施さnないにしても反応混合物のKOH濃
度は、好ましぐは反応混合物の少くとも約30重量%、
よシ好ましくは約55〜約45重量%まで上昇せしめら
rする。このKOH一度の栖整は液体部分中のに2Fe
04瀘を低下させ、そして不溶性部分中のtt″上昇せ
しめる。丈に固体状に2F’eO4の形成を最大とする
ためKは反応混合物の温度を約5°〜20℃まで低下さ
せることが有利であろう。
度は、好ましぐは反応混合物の少くとも約30重量%、
よシ好ましくは約55〜約45重量%まで上昇せしめら
rする。このKOH一度の栖整は液体部分中のに2Fe
04瀘を低下させ、そして不溶性部分中のtt″上昇せ
しめる。丈に固体状に2F’eO4の形成を最大とする
ためKは反応混合物の温度を約5°〜20℃まで低下さ
せることが有利であろう。
固体中に混入した少量の液体と共にこの反応混合物の固
体部分はいずれかの通常の固体/液体分離技術により液
体部分から分離させることができる。遠心および濾過が
好ましい方法である。遠心がよシ好ましい・その理由は
よシ高い生成物収率が得られそしてよシ短い時間しがか
からないからである。εの固体/液体分離は、鉄酸塩生
成物の分解を阻止するためには、鉄酸堝反比器を離れる
反応混合物に関して厘ちK(例えば5分以内K)達成さ
れるべきである。
体部分はいずれかの通常の固体/液体分離技術により液
体部分から分離させることができる。遠心および濾過が
好ましい方法である。遠心がよシ好ましい・その理由は
よシ高い生成物収率が得られそしてよシ短い時間しがか
からないからである。εの固体/液体分離は、鉄酸塩生
成物の分解を阻止するためには、鉄酸堝反比器を離れる
反応混合物に関して厘ちK(例えば5分以内K)達成さ
れるべきである。
分離さnた固体部分を次いでに2F・0sfl!r解段
階に移す0分離された液体部分は捨てるかま次はKOH
のその他の反応の九めに鉄M塩反応fFK再伽壌せしめ
られる0反応器中にMtL<ない水の蓄積を阻止するた
めには反応器に再′ok壊させる前にこの液体部分中に
存在するH2Oの少くとも一部を除去することが望まし
い。この副生成物および過剰の水の除去は−を−低い温
度(例えば10〜40℃)の真空蒸発により達成するこ
とがで話る。
階に移す0分離された液体部分は捨てるかま次はKOH
のその他の反応の九めに鉄M塩反応fFK再伽壌せしめ
られる0反応器中にMtL<ない水の蓄積を阻止するた
めには反応器に再′ok壊させる前にこの液体部分中に
存在するH2Oの少くとも一部を除去することが望まし
い。この副生成物および過剰の水の除去は−を−低い温
度(例えば10〜40℃)の真空蒸発により達成するこ
とがで話る。
鉄酸カリウム溶解段階
に2Fe04は反応混合物の固体部分中でKOlおよび
F13(OH)3と組合さnているのであるから、こn
ら2mの不純物からに2Fe04t−分別させることが
必要である。x2peo4は希求性KO)I K比較的
可溶であり、一方KOjおよびF’a(OH)3はより
不溶性に留まるのであるから、この分離は反応混合物の
不溶性部分を希求性KOH浴欲に加えることKより達成
することができる。一般に約5%〜約25%のKOH濃
度を使用しうる。より好ましくは約10〜約20重量%
が使用さnる。
F13(OH)3と組合さnているのであるから、こn
ら2mの不純物からに2Fe04t−分別させることが
必要である。x2peo4は希求性KO)I K比較的
可溶であり、一方KOjおよびF’a(OH)3はより
不溶性に留まるのであるから、この分離は反応混合物の
不溶性部分を希求性KOH浴欲に加えることKより達成
することができる。一般に約5%〜約25%のKOH濃
度を使用しうる。より好ましくは約10〜約20重量%
が使用さnる。
この溶解段階の間液体および固体は、好ましくは次の段
階で残存する不溶物からKOl中の可溶性に2Fe04
の分離を最大にするために、比較的暖い温度(例えば2
0°〜50℃)に保持される。
階で残存する不溶物からKOl中の可溶性に2Fe04
の分離を最大にするために、比較的暖い温度(例えば2
0°〜50℃)に保持される。
またこの段階の間に鉄wR塩安定化剤を加えることが望
ましいかもしnない。
ましいかもしnない。
KOtおよびFe(OB)1分別段階
主としてXatおよびWe(OH)5を包含する不溶物
は次いでいすnかの通常の固体/液体分離技術によって
主としてKOHとに2Fe04とを包含する液相から分
離される。濾過または遠心が好ましい方法である。x2
1・04の連続的製造に対しては遠心がよル好ましい。
は次いでいすnかの通常の固体/液体分離技術によって
主としてKOHとに2Fe04とを包含する液相から分
離される。濾過または遠心が好ましい方法である。x2
1・04の連続的製造に対しては遠心がよル好ましい。
gotおよび1・(OH)iは膜セル塩水処虐Kjj4
.さn%ζこで101 FiKOHおよびO42を生成
する電解段階KR用すべくSaされる。F・(on)5
は投棄することができるしまたは鉄酸塩反応機中で再使
用すべく再処理することができる。すべての不浴a珪鹸
−結合のまたはその他の不溶性不純物はKOlおよびF
e(OH)3と共に塩水精製系に戻されそして投棄さr
tあるいは再処理さ扛る。
.さn%ζこで101 FiKOHおよびO42を生成
する電解段階KR用すべくSaされる。F・(on)5
は投棄することができるしまたは鉄酸塩反応機中で再使
用すべく再処理することができる。すべての不浴a珪鹸
−結合のまたはその他の不溶性不純物はKOlおよびF
e(OH)3と共に塩水精製系に戻されそして投棄さr
tあるいは再処理さ扛る。
K2’Fe04沈皺5vi
KOtの大部分および実電的にすべてのPa((E)5
を好ましくはに2Fe04/ Kon浴液から分離し良
後、この水性KOH浴液からに2IFe04を分離する
ことが所望さrする。このことはこの比敏的V&漣なK
O■添液を非常に−厚なKOH浴液(すなわち約40〜
約55重t%KO)I t−1有する水性浴fL)とか
またはより濃厚なKOHのスラリーまたは固体と合する
ことにより容易に達成されうる・得られる混合物が充分
なKOH−置t−有している場合(すなわち少くとも約
50ム遮%)、七の俗解反差の故にに2IFe04の結
晶は沈殿するがしかし残存[04のほとんどは油液状t
UC留b(fJ、ムm −Oh6m *8oc、J第7
5巻第1579〜1381貢(1951)参照〕、この
に2Fe04の結晶化および沈殿はその他の手段例えば
KOH飽和段階の間の溶液の冷却、K2Fe04の核形
成種子結晶ま九社安定剤の添加または真空蒸発の使用に
より助成させることができる。約−20℃〜20℃の範
囲の溶液温度が好ましい。冷却は通常のいずれかの手段
により実施さnうる。
を好ましくはに2Fe04/ Kon浴液から分離し良
後、この水性KOH浴液からに2IFe04を分離する
ことが所望さrする。このことはこの比敏的V&漣なK
O■添液を非常に−厚なKOH浴液(すなわち約40〜
約55重t%KO)I t−1有する水性浴fL)とか
またはより濃厚なKOHのスラリーまたは固体と合する
ことにより容易に達成されうる・得られる混合物が充分
なKOH−置t−有している場合(すなわち少くとも約
50ム遮%)、七の俗解反差の故にに2IFe04の結
晶は沈殿するがしかし残存[04のほとんどは油液状t
UC留b(fJ、ムm −Oh6m *8oc、J第7
5巻第1579〜1381貢(1951)参照〕、この
に2Fe04の結晶化および沈殿はその他の手段例えば
KOH飽和段階の間の溶液の冷却、K2Fe04の核形
成種子結晶ま九社安定剤の添加または真空蒸発の使用に
より助成させることができる。約−20℃〜20℃の範
囲の溶液温度が好ましい。冷却は通常のいずれかの手段
により実施さnうる。
K2?e04IgI収段階
に2Fe04結晶を沈殿させた後、それらを通常の固体
/液体分離技術によル水性KOH浴液から公庫させるこ
とができる。ここでもまた−過および遠心が好ましい方
法であるが、連続的操作に対しては後者がより好ましい
。
/液体分離技術によル水性KOH浴液から公庫させるこ
とができる。ここでもまた−過および遠心が好ましい方
法であるが、連続的操作に対しては後者がより好ましい
。
飽和水性KOH溶液は投棄することができるし鉄酸反応
器またはこの方法のその他の段階に再循環させることが
できるしまたはその両方を実施することかできる。この
分離されたKOH溶液の濃度は比較的高い(すなわち約
3531蓋%以上)のでそnは鉄は反応器中でかまたは
その直後にKOH濃度の上昇−蜂に使用することができ
るO 分離さ扛たに2Fθ04の結晶は前ii+2便用のため
に使用しうるしまたは史にn製させることができる。こ
れらの結晶は千nらの構造中に摘果された若干のKOH
%H20および多分KO6を有しているかもし扛ないの
で、そnらを*に精製することが好ましい。任意の適当
な絹製法またはその組合せ1r便用して不純物を除去し
そしてそれによって分解反応が生ずるのtm止しそして
に2F’e04生底物の安定性を上昇させることができ
る。
器またはこの方法のその他の段階に再循環させることが
できるしまたはその両方を実施することかできる。この
分離されたKOH溶液の濃度は比較的高い(すなわち約
3531蓋%以上)のでそnは鉄は反応器中でかまたは
その直後にKOH濃度の上昇−蜂に使用することができ
るO 分離さ扛たに2Fθ04の結晶は前ii+2便用のため
に使用しうるしまたは史にn製させることができる。こ
れらの結晶は千nらの構造中に摘果された若干のKOH
%H20および多分KO6を有しているかもし扛ないの
で、そnらを*に精製することが好ましい。任意の適当
な絹製法またはその組合せ1r便用して不純物を除去し
そしてそれによって分解反応が生ずるのtm止しそして
に2F’e04生底物の安定性を上昇させることができ
る。
そのような洗、?l$段階に対して好ましい有euii
媒としてはスルホキシド例えばジメチぷスルホキシド(
DM80 )%ジエチルスルホキシド、ジベンゾスルホ
キシド、ジメチルスルホン、スルホラン(テトラヒドロ
チオフェン1.1−ジオキシド)およびアルコール例え
ばメタノール、エタノール、イソプロ/(ノールおよび
第2級ブタノールがあげらnることが見出された。実賞
的に無水の有機浴媒俗液を使用することが重要である(
すなわちスルホキシドその他に対して#′i、1重量%
を越えないH2Oが存在すること、そしてアルコールに
対してはα1%を越えない)・有機溶媒の水性溶液は適
当ではない。その理由はH2OFi鉄酸カリウムの分解
を生ぜしめるからである。またに21Fe04と有機溶
媒の長時間接触もまた望ましくないことt−m解重べき
である・その理由は幻F・04のような強い酸化剤は最
終的には前記溶媒のような比軟的不活性な化合物とも反
応するからであり、そして勿論有機沿線例えば反応成分
は鉄酸塩の分解反応を開始させうるような有害な金楓お
よび有機不純物を実實的に官有しないものであるべきで
ある。
媒としてはスルホキシド例えばジメチぷスルホキシド(
DM80 )%ジエチルスルホキシド、ジベンゾスルホ
キシド、ジメチルスルホン、スルホラン(テトラヒドロ
チオフェン1.1−ジオキシド)およびアルコール例え
ばメタノール、エタノール、イソプロ/(ノールおよび
第2級ブタノールがあげらnることが見出された。実賞
的に無水の有機浴媒俗液を使用することが重要である(
すなわちスルホキシドその他に対して#′i、1重量%
を越えないH2Oが存在すること、そしてアルコールに
対してはα1%を越えない)・有機溶媒の水性溶液は適
当ではない。その理由はH2OFi鉄酸カリウムの分解
を生ぜしめるからである。またに21Fe04と有機溶
媒の長時間接触もまた望ましくないことt−m解重べき
である・その理由は幻F・04のような強い酸化剤は最
終的には前記溶媒のような比軟的不活性な化合物とも反
応するからであり、そして勿論有機沿線例えば反応成分
は鉄酸塩の分解反応を開始させうるような有害な金楓お
よび有機不純物を実實的に官有しないものであるべきで
ある。
従来技術法はK 2 Fe O4の精製のためにベンゼ
ン洗浄および七〇に続くエタノール洗#全便用している
〔「Inorganio OhemistryJm 1
1巻g1904〜1908真(1972))がしかしベ
ンセ/はある場合には環境的に許容できないことが見出
さnている。その代りに、本発明の好ましい態様の一つ
は最初にに2Fθ04の不純な結晶の洗浄のために無水
DMSOt便川し次便用、無水メタノールで洗うことを
包含する。DMSO洗浄は鉄酸カリウム含有固体を破壊
させそしてに2Fe041晶中の不純物特にH2Ot−
可溶化させる。結晶からKOHを可溶化させそしてこれ
を除去するためにはDM80よりもメタノールが好まし
いか、しかし少量の水の存在if K2Fe04 t−
L”てメタノールを迅速にホルムアルデヒドに酸化せし
めうる・ 有機溶媒によるに2ν・04の好ましい洗浄法は単K
K2F・04結昌を有機溶媒浴に加え、そして不純物を
に2νe04結晶から溶解そして分離させるに充分な接
触時間を与えることである。不純物の溶解速度を上昇さ
せる九めに好ましくは攪mtv用した浸出、抽出または
その他の遍歯な処理装置がこの精製法に対して有用であ
りうる。この接触時間の経過した後[27・o4結晶を
例えば遠心のような通常の液体/固体分離技術によシ溶
媒から除去させることができる・ に2Fe04を有機溶媒で洗った後、そnを真空蒸発、
エーテル洗浄、ま九はトレー、ドラムまたはロータリー
ドライヤーまたれその組合の使用を営むいすnかの化学
乾燥法によシ残存する有機#!媒を除去させることがで
きゐ。DM80およびメタノールによる抽出の後、この
区21・04拡大気圧下に約50@〜100℃のよシ高
温で乾燥させることかできる。この結果は通常の加熱ト
レー、ドラムまたはロータリードライヤーの使用を可能
ならしめ、より費用のががるかまたはより長い乾燥時間
を有する真g!または低温蒸発を除外せしめる。
ン洗浄および七〇に続くエタノール洗#全便用している
〔「Inorganio OhemistryJm 1
1巻g1904〜1908真(1972))がしかしベ
ンセ/はある場合には環境的に許容できないことが見出
さnている。その代りに、本発明の好ましい態様の一つ
は最初にに2Fθ04の不純な結晶の洗浄のために無水
DMSOt便川し次便用、無水メタノールで洗うことを
包含する。DMSO洗浄は鉄酸カリウム含有固体を破壊
させそしてに2Fe041晶中の不純物特にH2Ot−
可溶化させる。結晶からKOHを可溶化させそしてこれ
を除去するためにはDM80よりもメタノールが好まし
いか、しかし少量の水の存在if K2Fe04 t−
L”てメタノールを迅速にホルムアルデヒドに酸化せし
めうる・ 有機溶媒によるに2ν・04の好ましい洗浄法は単K
K2F・04結昌を有機溶媒浴に加え、そして不純物を
に2νe04結晶から溶解そして分離させるに充分な接
触時間を与えることである。不純物の溶解速度を上昇さ
せる九めに好ましくは攪mtv用した浸出、抽出または
その他の遍歯な処理装置がこの精製法に対して有用であ
りうる。この接触時間の経過した後[27・o4結晶を
例えば遠心のような通常の液体/固体分離技術によシ溶
媒から除去させることができる・ に2Fe04を有機溶媒で洗った後、そnを真空蒸発、
エーテル洗浄、ま九はトレー、ドラムまたはロータリー
ドライヤーまたれその組合の使用を営むいすnかの化学
乾燥法によシ残存する有機#!媒を除去させることがで
きゐ。DM80およびメタノールによる抽出の後、この
区21・04拡大気圧下に約50@〜100℃のよシ高
温で乾燥させることかできる。この結果は通常の加熱ト
レー、ドラムまたはロータリードライヤーの使用を可能
ならしめ、より費用のががるかまたはより長い乾燥時間
を有する真g!または低温蒸発を除外せしめる。
この乾燥固体状に2Fθ04生成物は直ちに1j!用す
ることができるしま次はそn以後の使用のために密封容
器中に保存することができる。
ることができるしま次はそn以後の使用のために密封容
器中に保存することができる。
生成物
乾燥鉄酸カリウムは黒紫色粉末であシそしてこnは約2
00℃に熱分解温度を有している。
00℃に熱分解温度を有している。
そnは水に非常に可溶性であって血赤色溶液を与える。
鉄酸カリウムの水浴液は放置すると分解してImjkを
発生しそして水酸化カリウムおよび水鈑化第2鉄を与え
る。K2Fe04は高置にアルカリ性溶液中で低濃度そ
して約50c以下の温度では安定である・ 以下の実施例に記載の乾燥鉄酸カリウム生成物の安定性
試験は室温において密閉容器内保存の場合には6週間以
上たっても94重量%に2Fe04生成物の活性には有
意の損失がないことを示したO 水性溶液中でのα0001〜α0002モル温度のK
2 Fe O4のその他の安定性試験(約11〜12の
pH)は以下に記載されているが、これはアルカリ金属
沃素含有塩例えばパラ沃木酸す) IJウム、アルカリ
金属珪酸塩例えばメタ珪酸ナトリウム5水和物および0
u(j)塩例えばOu O12の次亜堝3Ic#R11
!の存在下の組合せ便用が鉄酸塩含有水性溶液に優れた
安定性を与えることを示している。
発生しそして水酸化カリウムおよび水鈑化第2鉄を与え
る。K2Fe04は高置にアルカリ性溶液中で低濃度そ
して約50c以下の温度では安定である・ 以下の実施例に記載の乾燥鉄酸カリウム生成物の安定性
試験は室温において密閉容器内保存の場合には6週間以
上たっても94重量%に2Fe04生成物の活性には有
意の損失がないことを示したO 水性溶液中でのα0001〜α0002モル温度のK
2 Fe O4のその他の安定性試験(約11〜12の
pH)は以下に記載されているが、これはアルカリ金属
沃素含有塩例えばパラ沃木酸す) IJウム、アルカリ
金属珪酸塩例えばメタ珪酸ナトリウム5水和物および0
u(j)塩例えばOu O12の次亜堝3Ic#R11
!の存在下の組合せ便用が鉄酸塩含有水性溶液に優れた
安定性を与えることを示している。
鉄酸カリウム反応器スラリーの更にその他の安定性試験
は以下に記載されておシ、これヰ1樵筐たはそれ以上の
鉄酸塩安定剤を存在せしめたに2Fθo4含有流nの優
nたプロセス流れ安定性を示している。
は以下に記載されておシ、これヰ1樵筐たはそれ以上の
鉄酸塩安定剤を存在せしめたに2Fθo4含有流nの優
nたプロセス流れ安定性を示している。
好適な連続法
本発明の好ましい態様は図面に示さnている連続法であ
る。一般に本法による鉄酸カリウムの連続的製造は鉄酸
反応器中で約60〜約90重量%の単一パス変換率を与
える。本法による固体状に2Fe04生底物の単一・ぞ
ス回収は通常鉄酸反応器中に使用さnfc第2鉄−11
基準の理論値の約25〜約60重蓋%である。しかしな
がら本発明のこの態様の大なる利点は未回収生成物の実
質的にすべてを鉄ば反応器に再循環させることができ、
そしてmi的には回収しうるということでToる。
る。一般に本法による鉄酸カリウムの連続的製造は鉄酸
反応器中で約60〜約90重量%の単一パス変換率を与
える。本法による固体状に2Fe04生底物の単一・ぞ
ス回収は通常鉄酸反応器中に使用さnfc第2鉄−11
基準の理論値の約25〜約60重蓋%である。しかしな
がら本発明のこの態様の大なる利点は未回収生成物の実
質的にすべてを鉄ば反応器に再循環させることができ、
そしてmi的には回収しうるということでToる。
図面に関して述べるに、第2鉄塩、塩素ガス、水性KO
H溶液および少くとも1櫨の鉄線安定剤化合物のすべて
を鉄酸反応器に加えて鉄酸カリラムおよび副生成物たる
H2OおよびKOAを生成させる。鉄酸反応器は反応成
分また社生成物の単独または組合せによる攻撃に対して
耐性の材料からつくられていなくてはならない、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルまたはフルオ
ロカーボンプラスチックが適当でありうる。この反応6
KFi反応温度を約0@〜約50℃の範囲に保持させる
ための冷却手段を取シ付けられているべきである・この
反応器には適当な攪拌手段例えば機械的攪拌機が付され
ているべきである。
H溶液および少くとも1櫨の鉄線安定剤化合物のすべて
を鉄酸反応器に加えて鉄酸カリラムおよび副生成物たる
H2OおよびKOAを生成させる。鉄酸反応器は反応成
分また社生成物の単独または組合せによる攻撃に対して
耐性の材料からつくられていなくてはならない、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルまたはフルオ
ロカーボンプラスチックが適当でありうる。この反応6
KFi反応温度を約0@〜約50℃の範囲に保持させる
ための冷却手段を取シ付けられているべきである・この
反応器には適当な攪拌手段例えば機械的攪拌機が付され
ているべきである。
反応パラメーターは前記範囲内KToるべきである。1
に反応器中の次亜塩素鍍カリウム濃度もまた追跡するの
がよく、そして好ましくは全反応混合物の約12〜約1
6重量%の範囲に保持される。
に反応器中の次亜塩素鍍カリウム濃度もまた追跡するの
がよく、そして好ましくは全反応混合物の約12〜約1
6重量%の範囲に保持される。
連続法の開始の間、水性KOH@液を好ましくは第一に
反応器に加える。次いで繭記範咄のxootおよびKO
Hの連続水準が11FIi:、されるまで塩素ガスを加
える。次いで鉄酸カリウムl1II度が反応器中の全反
応混合物の約A5〜5.0重蓋%となるまで第2鉄tJ
i(例えはxoot5 )を鉄隊安定剤化合物と共に加
える。次いで図面に歓記した分離および回収法1−2用
して連続的製造を開始させる。
反応器に加える。次いで繭記範咄のxootおよびKO
Hの連続水準が11FIi:、されるまで塩素ガスを加
える。次いで鉄酸カリウムl1II度が反応器中の全反
応混合物の約A5〜5.0重蓋%となるまで第2鉄tJ
i(例えはxoot5 )を鉄隊安定剤化合物と共に加
える。次いで図面に歓記した分離および回収法1−2用
して連続的製造を開始させる。
図示さnているように塩素ガスおよび水性KOH溶液は
好ましくは開始Q間Kaタイプクロル/アルカリ電解セ
ルから加えられる。このタイプの電解セルは周知であり
そしてこnは米国特許第4,254122号および四第
4,254925号各明細書に記載さnている。
好ましくは開始Q間Kaタイプクロル/アルカリ電解セ
ルから加えられる。このタイプの電解セルは周知であり
そしてこnは米国特許第4,254122号および四第
4,254925号各明細書に記載さnている。
本発明に使用さ扛ている電解セルは所望のOL2および
KO11反応成分會経揄的に生成させうるナイスおよび
電気的能力1有する市場的に入手可能な、または通常の
構成の膜タイプ電解セルである。この電解セルは強塩基
および強酸化剤試薬に対して耐性の材料から構成されて
いるべきである。セルの内@表面を、 KOH浴液およ
びot2 K耐性のプラスチック材料で裏張シすること
が望ましいかもしれない、またはこのセル全体をプラス
チック材料で構成させることができる。
KO11反応成分會経揄的に生成させうるナイスおよび
電気的能力1有する市場的に入手可能な、または通常の
構成の膜タイプ電解セルである。この電解セルは強塩基
および強酸化剤試薬に対して耐性の材料から構成されて
いるべきである。セルの内@表面を、 KOH浴液およ
びot2 K耐性のプラスチック材料で裏張シすること
が望ましいかもしれない、またはこのセル全体をプラス
チック材料で構成させることができる。
本性の実施に使用しうる特に有利な績タイプ電解セルは
セパレーターとして透過選択性陽イオン交換膜’tw用
する別個になったγノード液およびカソード液各ilt
有している・展区分の一方の側では、アノード液室は、
発生する塩素ガスのための出口、および区atアノード
液を仕込みこt′Lt−除去しまた鉱循壊させるための
入口および出口を有している・談区分の反対餉では、カ
ソード液室は、水酸化カリウム溶液のための入口および
出口、および水の電解によってカソードで遊離される氷
菓のための出口を有している・ 本発明に使用さnる電解セルは、バッチ式またはフロー
スルー系で操作することができる。
セパレーターとして透過選択性陽イオン交換膜’tw用
する別個になったγノード液およびカソード液各ilt
有している・展区分の一方の側では、アノード液室は、
発生する塩素ガスのための出口、および区atアノード
液を仕込みこt′Lt−除去しまた鉱循壊させるための
入口および出口を有している・談区分の反対餉では、カ
ソード液室は、水酸化カリウム溶液のための入口および
出口、および水の電解によってカソードで遊離される氷
菓のための出口を有している・ 本発明に使用さnる電解セルは、バッチ式またはフロー
スルー系で操作することができる。
後者の系においてはアノード猷またはカソード液または
両方を外部浴液保存容器に、そしてこれから連続的に循
環させることができる。
両方を外部浴液保存容器に、そしてこれから連続的に循
環させることができる。
図面においても示さnているように、第2鉄塩はいずn
かの適当な鉄源、例えばスクラップ鉄、スチールその他
から供給さ扛る。この鉄源は前記の通常の方法によって
変換さnそして精製されて実質的に純粋O@2妖塩とな
る。第2鉄塩が安定化作用量の鉄酸安定化作用化合物の
添加と同時に%ま友はその後で鉄酸反応6に加えられる
ことが重要である・この同時的添加は鉄酸分解の開始を
阻止しうる。
かの適当な鉄源、例えばスクラップ鉄、スチールその他
から供給さ扛る。この鉄源は前記の通常の方法によって
変換さnそして精製されて実質的に純粋O@2妖塩とな
る。第2鉄塩が安定化作用量の鉄酸安定化作用化合物の
添加と同時に%ま友はその後で鉄酸反応6に加えられる
ことが重要である・この同時的添加は鉄酸分解の開始を
阻止しうる。
鉄酸カリウム生成物が反応器中で所望の水準に達した時
点で反応混合物を反応器から連続的に除去する。この反
応混合物はに2Fe04 s KOL、H2O、KOH
%安定化作用添加剤、および反応中間体、水酸化鉄およ
びKoott−含有する液体/固体スラリーを包含して
いる。前記に論じられているように反応混合物中のKO
H濃度を好ましく祉少くとも55重量%ton 1で上
昇させ、そしてまたこnを好ましくは少くとも20℃箇
で冷却せしめる。
点で反応混合物を反応器から連続的に除去する。この反
応混合物はに2Fe04 s KOL、H2O、KOH
%安定化作用添加剤、および反応中間体、水酸化鉄およ
びKoott−含有する液体/固体スラリーを包含して
いる。前記に論じられているように反応混合物中のKO
H濃度を好ましく祉少くとも55重量%ton 1で上
昇させ、そしてまたこnを好ましくは少くとも20℃箇
で冷却せしめる。
除去された反応混合物の液体部分を可及的速やかに固体
部分から分離させてに2Fe04生成物である固体から
望ましからぬ量の水を除去すべきである。この分1ll
Iは好ましくはフィルタータイプの遍心によ)達成さn
る・ 反応混合物の分−された液体部分は鉄酸反応器に再循環
させることができる。この液体部分は未反応KOH%K
OO1および水をこの液体部分に可溶性の少量のK 2
71304と共に首肩している。従ってこの可溶性に2
1Fθ04は未回収生成物としては失わ7Lない。その
理由はこの過程中に1i)120の蓄積があり(水性K
OH浴猷から入ってくる水ならびに副生成物として形成
さnる水の故に)、こ扛およびその他の再循環流nから
水を除去することが必要かもしnないからである。こn
らの水の除去(図示さnていない)は約50℃以下の温
度での真空蒸発または他の適当な手段により達成するこ
とができる。
部分から分離させてに2Fe04生成物である固体から
望ましからぬ量の水を除去すべきである。この分1ll
Iは好ましくはフィルタータイプの遍心によ)達成さn
る・ 反応混合物の分−された液体部分は鉄酸反応器に再循環
させることができる。この液体部分は未反応KOH%K
OO1および水をこの液体部分に可溶性の少量のK 2
71304と共に首肩している。従ってこの可溶性に2
1Fθ04は未回収生成物としては失わ7Lない。その
理由はこの過程中に1i)120の蓄積があり(水性K
OH浴猷から入ってくる水ならびに副生成物として形成
さnる水の故に)、こ扛およびその他の再循環流nから
水を除去することが必要かもしnないからである。こn
らの水の除去(図示さnていない)は約50℃以下の温
度での真空蒸発または他の適当な手段により達成するこ
とができる。
分離さ扛た固体部分は比較的低濃度(すなわち約10〜
約20%)の水性KOH溶液をt有する鉄酸カリウム溶
解タンクに移さ扛る。このKOHは1楯またはそn以上
の鉄酸安定化作用化合物を含有しうる。固体部分をこの
タンクに加える。固体中の鉄酸カリウムはこの希KOH
溶液中&C溶解し、一方KOtおよびwe(OB)sは
実質的に固体として残る。このタンクには好ましくはに
2Pe04の溶解を助けるための攪拌手段および加熱手
段が付さnている。所望量のに27e04が溶解した後
、液体部分(第2液相)および固体部分(第2不溶性相
)を含有する水性スラリーをこのタンクから除去する。
約20%)の水性KOH溶液をt有する鉄酸カリウム溶
解タンクに移さ扛る。このKOHは1楯またはそn以上
の鉄酸安定化作用化合物を含有しうる。固体部分をこの
タンクに加える。固体中の鉄酸カリウムはこの希KOH
溶液中&C溶解し、一方KOtおよびwe(OB)sは
実質的に固体として残る。このタンクには好ましくはに
2Pe04の溶解を助けるための攪拌手段および加熱手
段が付さnている。所望量のに27e04が溶解した後
、液体部分(第2液相)および固体部分(第2不溶性相
)を含有する水性スラリーをこのタンクから除去する。
このスラリーを液体/固体分離手段好ましくは遠心機に
移す、主としてKCtおよびFe(OH)3を含有する
固体部分を液体部分から除去する。
移す、主としてKCtおよびFe(OH)3を含有する
固体部分を液体部分から除去する。
分離され次回体部分を好ましくはKO1塩水処理工程に
再m壌させ、ここでgotは1・(OH)sおよびその
他の物質から分離さnる。 FIS(OH)Bは捨てる
かまたは以後に第2鉄塩の代替物として再使用される。
再m壌させ、ここでgotは1・(OH)sおよびその
他の物質から分離さnる。 FIS(OH)Bは捨てる
かまたは以後に第2鉄塩の代替物として再使用される。
塩水処理の後−この6循III KOAは膳タイプクロ
ル/アルカリ電解セル用塩水として6凝用するに充分な
だけ純粋となシうる。すなわちこれら工杓のその他の利
点は副生成物であるKCtを6秋用しうることである。
ル/アルカリ電解セル用塩水として6凝用するに充分な
だけ純粋となシうる。すなわちこれら工杓のその他の利
点は副生成物であるKCtを6秋用しうることである。
珪酸塩を鉄酸安定剤として使用した場合珪酸塩として冥
質的誉の不純物が植種製系に移される。Fe(OH)3
および珪酸塩結合不純物は除去さnそして塩水精製系の
以後の化学処理P通、沈降およびイオン交換によって工
程から除去および投棄される・すなわちこの好ましい具
体例の更にその他の利点は連続的な経涜的生1#L會可
能ならしめる鉄鹸塩分解性不#11!物の連続除去であ
る。
質的誉の不純物が植種製系に移される。Fe(OH)3
および珪酸塩結合不純物は除去さnそして塩水精製系の
以後の化学処理P通、沈降およびイオン交換によって工
程から除去および投棄される・すなわちこの好ましい具
体例の更にその他の利点は連続的な経涜的生1#L會可
能ならしめる鉄鹸塩分解性不#11!物の連続除去であ
る。
この液体/固体分1li11段階の後、液体部分をに2
F804タリスタライザータ/りに移す。このタンクに
は非常に濃厚なKOH浴液(少くとも約40重t%)が
尤礪さnている。鉄酸カリウムはこのKO■溶液中で結
晶化しそして沈殿する。
F804タリスタライザータ/りに移す。このタンクに
は非常に濃厚なKOH浴液(少くとも約40重t%)が
尤礪さnている。鉄酸カリウムはこのKO■溶液中で結
晶化しそして沈殿する。
一方すべての残存XCZ不純物は#j解状態に留普る傾
向がある。この結晶化および沈降段階はタンクに取9付
けた冷却手段tたはその他の結晶化のための既知の通常
の手段によ多助成させるこjができる。このタンクには
ま九、攪拌手段を付することかできる。 KOHおよび
B20 f#液液中に2F804結晶のこのスラリーを
タンクから除去しそして別の液体/固体分電手段好まし
くは遠心&に移す。
向がある。この結晶化および沈降段階はタンクに取9付
けた冷却手段tたはその他の結晶化のための既知の通常
の手段によ多助成させるこjができる。このタンクには
ま九、攪拌手段を付することかできる。 KOHおよび
B20 f#液液中に2F804結晶のこのスラリーを
タンクから除去しそして別の液体/固体分電手段好まし
くは遠心&に移す。
分#L後このスラリーの液体部分は鉄酸反応器に移すこ
とができる。この再循環流nは本質的に濃KOH溶液よ
シ構成されているのであるから、七nは連続的製造の開
始後の鉄酸反応器への主なるKOH源となる。更にこの
飽和KOHRfL中に可溶性に留まっているすべてOK
2?e04は失わnない。
とができる。この再循環流nは本質的に濃KOH溶液よ
シ構成されているのであるから、七nは連続的製造の開
始後の鉄酸反応器への主なるKOH源となる。更にこの
飽和KOHRfL中に可溶性に留まっているすべてOK
2?e04は失わnない。
分醗さnたK 2]F e O4結晶は無水ジメチルス
ルホキシド(DM80)を含有するnM80洗浄タンク
に移される。分離さnたに2Fe04はその結晶内に混
入した小量のB20およびKOHを首肩する可能性があ
り、そしてこの洗液はDMSO中への七nらの可溶化を
通して七nらの除去を助けるために使用さ扛るのである
。K4P2O7はDMSO中に可俗ではなく、そして得
らnたスラリーは別の液体/固体分離手段、好ましくは
別の遠心機に移さ扛る。
ルホキシド(DM80)を含有するnM80洗浄タンク
に移される。分離さnたに2Fe04はその結晶内に混
入した小量のB20およびKOHを首肩する可能性があ
り、そしてこの洗液はDMSO中への七nらの可溶化を
通して七nらの除去を助けるために使用さ扛るのである
。K4P2O7はDMSO中に可俗ではなく、そして得
らnたスラリーは別の液体/固体分離手段、好ましくは
別の遠心機に移さ扛る。
精製K 2 P e 04結晶はかくして小−のB20
およびKOHを含有するDMS Oから分離さf′Lる
◎こnらの後者の不純物は簡単な#v/iまたはフラッ
シュ蒸発手段によってDMSOから除去することができ
−そして侍ら扛た無水DMSOは洗浄タンクに再循環さ
せることができる1分陰さA fcxoHA12oは投
棄することができるしま之は鉄酸反応器またはプロセス
のその他の段階に再循環させることができる。
およびKOHを含有するDMS Oから分離さf′Lる
◎こnらの後者の不純物は簡単な#v/iまたはフラッ
シュ蒸発手段によってDMSOから除去することができ
−そして侍ら扛た無水DMSOは洗浄タンクに再循環さ
せることができる1分陰さA fcxoHA12oは投
棄することができるしま之は鉄酸反応器またはプロセス
のその他の段階に再循環させることができる。
分離さnた精製に2F604結晶は無水メタノール洗浄
タンクに移される。ここではすべての痕跡量のKOHま
たはその他の不純物かに2Pe04結晶から可溶化さn
る。DM80洗浄タンクと同様に、このメタノール洗浄
タンクにはとnら不純物の溶解を助けるために攪拌機を
設けることができる。
タンクに移される。ここではすべての痕跡量のKOHま
たはその他の不純物かに2Pe04結晶から可溶化さn
る。DM80洗浄タンクと同様に、このメタノール洗浄
タンクにはとnら不純物の溶解を助けるために攪拌機を
設けることができる。
この可溶化を行わせるに適当な時間の後、メタノールお
よびに!?・04結晶の一スラリーを他の液体/固体分
一手段、ここでもまた好ましくは遠心機に移す。
よびに!?・04結晶の一スラリーを他の液体/固体分
一手段、ここでもまた好ましくは遠心機に移す。
この分離の後%KOI!およびその他の不純物を除去す
るためにメタノールもtた蒸留あるいはフラッシュ蒸留
される。この純粋の無水メタノールを次いでメタノール
洗浄タンクに再循環させることができる。 KOH不純
物は投棄することができるしまたは方法のその他の部分
例えば鉄酸反応器中で再使用することができる。
るためにメタノールもtた蒸留あるいはフラッシュ蒸留
される。この純粋の無水メタノールを次いでメタノール
洗浄タンクに再循環させることができる。 KOH不純
物は投棄することができるしまたは方法のその他の部分
例えば鉄酸反応器中で再使用することができる。
メタノールから分離後の非常に純粋なに2Fe04結晶
はいすnかの適当な手段で乾燥させて生成物から痕跡量
のメタノールを除去することができる。仁のに2Pe0
4生成物は直接≠用することができるしまたは以後の使
用のために密封および防湿容器に保存することができる
。
はいすnかの適当な手段で乾燥させて生成物から痕跡量
のメタノールを除去することができる。仁のに2Pe0
4生成物は直接≠用することができるしまたは以後の使
用のために密封および防湿容器に保存することができる
。
前記の塩水処理段1iftは好ましくは岩堝、天日製頃
または井戸KOt喝水ならひに不法からの再循環KQt
を膜タイプ1llpp#セルに加えるMノに精製させる
一連の方法段階である。適当なKC1塩水処IIAハ米
国%#’F第4,060,465号同第4,119,5
08号および同第4.176.022号各明細書に!I
l!示されている。こnらの米国特許はすべてここに参
考として包含されている。
または井戸KOt喝水ならひに不法からの再循環KQt
を膜タイプ1llpp#セルに加えるMノに精製させる
一連の方法段階である。適当なKC1塩水処IIAハ米
国%#’F第4,060,465号同第4,119,5
08号および同第4.176.022号各明細書に!I
l!示されている。こnらの米国特許はすべてここに参
考として包含されている。
電解の後で、除去された塩水は連続的にアノードコンパ
ートメントから除去されそして次いで塩水処理工程の開
始点にポンプ給送さnる。
ートメントから除去されそして次いで塩水処理工程の開
始点にポンプ給送さnる。
ここでそれは外部源からの新しいKOtで飽和さnる。
本発明を更に次の実施例により説明する。そこに記載さ
nているすべての部および%Fi特記されていない@シ
は重量基準である― 例 1 Kon、oz2およびFe0A5からの乾燥固体状に2
Fe04の製造 高純度55%水酸化カリウムおよび気体状012 (N
1の分析参照)tポリテトラフルオロエチレンでつく
られた実験室スケール展タイプクロール/アルカリセル
1に便用して製造した・このセルは1α25インチ高さ
および6樋インチ幅であり、そしてこれ社それぞれ1.
5インチ厚さを肩゛する同一テイズのアノード液室およ
びカソード液案よpなっていた。アノード液とカソード
液との間に陽イオン交換膜セパレーターですンド、イツ
チ構造とした場合、このセルの幅は約51Aインチであ
った。アノード数置およびカソード教案は共に480−
の答1iを有していた・アノードは面積54.5(22
(2,25” X5.75”)のaesrタイプDSA
% ll x %//ダイヤモンド拡張金属メツシュ
チタン扁平片であった。カソードはダイヤモンドシメン
ジョン%/l×%″のスチール拡張メツシュであった。
nているすべての部および%Fi特記されていない@シ
は重量基準である― 例 1 Kon、oz2およびFe0A5からの乾燥固体状に2
Fe04の製造 高純度55%水酸化カリウムおよび気体状012 (N
1の分析参照)tポリテトラフルオロエチレンでつく
られた実験室スケール展タイプクロール/アルカリセル
1に便用して製造した・このセルは1α25インチ高さ
および6樋インチ幅であり、そしてこれ社それぞれ1.
5インチ厚さを肩゛する同一テイズのアノード液室およ
びカソード液案よpなっていた。アノード液とカソード
液との間に陽イオン交換膜セパレーターですンド、イツ
チ構造とした場合、このセルの幅は約51Aインチであ
った。アノード数置およびカソード教案は共に480−
の答1iを有していた・アノードは面積54.5(22
(2,25” X5.75”)のaesrタイプDSA
% ll x %//ダイヤモンド拡張金属メツシュ
チタン扁平片であった。カソードはダイヤモンドシメン
ジョン%/l×%″のスチール拡張メツシュであった。
アノードおよびカソードは共に電極および膜の間に稀″
のギャップを設けて位置せしめられていた。
のギャップを設けて位置せしめられていた。
55%KOH浴液および気体状at2は濃度制御のため
に高純度脱イオン水をカソードを加えつつこのクロール
/アルカリセルから製造された。
に高純度脱イオン水をカソードを加えつつこのクロール
/アルカリセルから製造された。
二層スルホネート/カルボキシレートクロル/アルカリ
l1itk用した典型的操作の間に、本実験に使用する
ための試料700Mtt−果めた。操作に先立って、こ
のat24’時間、呈温で2%純NaOH中に予め浸漬
させ、その後で開始させた。
l1itk用した典型的操作の間に、本実験に使用する
ための試料700Mtt−果めた。操作に先立って、こ
のat24’時間、呈温で2%純NaOH中に予め浸漬
させ、その後で開始させた。
セルに入nる前1fC5OOf/lでKOA t−塩水
処理により、すなわち水酸化カリウムおよび*#カリウ
ムを使用しての沈殿および一過、および七nに続(0R
−1Qキレート樹脂〔三菱化成工業(株)製品〕を使用
するイオン交換によシ糟製して、カルシウムおよびその
他の金属合計量20 ppm以下のXat塩水純度を生
成させた。
処理により、すなわち水酸化カリウムおよび*#カリウ
ムを使用しての沈殿および一過、および七nに続(0R
−1Qキレート樹脂〔三菱化成工業(株)製品〕を使用
するイオン交換によシ糟製して、カルシウムおよびその
他の金属合計量20 ppm以下のXat塩水純度を生
成させた。
セルアノード液への塩水供給速度は約7−7分とするか
、または2201/1KOLγノ一ド液濃度を保持させ
るべく調整させた。セルはIon浴液およびOt2ガス
収集時K Fi2. O117m2の一足の電流密度で
五64ボルトにおいて、KOH[関しては94%カソー
ド電流効率で操作されていた・ 55011またll−16601(D55%編セルKO
Ht750−の〕々イレツクスフラスコ中に入れた。
、または2201/1KOLγノ一ド液濃度を保持させ
るべく調整させた。セルはIon浴液およびOt2ガス
収集時K Fi2. O117m2の一足の電流密度で
五64ボルトにおいて、KOH[関しては94%カソー
ド電流効率で操作されていた・ 55011またll−16601(D55%編セルKO
Ht750−の〕々イレツクスフラスコ中に入れた。
ガスバブル吹込みチューブを使用して塩素ガス1i−K
O)I K連続的に加えたがtこの間攪拌を行いそして
含浸タンク氷浴を便用してその温度を20℃以下に保持
させた。mgから形成した口塩を除去した後、わずか1
.0%のKOHか残るまでこの塩素化をつづけた。得ら
′n友次亜珈本緻カリウム溶液は754.2fの重重で
あり、そしてこnは26.3%KOOL s El O
6% KOHsα68%KOt03 s 1五60%K
otおよび59.36%H20と分析さnた@その温度
を20C以下に保ちつつ514.7f(D膜セル級KO
Hペレットを徐々に加えた。−過さ扛た浴液の分析は1
448%KOOLs31.25% [0′ki、a 5
4 % KOL03 % α96%tatおよび5[L
89%H20を示した。
O)I K連続的に加えたがtこの間攪拌を行いそして
含浸タンク氷浴を便用してその温度を20℃以下に保持
させた。mgから形成した口塩を除去した後、わずか1
.0%のKOHか残るまでこの塩素化をつづけた。得ら
′n友次亜珈本緻カリウム溶液は754.2fの重重で
あり、そしてこnは26.3%KOOL s El O
6% KOHsα68%KOt03 s 1五60%K
otおよび59.36%H20と分析さnた@その温度
を20C以下に保ちつつ514.7f(D膜セル級KO
Hペレットを徐々に加えた。−過さ扛た浴液の分析は1
448%KOOLs31.25% [0′ki、a 5
4 % KOL03 % α96%tatおよび5[L
89%H20を示した。
約75of電量のこの溶液500dにα04fの無水塩
化第2銅0uOA2および0.55fの)(う過沃素酸
ナトリウムNa4H2工06および1.5fのメタ珪酸
ナトリウムを加え、そしてこの無液ヲ20℃で10分間
攪拌し、次いで微細なフリットガラス真空フィルターを
通して一過して過剰のKotおよびその他の余分の固体
を除去した。
化第2銅0uOA2および0.55fの)(う過沃素酸
ナトリウムNa4H2工06および1.5fのメタ珪酸
ナトリウムを加え、そしてこの無液ヲ20℃で10分間
攪拌し、次いで微細なフリットガラス真空フィルターを
通して一過して過剰のKotおよびその他の余分の固体
を除去した。
3111にの鉄酸塩安定化作用化合物II′i、フィッ
シャー・ケミカルズ社からの試薬級のものであった(表
1の分析参照)。
シャー・ケミカルズ社からの試薬級のものであった(表
1の分析参照)。
オーバーフロー導出噴出管を含有する50ロービーカー
を水浴中の冷却および攪拌プレート装置上Kmき、セし
てよ〕小さい200mのビーカーをこの導出噴出管の下
に*いた。5個の安定化剤を含有する60α2fの次亜
塩素酸カリウム浴液をこのビーカーに入れ、そしてオー
バーヘッド攪拌機および推進機をこの浴液に入れた・攪
拌を開始させ、そして反応器内容物の温度を約35℃に
保ちつつ、10分間にわたって1α721の結晶性塩化
第2鉄を徐々に加えた。
を水浴中の冷却および攪拌プレート装置上Kmき、セし
てよ〕小さい200mのビーカーをこの導出噴出管の下
に*いた。5個の安定化剤を含有する60α2fの次亜
塩素酸カリウム浴液をこのビーカーに入れ、そしてオー
バーヘッド攪拌機および推進機をこの浴液に入れた・攪
拌を開始させ、そして反応器内容物の温度を約35℃に
保ちつつ、10分間にわたって1α721の結晶性塩化
第2鉄を徐々に加えた。
1分以内に、溶液中には#f!紫色の鉄酸塩の色が認め
らnた。A時間の操作後にこの浴液を分析したところ%
2.18 % K2Fe04.2 & 5 % KOH
5111158%KOts 14.75 % KOOL
および44.21%H20であった。史に1α721の
塩化wJ2鉄を加え、そして1.0時間操作した後、こ
の反応器内容物を分析した。五865%に2Fe04
% 2五2%KOH%17.86%KOt% & 2
1 %KOOLおよび4&87%H20゜ フィッシャー・ケミカルズ社からの試薬級の高純度無水
塩化第2鉄Fe C15結晶が本例中では使用された(
表1の分析参照)。すべてのこnらの分析値は本例中に
使用さnでいる2mの液体有機溶媒および脱イオン水以
外は乾燥固体物質基準のものであることをll!誠さn
たい。
らnた。A時間の操作後にこの浴液を分析したところ%
2.18 % K2Fe04.2 & 5 % KOH
5111158%KOts 14.75 % KOOL
および44.21%H20であった。史に1α721の
塩化wJ2鉄を加え、そして1.0時間操作した後、こ
の反応器内容物を分析した。五865%に2Fe04
% 2五2%KOH%17.86%KOt% & 2
1 %KOOLおよび4&87%H20゜ フィッシャー・ケミカルズ社からの試薬級の高純度無水
塩化第2鉄Fe C15結晶が本例中では使用された(
表1の分析参照)。すべてのこnらの分析値は本例中に
使用さnでいる2mの液体有機溶媒および脱イオン水以
外は乾燥固体物質基準のものであることをll!誠さn
たい。
1.0時間のバッチ操作後、遅lIi操作を開始させた
tそして攪拌容器内容物はより小さい方の ゛ビーカー
中に連続的に溢流(オーバーフロー)し始めた。脱イオ
ン水中577.2f/lのFe O12、およびα2
S t/ L 0uOt2 h 5.1 fl t
M&5H2IO4によび116 fl L Na2B1
0gよシなる溶液を23−7時の速度で加えたa85N
l1時で53%換セル級KOHを加えた。最初にエレク
トロニクス級濃a2so4中を泡として通した塩素ガス
を550−7分の速度で反応器内容物中に沈めであるパ
イレクス浸漬管を使用して加えた。この操作から次のデ
ータが集められ、そして供給第2鉄の鉄酸カリウムへの
変換%の計算がなさnた・パッチ 1時間 !L
865% 91.8 % 33連続的 2時間
4.09% 8905% 28連続的 3時
間 492% 85.33% 51遅絖的
4時間 684% 8559% 54この
操作t″4.0時間後に停止させそして攪拌反応器およ
びオーバーフロー@器両方の内容を混合した。全物質の
重菫は976.3fでありそしてこnFi五97%に2
Fe04 % 25−6%Kon 、 6.38% K
OOL 122.6 % KClおよび4!L45%H
20であると分析さnた。こnは1.0時間のパッチ操
作および!A、0時間の連続操作に対してU 90.2
%のFe(ill)−+I’5(Vl)変換W 合成重
11C相当’t 6゜501の反応スラリーを開放容器
に入nそして毎日分析した。次のデータが果めらnた。
tそして攪拌容器内容物はより小さい方の ゛ビーカー
中に連続的に溢流(オーバーフロー)し始めた。脱イオ
ン水中577.2f/lのFe O12、およびα2
S t/ L 0uOt2 h 5.1 fl t
M&5H2IO4によび116 fl L Na2B1
0gよシなる溶液を23−7時の速度で加えたa85N
l1時で53%換セル級KOHを加えた。最初にエレク
トロニクス級濃a2so4中を泡として通した塩素ガス
を550−7分の速度で反応器内容物中に沈めであるパ
イレクス浸漬管を使用して加えた。この操作から次のデ
ータが集められ、そして供給第2鉄の鉄酸カリウムへの
変換%の計算がなさnた・パッチ 1時間 !L
865% 91.8 % 33連続的 2時間
4.09% 8905% 28連続的 3時
間 492% 85.33% 51遅絖的
4時間 684% 8559% 54この
操作t″4.0時間後に停止させそして攪拌反応器およ
びオーバーフロー@器両方の内容を混合した。全物質の
重菫は976.3fでありそしてこnFi五97%に2
Fe04 % 25−6%Kon 、 6.38% K
OOL 122.6 % KClおよび4!L45%H
20であると分析さnた。こnは1.0時間のパッチ操
作および!A、0時間の連続操作に対してU 90.2
%のFe(ill)−+I’5(Vl)変換W 合成重
11C相当’t 6゜501の反応スラリーを開放容器
に入nそして毎日分析した。次のデータが果めらnた。
0時間 五97%(26℃において)24時間 3
76%(24℃t(おいて)48時間 五53%(2
4℃において)72時間 568%(25℃において
)96時間 512%(25℃において)541fの
高純度KoH−!:レソトを加えそして温度′t−35
℃以下に保ちつつ水浴中で攪拌することによって残存す
る92651の反応器スラリーを45%KOHとした。
76%(24℃t(おいて)48時間 五53%(2
4℃において)72時間 568%(25℃において
)96時間 512%(25℃において)541fの
高純度KoH−!:レソトを加えそして温度′t−35
℃以下に保ちつつ水浴中で攪拌することによって残存す
る92651の反応器スラリーを45%KOHとした。
このスラリーを次いで冷却プレート上で一5℃KN却し
、そして約%II厚さのセライトプレコートを有する1
0μポリプロピレン布土で、2500回転/回転繰作す
るバスケットタイプ遠心フィルターを使用して遠心分離
した・セライトプレスート重量を減じた後の得られ九ケ
ーキ重量は20a25 fでTo9、こnは11.2重
量%I2ν・04および8&7重量%xatと分析され
た。Pfllは1.5%121/・04.42%に00
tおよび22%[011と分析さnた。その残#)は)
(20であった。仁れはフラッシュ真空蒸発によシ水を
除去しそして鉄酸反応器に再循環させて戻すに逼轟であ
る。
、そして約%II厚さのセライトプレコートを有する1
0μポリプロピレン布土で、2500回転/回転繰作す
るバスケットタイプ遠心フィルターを使用して遠心分離
した・セライトプレスート重量を減じた後の得られ九ケ
ーキ重量は20a25 fでTo9、こnは11.2重
量%I2ν・04および8&7重量%xatと分析され
た。Pfllは1.5%121/・04.42%に00
tおよび22%[011と分析さnた。その残#)は)
(20であった。仁れはフラッシュ真空蒸発によシ水を
除去しそして鉄酸反応器に再循環させて戻すに逼轟であ
る。
30℃で1100mの20%膜セル級KOHt−そt’
LIfc7Jnえ、そして10分間完全に攪拌してフィ
ルターケーキ中の実質的にすべての!21P・04固体
分を完全に7’S溶解させた。この20%KOH浴液/
d2.52t/lのメタ珪酸ナトリウム、αB71/l
のパ2過沃X酸ナトリウムおよびQ、05f/lの無水
塩化li!J2銅cucz2をt有していた。完全に溶
解させた後、この新しいスラリーを再び遠心させてこの
フィルターケーキから実質的に丁べてのに2Fe041
(#色の耐液1263−中に回収した。このフィルター
ケーキは痕跡量のみの紫色の鉄酸titwするただの褐
色のl+le (OH) 、とKQLのようであった。
LIfc7Jnえ、そして10分間完全に攪拌してフィ
ルターケーキ中の実質的にすべての!21P・04固体
分を完全に7’S溶解させた。この20%KOH浴液/
d2.52t/lのメタ珪酸ナトリウム、αB71/l
のパ2過沃X酸ナトリウムおよびQ、05f/lの無水
塩化li!J2銅cucz2をt有していた。完全に溶
解させた後、この新しいスラリーを再び遠心させてこの
フィルターケーキから実質的に丁べてのに2Fe041
(#色の耐液1263−中に回収した。このフィルター
ケーキは痕跡量のみの紫色の鉄酸titwするただの褐
色のl+le (OH) 、とKQLのようであった。
40℃で555−の55%KOHを攪拌添加することに
よってこのp液t−45%KOHalli&とした。攪
拌の間にドライアイス/アセトン浴を有する冷却プレー
ト上でこの液体の温度を一5Cに低下させた。結、fl
11!!ニスラリ−を目の粗いフリットガラス真空フィ
ルター上でP遇して、鉄酸カリウム結晶の点色フィルタ
ーケーキを生成させ7’t、F液はフラッシュ真空蒸発
させて水を除去しそして鉄酸反応1sK再循1させて戻
すに全く適当であった。
よってこのp液t−45%KOHalli&とした。攪
拌の間にドライアイス/アセトン浴を有する冷却プレー
ト上でこの液体の温度を一5Cに低下させた。結、fl
11!!ニスラリ−を目の粗いフリットガラス真空フィ
ルター上でP遇して、鉄酸カリウム結晶の点色フィルタ
ーケーキを生成させ7’t、F液はフラッシュ真空蒸発
させて水を除去しそして鉄酸反応1sK再循1させて戻
すに全く適当であった。
フィルターから結晶を除去し、そして富温で10分間3
0G−のりメチルスルホキシドCDM80)(表1の分
析参照)と共に攪拌ビーカー中で洗った1次いで粗目の
7リツトガラス真空フイルター上でこれtF遇してすべ
ての痕跡量の水を除去した1次いで結晶をビーカー中で
20分間純無水メタノール(表1の分析参照)50、O
mで洗い、次いで中等度7リツトガ2ス真9フイルター
上で濾過して一部湿ったものとし、そして80℃の開放
マツフルオープン中に置いた。
0G−のりメチルスルホキシドCDM80)(表1の分
析参照)と共に攪拌ビーカー中で洗った1次いで粗目の
7リツトガラス真空フイルター上でこれtF遇してすべ
ての痕跡量の水を除去した1次いで結晶をビーカー中で
20分間純無水メタノール(表1の分析参照)50、O
mで洗い、次いで中等度7リツトガ2ス真9フイルター
上で濾過して一部湿ったものとし、そして80℃の開放
マツフルオープン中に置いた。
80℃で乾燥後、結晶は2a4fの重重であった。こr
tは9a6%x2y・04と分析された0本例り空気中
での優れた長期安定性および良好な乾燥流動性を有する
乾燥黒色結晶性粉末を製造する結果を与えた。本例にお
いては、第2鉄イオンの鉄酸カリウムへの連続流れ反応
器単一パス化学変換は86.0%でありそして通常の実
験富輸送損失後の回収動量は鉄酸反応器を出ていく流n
中で利用可能なに2Pθ04全1#基準で46.8%の
有効に2Fe04回収率であった。し、かしながらすべ
ての流nは再循環させることができそして真の生成物回
収効率ははるかにこれより高いものでありうる。
tは9a6%x2y・04と分析された0本例り空気中
での優れた長期安定性および良好な乾燥流動性を有する
乾燥黒色結晶性粉末を製造する結果を与えた。本例にお
いては、第2鉄イオンの鉄酸カリウムへの連続流れ反応
器単一パス化学変換は86.0%でありそして通常の実
験富輸送損失後の回収動量は鉄酸反応器を出ていく流n
中で利用可能なに2Pθ04全1#基準で46.8%の
有効に2Fe04回収率であった。し、かしながらすべ
ての流nは再循環させることができそして真の生成物回
収効率ははるかにこれより高いものでありうる。
本例は特にプロセス内の生成物安定性に関連しての鉄酸
カリウムの大規模製造のための本発明の方法の浚nた利
点、を駅明している。
カリウムの大規模製造のための本発明の方法の浚nた利
点、を駅明している。
例 2
例1の記載と一様の方法を使用したがこの反応器安定剤
濃度は50〜40 ppm 0uOt2、α2重量%N
a25iO墨シよびα1重量%NNaH2工06であっ
た。この例においてはFe(Ill)のre(Vl)へ
の単一/eス反応器変換は62.5%であり、そしてそ
の固体回収率は31.4%の[2F′604結晶であっ
た。
濃度は50〜40 ppm 0uOt2、α2重量%N
a25iO墨シよびα1重量%NNaH2工06であっ
た。この例においてはFe(Ill)のre(Vl)へ
の単一/eス反応器変換は62.5%であり、そしてそ
の固体回収率は31.4%の[2F′604結晶であっ
た。
この生成物は96%x2y・04であった。
例 3
例1の記載と同様の方法を便用したが反応器安定剤そし
て十nらの濃度はa2重量%Na28105および1.
Of / L MIL50u(HIO6)2であツタ
、便用された銅コンプレックスは次の方法によシ製造さ
nた。
て十nらの濃度はa2重量%Na28105および1.
Of / L MIL50u(HIO6)2であツタ
、便用された銅コンプレックスは次の方法によシ製造さ
nた。
1、Ofの○u804・5H20、五67 t ONa
BH2工06.1、 Of (D K2s2o@オxび
Be(D純KOHイvツ)tloomの脱イオン水圧溶
解させた。この溶液t−15分の間に沸騰点とし、そし
て丈に15分間その沸点より少しドに保持し、次いでm
ff1lで冷却させ、微細なフリットガラスフィルター
を通してP遇した。次いでこのP液を一10℃まで冷却
させ、再び同一の方法で一過した。この浴液′t−富温
(25℃)としそして40m1の50%NaNO3浴液
と混合した。寥温で50時間よどんだ溶液の結晶化を行
わせ、次いで形成した沈殿を前記と同一の方法で濾過し
た。暗褐色固体を数−の脱イオン水で沈い、次いで18
時間実験台上で開放乾燥させた。数グラムのNa50u
(HIO4)2物質が傅らnた。こnは412nmのス
ペクトル吸収ピークによシ確g迩扛た。
BH2工06.1、 Of (D K2s2o@オxび
Be(D純KOHイvツ)tloomの脱イオン水圧溶
解させた。この溶液t−15分の間に沸騰点とし、そし
て丈に15分間その沸点より少しドに保持し、次いでm
ff1lで冷却させ、微細なフリットガラスフィルター
を通してP遇した。次いでこのP液を一10℃まで冷却
させ、再び同一の方法で一過した。この浴液′t−富温
(25℃)としそして40m1の50%NaNO3浴液
と混合した。寥温で50時間よどんだ溶液の結晶化を行
わせ、次いで形成した沈殿を前記と同一の方法で濾過し
た。暗褐色固体を数−の脱イオン水で沈い、次いで18
時間実験台上で開放乾燥させた。数グラムのNa50u
(HIO4)2物質が傅らnた。こnは412nmのス
ペクトル吸収ピークによシ確g迩扛た。
本例は51%のFe(岨5IFe(Vl)単一パスパッ
チ反応器変換t−与えた。この反応器内容物の開放ビー
カー安定性試験は5日間の保存後に、その最初の2.1
27%に2F@04からのそのスラリー中の無視しうる
に2 F@ 04生成物損失しか示さなかった。
チ反応器変換t−与えた。この反応器内容物の開放ビー
カー安定性試験は5日間の保存後に、その最初の2.1
27%に2F@04からのそのスラリー中の無視しうる
に2 F@ 04生成物損失しか示さなかった。
前記!j!施例はまた触媒および鉄酸塩安定化コンプレ
ックスを鉄酸塩反応器中でかまたは前もっである棟の金
属と沃化物塩から製造しうろことをも説明する。そのよ
うなコンプレックスの例は次のとお9である。
ックスを鉄酸塩反応器中でかまたは前もっである棟の金
属と沃化物塩から製造しうろことをも説明する。そのよ
うなコンプレックスの例は次のとお9である。
〔ムg(HIO6)2)−’ ビス(過沃素酸水素
)ft、(till(Ou(H工06)2J−5ヒス(
過沃IEII2水X)銅(ml(ムu(H工04)2)
−5ビス(過沃素酸水素)金(聞その他の適蟲な鉄酸塩
安定化作用剤の組合せは前記ビス(過沃素酸水素)金属
コンプレックスの1楕を少くとも1棟のアルカリ金属珪
酸塩と組合せることによシ製造しうる。この後者のコン
プレックスに対する一般的経験式は次式ムXHyM(工
06)2@nH20 (式中、Aはアルカリ金属、好ましくはKまたはN&陽
イオンで69、Mは+6イオン状態の銀、銅または金で
あり、x+yは7であり、nは0〜18の水和水の数で
ある)を有していると信じられる。
)ft、(till(Ou(H工06)2J−5ヒス(
過沃IEII2水X)銅(ml(ムu(H工04)2)
−5ビス(過沃素酸水素)金(聞その他の適蟲な鉄酸塩
安定化作用剤の組合せは前記ビス(過沃素酸水素)金属
コンプレックスの1楕を少くとも1棟のアルカリ金属珪
酸塩と組合せることによシ製造しうる。この後者のコン
プレックスに対する一般的経験式は次式ムXHyM(工
06)2@nH20 (式中、Aはアルカリ金属、好ましくはKまたはN&陽
イオンで69、Mは+6イオン状態の銀、銅または金で
あり、x+yは7であり、nは0〜18の水和水の数で
ある)を有していると信じられる。
例4〜7および比較例1〜4
次の表は膜セル級KOH、珪酸−安定剤、沃氷含有堪安
定剤およびauat2を実貞的に純粋なcz2および塩
化第2鉄と共に便用した場合の本発明の方法によシ製造
さnたに2Fe04生成物の優扛た安定性を示している
。こnから知ることができるように、比較例によシ製造
さ扛たに2Fe04は本例のものより一層短い時間量で
Pe(OH)3 Vc分解された。
定剤およびauat2を実貞的に純粋なcz2および塩
化第2鉄と共に便用した場合の本発明の方法によシ製造
さnたに2Fe04生成物の優扛た安定性を示している
。こnから知ることができるように、比較例によシ製造
さ扛たに2Fe04は本例のものより一層短い時間量で
Pe(OH)3 Vc分解された。
この結果はtた、両安定剤と共に膜セル級KOHi使用
することがそ扛ぞlrLを個々に使用した場合よりも優
rLfC結果を与えることも示している。
することがそ扛ぞlrLを個々に使用した場合よりも優
rLfC結果を与えることも示している。
例4で使用されたNa28103 O普は反応器中の反
応混合物のα1重量%であった。こnは必ずしも乾燥に
2F804生成物中に0.1%が存在することを意味す
るものではなく、事実何も分析されなかった。水性溶液
中のNa2810.5 kF1α5重量%であった。
応混合物のα1重量%であった。こnは必ずしも乾燥に
2F804生成物中に0.1%が存在することを意味す
るものではなく、事実何も分析されなかった。水性溶液
中のNa2810.5 kF1α5重量%であった。
例4に使用さn ft、Na5H2106の量は反応器
中の反応混合物の(lL05重量%であった。こnは必
ずしも乾燥に2Fe04生成物中に0.05%が存在す
るということを意味するものではない。事実何も分析さ
扛なかつ友、水性fIPIWL中のNa5H2工06の
fは12M量%であった。
中の反応混合物の(lL05重量%であった。こnは必
ずしも乾燥に2Fe04生成物中に0.05%が存在す
るということを意味するものではない。事実何も分析さ
扛なかつ友、水性fIPIWL中のNa5H2工06の
fは12M量%であった。
水性浴液中の0uOA2の量は測定さnなかったがしか
しWeOL5反応成分中に最初に存在し皮調の量に基い
てこnは約5〜50 ppmであると信じらnる。
しWeOL5反応成分中に最初に存在し皮調の量に基い
てこnは約5〜50 ppmであると信じらnる。
これらの安定性の析究において使用さnた膜セル級KO
Hは表IK与えたものと同様の組成を有していた。
Hは表IK与えたものと同様の組成を有していた。
と扛らの安定性の研究に使用さnた水銀セル級KCIH
は次の平均分析値t−有していたQCa5.0〜19.
0ppm hL Q、!1〜0.5 Mg o、oa〜α58 C!u O,02〜0.2 Nl O,04〜α46 Mn α03〜0.19 0r (LO5〜0.23 Mo α18〜cL2B Co Q、30〜[162 p’b α14〜0.96 v o、io〜α46 Hg 匡2〜1.6 有機物 1〜10 しかし水−セル載XOH中の水銀、モリブデンおよびそ
の他の金属および有機物のmは、時に予期せざることに
合計20 ppm以上の水#Aまで急に上昇する。こn
らの高い不純物水準の場合にμ以下の表2に示さ扛でい
るように一セル級KOHよりも一層迅速なに2Fe04
活性の損失を生せしめると信じられる。
は次の平均分析値t−有していたQCa5.0〜19.
0ppm hL Q、!1〜0.5 Mg o、oa〜α58 C!u O,02〜0.2 Nl O,04〜α46 Mn α03〜0.19 0r (LO5〜0.23 Mo α18〜cL2B Co Q、30〜[162 p’b α14〜0.96 v o、io〜α46 Hg 匡2〜1.6 有機物 1〜10 しかし水−セル載XOH中の水銀、モリブデンおよびそ
の他の金属および有機物のmは、時に予期せざることに
合計20 ppm以上の水#Aまで急に上昇する。こn
らの高い不純物水準の場合にμ以下の表2に示さ扛でい
るように一セル級KOHよりも一層迅速なに2Fe04
活性の損失を生せしめると信じられる。
表 2
例 4 94%乾燥に2Fe04 1
4セル級 KOH比軟例196%乾燥IC2Fe04
水銭セル級 KOH例 5 12
%に2F@04水性浴8(pH11〜12) H*ルl
ik KOH比較例2 12%に2P1104水性溶
液(pH11〜12) 水銀セル級 KOH例 6
α2%に2ν・04水性溶液(pH11〜12)
Mlセル級 KOH例 7 α2%に21F・04水性
溶液 膜セル級KOH比戦9113 0.2%x
2y・04水性溶液 膜セル級 KOH比較例
4 (12%K 2 ? e O4水性溶液
水銀セル級 KOH安定剤 112F804
箔性損失Na28105 N!L!lH2工06
0%/6週間なし なし 40%/8週間
7.5%748時tL!I Na 28105 N a 5 H2106+ o
O% /a s 間Na2B105 Na4H2r
06 100%15〜4時間なし Na5H2工
06100%15週間Na2B105 なし
100%74日間なし なし 100%/31
Q間なし なし 100%75分間反応器スラ
リー安定性の研究 安定性冥験もまた例1で実施さnた反応スラリー安定性
測定と同様の方法を便用して比較目的で種々の安定添加
剤t−使用して実施さnた。
4セル級 KOH比軟例196%乾燥IC2Fe04
水銭セル級 KOH例 5 12
%に2F@04水性浴8(pH11〜12) H*ルl
ik KOH比較例2 12%に2P1104水性溶
液(pH11〜12) 水銀セル級 KOH例 6
α2%に2ν・04水性溶液(pH11〜12)
Mlセル級 KOH例 7 α2%に21F・04水性
溶液 膜セル級KOH比戦9113 0.2%x
2y・04水性溶液 膜セル級 KOH比較例
4 (12%K 2 ? e O4水性溶液
水銀セル級 KOH安定剤 112F804
箔性損失Na28105 N!L!lH2工06
0%/6週間なし なし 40%/8週間
7.5%748時tL!I Na 28105 N a 5 H2106+ o
O% /a s 間Na2B105 Na4H2r
06 100%15〜4時間なし Na5H2工
06100%15週間Na2B105 なし
100%74日間なし なし 100%/31
Q間なし なし 100%75分間反応器スラ
リー安定性の研究 安定性冥験もまた例1で実施さnた反応スラリー安定性
測定と同様の方法を便用して比較目的で種々の安定添加
剤t−使用して実施さnた。
同様のKOOL KO11%KOLおよびH20濃度を
使用して攪拌バッチ反応器データを集め、次いで反応器
スラリー中0K2PeO4安定性試験を実施したOf!
5に示されているように次の添加剤が使用さくb s
x2yeo4111度が測定されセしてに2Fe04安
定性が1IIllIIIさnた・ 表 3 α1671/lα130.2 α0 (1167fat 1.O3a2 0.0α167f/
lα030.2 1.0 α167f/11α0α2 α0 (Ll % Q、03α2(lO α0 0.03.0.2 α0 α167f/lαQ30.2 0.0 α0 α03α00.O n、m、−測足さnなかった 1、8 2.0 0.75 0
24時間1.75 10 0.56 0
24時間ooo o
−n*m−n*m−五1 0
3日間1.6 1.05 1.12 1・5
6 2日間nam−n*m−2,9024時
間 この結果は珪酸塩、過沃素酸塩および塩化銅(13安定
剤を組合せて使用して、およびまたビス(過沃素酸水素
)銅(至)のす) 17ウム塙を珪酸塩と組合せて使用
してそれによシ鉄酸塩安定性を大きく改善させた場合に
本発明のプロセス流れの優れた安定性が得らnることを
示している。
使用して攪拌バッチ反応器データを集め、次いで反応器
スラリー中0K2PeO4安定性試験を実施したOf!
5に示されているように次の添加剤が使用さくb s
x2yeo4111度が測定されセしてに2Fe04安
定性が1IIllIIIさnた・ 表 3 α1671/lα130.2 α0 (1167fat 1.O3a2 0.0α167f/
lα030.2 1.0 α167f/11α0α2 α0 (Ll % Q、03α2(lO α0 0.03.0.2 α0 α167f/lαQ30.2 0.0 α0 α03α00.O n、m、−測足さnなかった 1、8 2.0 0.75 0
24時間1.75 10 0.56 0
24時間ooo o
−n*m−n*m−五1 0
3日間1.6 1.05 1.12 1・5
6 2日間nam−n*m−2,9024時
間 この結果は珪酸塩、過沃素酸塩および塩化銅(13安定
剤を組合せて使用して、およびまたビス(過沃素酸水素
)銅(至)のす) 17ウム塙を珪酸塩と組合せて使用
してそれによシ鉄酸塩安定性を大きく改善させた場合に
本発明のプロセス流れの優れた安定性が得らnることを
示している。
添付図面は本発明の一実施態様を示すフローチャートで
ある。
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1) (a) IonをOt2および112鉄塩と反応
させてKOH%B20およびxoozを包含する液体相
と、前記鉄酸カリウム、 gotおよび?e’(OH)
3を包含する不溶性相を包含する反応混合物を生成させ
ること、および(11前記反応混合物から前記鉄酸カリ
ウムを分離させそして回収することの各段階を包含して
おシ、而して前記(a)段階を少くと%1種の鉄酸塩安
定化作用化合物の安定化作用割合の存在下に%展セル級
KOH。 実質的に純粋なat2および実質的に純粋な第2鉄塩を
使用して実總することを特徴とするt改善された鉄酸カ
リウムの製法・ 2)アルカリ金属珪酸塩を前記鉄酸塩安定化作用化合物
として使用する。前記特許請求の範囲第1項記載の方法
。 5)アルカリ金属沃X宮有塩f:前記鉄*塩安定化作用
化合物として便用する、前記特許請求の範囲第1項記載
の方法。 4)珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウムとナトリウムま
たはカリウムの沃素含有塩との組合せ物を鉄&1N塩安
定化作用化合物として使用する、前記特許請求の範囲第
1項記載の方法。 5)銅、金および銀塩から選ば扛た安定化作用金属塩を
史に前記鉄酸塩安定化作用化合物として使用する、前記
特許請求の範囲第4項記載の方法・ 6)下記すなわち (at 少くともIllの鉄酸塩安定化作用化合物の
安定化作用割合の存在下に膜セル級の水性KOH溶液を
実質的に純粋な042および実質的に純粋な第2鉄塩と
反応させてH2O。 KOHおよびxootを包含する纂1液体相と、安定化
さnたに2F804 、Kotおよびre(oH)3を
包含する第1不溶性相とを包含する反応混合物を生成さ
せること、 (1)) 前記反応混合物のKOH濃度を前記反応混
合物の少くとも30重量%となるようK11l整するこ
と、 (C)@1液相から繭記纂1不浴性相を分離すること、 ++13 前記の分離された第1不溶性相を安定化さ
れたに2Pe04 O主要部分を可溶化させるに充分な
量の約5〜約25重量%のIon濃度を有する水性KO
HfI!IwLに加えてそれKよってKOH%n2oお
よび前記安定化されたに2Fe04の主要部分を包含す
る第2液相および前記gotおよびFe(OR)Hの少
くとも一部を包含する第2不溶性相を生成させること、 (e) 前記第2不溶性相から前記第2液相を分離す
ること、 (fl 前記の分離さnた第2液相から前記の安定化
に2Fθ04の少くとも一部を沈殿させるに充分な電の
KOHi加えること、そしてtgJ 前記の分離さr
′L次第2液和から前記の沈殿さtた安定化に2Fθ0
4を分離および回収すること の各段階を包含する、鉄酸カリウム(K2?・04)の
製造方法。 7)前記狭セル級水性KOHおよび実質的に純粋のaz
2が東1に1早で1 o ppm以下の合計量有害金属
性および有機性不純IJIIJt−含有しており。 そして前記有害金属性不純物がF’e(1)、Ni、C
o 、Mo %Hg sV sor %Ru %at
%Rh 、Os %IrおよびP(lである%前記特許
請求の範囲第6項記載の方法@ 8)アルカリ金属珪酸塩、アルカリ金属沃累含有塩およ
び銅塩の組合せが鉄酸塩安定化作用化合物として使用さ
れる、前記%軒請求の範囲第6項記載の方法。 9)前記の実質的に純粋な@2鉄塩が重量jliJ1\
で約2001)1)m以下の合計量の有害金属性およ
び有機性不純物を含有しており、前記有害金属性不純物
がye(i)、Co %MO、Hg 、v、or、Ru
%it %I’th、Os 、IrおよびP(lであ
る。前記特許請求の範囲第6項記載の方法・ 10)前記段階(alの反応の間のIoHの第2鉄塩に
対するモル比が約1:1〜約10:1で69、そして前
記段階(−の反応の間のat2の第2鉄塩に対するモル
比が#1.S:1〜約30:1である、前記特許請求の
範囲11i6墳記載の方法・ 11)段階(Q)の分離された第1tJの少くとも一部
を段階(aJの反応/lc再傭壌させる、前記特許請求
の範囲第6項記載の方法。 12)段階(glの分離された@2液相の少くとも一部
を段#(atの反応に再儂1させる。1J紀特許請求の
範囲第6JJ4記載の方法。 13)段階(elの前記の分離さjした不浴注相の少く
とも一部をに01塩水処理工程を経て膜タイプクロール
/アルカリ電解セルに再傭濃させる、前記特許請求の範
囲第6項記載の方法。 14)実質的、に純粋なK 2 Fe 04生底物が段
階(−〇に2Fe04結晶を少くとも1櫨の実質的に純
粋な無水!N機浴媒で洗いそして次いでAtl記の洗浄
したに2F・04結晶を乾燥させることによυ製造さn
る、前記特許請求の範囲#!6項記載の方法・ 15)前記に2Fe04結晶を最初に実質的KIIA枠
な無水ジメチルスルホキシド中で洗いそして次いて実質
的に純粋な無水メタノール中で洗う、前記特許請求の範
囲第14墳記載の方法・16)下記すなわち (aJ 少くとも1種の鉄酸塩安定化作用化合物の安
定化作用割合の存在下に膜セル級の水性KOH溶液を実
質的に純粋なoz2および実質的に純粋な11N2鉄塩
と反応させてKoji、H2Oおよび1coozを包含
する反応混合物および前記鉄酸カリウム、KOlおよび
r・(OH)3を包含する不溶性相を生成させること、
+1)J 前記反応混合物から前記鉄酸カリウムを分
離および回収すること、そして (cl 前記xottJIiタイプ電鵡セルに再循環
させそして次いで前記KOLから膜セル級水性KOH溶
液および実質的に純粋60A2を生成させること の各段階を包含する、鉄酸カリウム(K2Fe04)の
製造方法。 17)下記すなわち (aJ 不純な鉄酸カリウム生成物をジメチルスルホ
キシド、ジエチルスルホキシド、ジペンゾスルホキシド
、ジメチルスルホンおよびスルホフンよりなる群から適
ばnた実質的に純粋な無水の第1有機俗媒中で洗うこと
t (b) 次いで前記鉄酸カリウム生成りをメタノール
、エタノール、インプロパツールおよび#!2級ブタノ
ールよシなる評から選ばnた実質的に純粋な無水紀2有
愼浴媒中で洗うこと、そして tel 次いでこの洗った鉄畝カリウム全乾燥名せて
前記の乾燥した固体の実質的に純粋な鉄酸カリウム生成
物を生成させること の各段階を包貧す4%乾燥した固体状の実質的に純粋の
鉄酸カリウム生成物を製造するための方法。 1B)前記第1有機溶媒かりメチルスルホキシドである
、前記特許請求の範囲第17項記載の方法。 19)前記第2有機溶媒がメタノールである、前記特許
請求の範囲第18項記載の方法。 20)前記乾燥段階が約り0℃〜約100℃で実施さn
る、前記特許請求の範囲′1g17項記載の方法・
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/331,949 US4405573A (en) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | Process for preparing potassium ferrate (K2 FeO4) |
US331949 | 1981-12-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58110435A true JPS58110435A (ja) | 1983-07-01 |
Family
ID=23296047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57208751A Pending JPS58110435A (ja) | 1981-12-17 | 1982-11-30 | 鉄酸カリウムの製法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4405573A (ja) |
EP (1) | EP0082590B1 (ja) |
JP (1) | JPS58110435A (ja) |
CA (1) | CA1163421A (ja) |
DE (1) | DE3266228D1 (ja) |
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