ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 1.1. Технические характеристики хлорида железа Хлорное железо — средняя соль трехвалентного железа и соляной кислоты. На вид это химическое сырье представляет собой мягкую кристаллическую массу ржаво-коричневато-черного цвета. Температура его кипения составляет 319°С, температура плавления - 309°С. Хлорное железо образуется в результате нагревания железа с хлором. Хлорное железо FeCl3 (ГОСТ 11159-86) представляет собой темные с металлическим блеском кристаллы, очень гигроскопичные, поэтому транспортируют его в железных герметичных бочках. Получают безводное хлорное железо хлорированием стальной стружки при температуре 700оС, а также как побочный продукт при производстве хлоридов металлов горячим хлорированием руд. Содержит в товарном продукте не менее 98% FeCl3. Плотность 1,5 г/см3 . Таблица 1.1. Спецификации Гост 11159-76 железо хлорное техническое По физико-химическим показателям хлорное железо должно соответствовать нормам, указанным в таблице. | Наименование показателя | Норма | | 1-й сорт | 2-й сорт | | 1. Внешний вид | Кристаллы фиолетового цвета с темно-зеленым оттенком | | 2. Содержание хлорного железа, %, не менее | 97,3 | 95 | | 3. Содержание хлористого железа, %, не более | 0,6 | 1 | | 4. Содержание не растворимых в воде примесей, %, не более | 1,7 | Не нормируется | Источник: ГОСТ 11159-76 Примечание. В хлорном железе, предназначенном для очистки питьевой воды, содержание мышьяка не должно быть более 0,001 %.
Получение Самый простой способ получения хлорного железа − это растворение окиси железа в соляной кислоте при повышенной температуре: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Хлорное железо можно получить из хлористого хлорированием суспензии или раствора FeCl2 или окислением его кислородом воздуха. Получаемый раствор FeCl3 выпаривают до концентрации, при которой он при остывании затвердевает в кристаллический продукт FeCl3·6H2O. Такой продукт получается и в качестве отхода некоторых производств, в частности в производстве брома в процессе очистки бромо-воздушной смеси от примеси хлора раствором бромида железа (Красноперекопское ОАО «Бром», ОАО «Алтайхимпром», ОАО «Йодобром» (Пермь)). Хлорное железо может быть извлечено из солянокислых растворов (с целью их очистки от железа) некоторыми сложными эфирами и кетонами, в частности трибутилфосфатом и диэтиловым эфиром. На волгоградском ОАО «Каустик» хлорное железо получают взаимодействием жидкого хлора и железной стружки: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
1.2. Области применения хлорида железа В промышленных масштабах применяется как коагулянт для очистки воды. По сравнению с другими коагулянтами, в частности с сернокислым алюминием, этот химический продукт имеет важное преимущество – хлорид железанаделен высокой скоростью осаждения разнообразных примесей. В результате гидролиза хлорное железо образует малорастворимый гидроксид железа. В процессе его образования захватываются различные органические и неорганические примеси, образуя при этом рыхлые хлопья, которые легко удаляются из очищаемых стоков. Такие хлопья, плотностью 1001–1100 г/л и размером 0,5–3,0 миллиметров, имеют довольно большую поверхность с отличной сорбционной активностью. В процессе их образования в структуру включаются взвешенные вещества (крупные микроорганизмы, клетки планктона, ил, остатки растений), коллоидные частицы, а также часть ионов загрязнений, ассоциированных на поверхности данных частиц. При помощи данного продукта процесс осаждения шлама протекает намного быстрее и глубже. Еще одно преимущество хлорного железа - его благоприятное влияние на биохимическое разложение шлама. Для качественной очистки сточных вод на один кубический метр требуется 30 г хлорного железа. Очистка вод хлорным железом уменьшает содержание растворимых примесей до 25 процентов, а нерастворимых до 95 процентов. В процессе проведения очистки сточных промышленных и городских вод ядовитые соединения и микроорганизмы разрушаются гипохлоритом натрия. Благодаря своим ярко выраженным кислотным свойствам хлорид железа используется как катализатор в процессах органического синтеза, при получении термостойких смол и окисления нефтяных битумов. Железо хлорное - энергичный хлорирующий агент, поэтому он применяется для избирательного извлечения некоторых компонентов руд. В частности, это химическое сырье требуется в ароматических углеводородах для реакции электрофильного замещения. Хорошо известно также применение водных растворов хлорного железа. Обладая достаточно мягкими травильными свойствами, они используются в электронной промышленности и приборостроении для травления печатных плат, металлических деталей и медной фольги. Применяется хлорное железо и в строительстве. Его используют как добавку к портландцементу для ускорения процесса схватывания. Добавка хлорного железа значительно увеличивает прочность бетона.
Используется этот продукт и в других сферах жизнедеятельности человека, в частности:
• с его помощью осветляются природные воды в системах водоподготовки; • удаляется масло из стоков масложировых комбинатов; • он используется при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий от соединений хрома; • для смягчения хозяйственно-питьевой воды; • а также в хлорорганическом синтезе Другие сферы применения: - Хлорид железа применяется при травлении печатных плат (радиотехника, системотехника).
- Используется для травления печатных форм (офорт, цинкография), как альтернатива азотной кислоты, реакция с которой сопровождается выделением высокотоксичных паров («лисий хвост»).
|
