Brevet FR2034309A1 — publié le 19701211

Cette invention concerne l'extraction du fer d'une solution décapante résiduelle à l'acide chlorhydrique, ladite solution décapante résiduelle contenant du fer dissous. Les solutions résiduelles à l'acide chlorhydrique récupérées des opérations de décapage dans l'industrie sidérurgique contiennent de façon typtEue, de 20 à 30%, en poids, de FeCl2, et de 0,5 à 1,5% d'acidité sous forme de HC1. Ces solutions peuvent contenir de faibles quantités d'autres chlorures métalliques, de lubrifiants, d'inhibiteurs, d'hydrocarbures et autres matières organiques et impuretés. L'extraction du fer de la solution est un problème qui se pose depuis longtemps dans 1J industrie. Selon la présente invention, il est prévu un procédé pour le traitement d'une solution décapante résiduelle à l'acide chlorhydrique contenant du FeC12, ledit procédé comprenant l'addition simultanée de la sclution décapante résiduelle et d'une bouillie de chaux à un réacteur pour former de l'oxyde de fer insoluble (Fe304), chaque produit étant chauffé à une température comprise entre 820C et le point d'ébullition du liquide, le barbotage de l'air à travers le mélange et l'agitation dudit mélange pendant la réaction, le maintien du mélange à un pH compris entre 8 et 10 et à une température comprise entre 82 0C et le point d'ébullition dudit mélange pendant toute la durée de la réaction, lesdites conditions étant toutes maintenues pendant cinq heures au moins, et ensuite la séparation de la phase solide résultante et de la phase liquide. La présente invention fournit unc méthode nouvelle et efficace pour l'extraction et la récupération de l'oxyde de fer tout en permettant d'obtenir une solution résiduelle de CaC12 utilisable. Cette solution résiduelle peut être concentrée et servir à combattre la neige et le verglas sur les grandes routes, à combattre la poussière sur les routes secondaires non rev8tues, à préserver du gel le charbon et les minerais autres, et comme additif aux mélanges de béton pour leur donner une prise initiale plus rapide. Les oxydes de fer récupérés étant essentiellement purs, ils peuvent être utilisés dans l'industrie métallurgique en tant que matière première Les perfectionnements par rapport aux méthodes connues sont l'addition simultanée de la bouillie de chaux et de la solution décapante dans le réacteur, l'oxydation à l'air du fer dissous en Fe304; le maintien du mélange obtenu à un pH entre 8 et 10 pendant toute la réaction; l'agitation constante du mélange et le contrle de la température du mélange pendant toute la réaction. Après 5 heures au moins, le système est séparé en un résidu solide et en une phase aqueuse. Le résidu solide se compose essentellement d'oxyde de fer magnétique, Fe3O4. La phase aqueuse se compose de CaCl2 en solution. I1 est nécessaire que le pH du mélange réactionnel soit maintenu à 8 ou plus, pour obtenir une récupération presque totale du fer dissous dans la solution décapante. On a trouvé qu'un pH inférieur à 8 provoquait une diminution sensible de la quantité de fer récupérée de la solution décapante résiduelle. On suppose que cela provient de l'effet du chlorure de fer sur la solubilité du fer. Par conséquent, il est essentiel d'utiliser le procédé de cette invention avec un pH de 8 ou plus afin de récupérer jusqu'à 99 +% du fer contenu dans la solution décapante résiduelle. La bouillie de chaux utilisée dans la pratique de cette invention contient de 10 à 300/0, en poids, d'hydroxyde de calcium. Le ralle du barbotage d'air dans la masse réactionnelle est de fournir une source d'oxygène pour l'oxydation des sels de fer présents dans la solution décapante. On pourrait également utiliser de l'oxygène dans ce but, mais cela n'est pas jugé avantageux en raison du prix élevé de l'oxygène. La chaleur servant à élever la température de la solution jus qu'S une valeur appropriée pour cette réaction peut être fournie par l'une quelconque de sources facilement disponibles telles que cellesprocuréespar les opérations de cokéfaction ou de fusion. Il est également possible d'utiliser le présent procédé lorsque la solution décapante utilisée est un mélange d'acide sulfurique et a acide chlorhydrique, avec le meme succès que lorsque la solution décapante est à l'acide chlorhydrique seul. Le procédé de cette invention peut être mis en oeuvre soit en opération continue soit en opération discontinue. Dans chaque type d'opération, les sels de fer présents dans la solution décapante résiduelle sont oxydés en oxyde de fer magnétique, Fe304. 99+% du fer présent dans la solution décapante résiduelle est transformé en cristaux dioxyde de fer pouvant titre séparés par des moyens physiques comme la filtration. Dans ce but, les appareils à filtrer de type courant à plateau, à disque de succion ou à tambour peuvent convenir.Si désiré, l'oxyde de fer solide peut être extrait également par centrifugation, Les exemples suivants servent à illustrer le processus du procédé de cette invention EXEMPLE 1 Dans une opération discontinue, des courants séparés de solution décapante résiduelle contenant de 20 à 30% de chlorure ferreux et de 0,5 à 1,5% d'acide chlorhydrique, et un courant de bouillie de chaux à 25%, chacun étant préchauffé à 90-930C, sont introduits Si- naffitanément dans un réacteur muni d'un agitateur, dlun diffuseur d'air et d'un diffuseur de vapeur.La solution est amenée à une cadence d'environ 1,72 l=g/mn et la bouillie de chaux a une cadence de 1,13 kg/mn, un pH de 8 étant maintenu dans le réacteur par réglage du débit liquide. Lorsque le réacteur est rempli, la durée de traitement est de 5 heures. Pendant ce temps, le pH est maintenu à 8 et la température à 930C avec agitation constante. L'air est soufflé à la cadence d'environ 0,225 m3/mn. Lorsque 5 heures se sont écoulées, la bouillie est envoyée, par pompage, du réacteur à un filtre à tambour rotatif à succion. Le gâteau de filtration contient environ 45 à 50% d'humidité. EXEMPLE 2 Des courants équilibrés de bouillie de chaux et de solution décapante sont amenés de façon continue dans un bac à neutraliser en continu contenant 1135 1. de bouillie réactionnelle agitée à la température de 930C et avec un pH de 8,5. La cadence d'addition de la chaux est de 6,2 kg/mn et le débit de l'acide, qui est réglé automatiquement par le contrôleur de pH, a une valeur moyenne de 9,7 kg/mn, et une petite quantité de vapeur est admise dans la bouillie pour maintenir la température. De l'air est diffusé par barbotage, de façon continue, dans le réacteur à la cadence de 1,25 m3/mn. La bouillie est extraite continuellement pour maintenir un niveau constant dans le bac à neutraliser. La durée du traitement dans le réacteur se monte en moyenne aux environs de 5 heures. La bouillie est envoyée à un filtre continu qui décharge un courant d'eau claire ayant un pH de 8,5 et un courant de gâteau de filtration contenant environ 45 à 50% d'humidité. L'eau claire contient moins de 2 ppm de fer et environ 1G,3o de chlorure de calcium. La concentration du chlorure de calcium dépend de la quantité de condensat dans la conduite de vapeur. REVENDICATIONS 1. Un procédé de traitement d'une solution décapante résiduelle à l'acide chlorhydrique contenant du FeC12, ledit procédé comprenant l'addition simultanée de la solution décapante résiduelle et d'une bouillie de chaux à un réacteur pour former de l'oxyde de fer insoluble (fie30), chaque produit étant chauffé à une tempéra- ture comprise entre 820C et le point d'cbullition du liquide, le barbotage de l'air à travers le mélange et l'agitation dudit mélange pendant la réaction, le maintien du mélange à un pH compris entre 8 et 10 et à une température comrpise entre 820C et le point dlébul- lition dudit mélange pendant toute la durée de la réaction, lesdites conditions étant toutes maintenues pendant 5 heures au moins, et ensuite la séparation de la phase solide résultante et de la phase liquide. 2. Un procédé selon la revendication 1, dans lequel le pli du mélange solution décapante résiduelle-bouillie de chaux est maintenu à 8,5,et dans lequel la température est maintenue à 930C pendant 5 heures.