三氯化鐵的物化性質(zhì)和制備方法

時(shí)間：2023-03-24 19:38:05來源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

三氯化鐵的物化性質(zhì)和制備方法

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

[物化性質(zhì)]三氯化鐵，分子式為FeCl3，相對(duì)分子質(zhì)量為162.21，屬于六方晶體系。外觀為黑棕色帶綠色光澤結(jié)晶體(液體為紅棕色)。密度2.898g/cm3，熔點(diǎn)282℃，沸點(diǎn)315℃(分解)。400℃的蒸氣含F(xiàn)e2Cl6分子，750℃的蒸氣含F(xiàn)eCl3分子。極易吸潮，可生成2水合物、2.5水合物、3.5水合物、6水合物。三氯化鐵水溶液稀釋時(shí)，能水解生成棕色絮狀氫氧化鐵沉淀。易溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和異丙醚，可溶于液體的三氧化硫、乙胺、苯胺，不溶于甘油、三氯化磷和氯化亞錫，微溶于二硫化碳。水溶液呈酸性。不含游離氯的三氯化鐵略有臭味，但不刺鼻。含有游離氯的三氯化鐵則有刺激性惡臭，主要用作飲水和廢水的處理劑，染料工業(yè)的氧化劑和媒染劑，有機(jī)合成的催化劑和氧化劑。

[制備方法] 通常，固體產(chǎn)品采用廢鐵屑氯化法、低共熔混合物反應(yīng)法和四氯化鈦副產(chǎn)法，液體產(chǎn)品多用鐵屑鹽酸法和一步氯化法。

(1)廢鐵屑氯化法

以廢鐵屑和氯氣為原料，工藝流程如圖2-5所示，在一立式反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)，生成的三氯化鐵蒸氣和尾氣由爐的頂部排出，進(jìn)入捕集器，經(jīng)冷凝即得成品。反應(yīng)尾氣中有少量未反應(yīng)的氯氣和三氯化鐵，用氯化亞鐵溶液吸收氯氣，可得液體三氯化鐵。反應(yīng)式如下。

2Fe+3Cl2→2FeCl3

圖2-5 廢鐵屑氯化法生產(chǎn)三氯化鐵工藝流程

此法得到的是無水產(chǎn)品。

(2) 低共熔混合物反應(yīng)法

在一個(gè)帶有耐酸襯里的反應(yīng)器中，令鐵屑和干燥氯氣在三氯化鐵與氯化鉀或氯化鈉的低共熔混合物(例如70% FeCl3和30% KCl)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。首先，鐵屑溶解于共熔物(600℃)中，并被三氯化鐵還原成二氯化鐵，后者再與氯氣反應(yīng)生成三氯化鐵，升華后被收集在冷凝室中，該法可制得純度較高的三氯化鐵。

(3)鹽酸氯化法

將鹽酸和鐵屑反應(yīng)，生成的二氯化鐵溶液再用氯氣氯化。反應(yīng)過程如下式所示:

Fe+2HCl→FeCl2+H2

2FeCl2+Cl2→2FeCl3

(4) 一步氯化法

將氯氣直接通入浸泡鐵屑的水中，一步合成液體FeCl3，反應(yīng)式為：

Cl2+H2O→HCIO+HCI

Fe+2HCl→FeCl2+H2

2HClO+H2→Cl2+H2O

2FeCl2+Cl2→2FeCl3

(5)美國專利 4066748 介紹了一種以酸洗浴的FeCl2為原料制備三氯化鐵的方法，其主要步驟有：首先濃縮酸洗浴廢水，使得氯化亞鐵濃度至少達(dá)到34.25%(質(zhì)量百分比)，此濃縮液中仍含有大量的游離酸，中和濃縮液，采用逆流連續(xù)進(jìn)行兩次氯化。此法得到的溶液，1L中至少含有40%的氯化鐵(以重量計(jì))，而氯化亞鐵的含量不超過0.1%。

(6)中國專利 200510200706.3“硫酸渣吸收含氯廢氣制備三氯化鐵”中介紹了一種硫酸渣吸收含氯廢氣制備三氯化鐵的工藝，以含鐵量30%～60%的硫酸渣和含氯廢氣為原料，在吸收塔中反，應(yīng)而得。此工藝將硫酸渣的綜合回收和含氯廢氣治理合二為一，達(dá)到了“以廢治廢、綜合治理、變廢為寶”的目的，且省去了傳統(tǒng)三氯化鐵生產(chǎn)的氯化、氧化工序，節(jié)約資源，并解決了鹽酸的來源問題。含氯廢氣的吸收率達(dá)90%以上，可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)了無污染的清潔生產(chǎn)。工藝流程如圖2-6所示。

圖2-6 硫酸渣吸收含氯廢氣制備三氯化鐵流程

具體制備方法如下：

取硫酸渣(含鐵60%，過60目)與若干水配成硫酸渣礦漿，由噴射裝置進(jìn)入吸收塔，含氯廢氣(100L/h，含氯化氫和氯氣量為356mg/m3)從反應(yīng)塔下部進(jìn)入，在吸收塔內(nèi)與硫酸渣礦漿逆流接觸，85℃時(shí)循環(huán)吸收4h，煙氣中的Cl2和HCl與硫酸渣反應(yīng)，將Cl2和HCl除去，得到的由三氯化鐵、硫酸渣和水組成的混合物從吸收塔流出，經(jīng)過濾可實(shí)現(xiàn)水溶性的三氯化鐵與渣的分離，得到水溶性的三氯化鐵，然后對(duì)三氯化鐵溶液進(jìn)行凈化和去除重金屬，再進(jìn)行過濾得到比較純凈的三氯化鐵溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮可得到固體三氯化鐵，尾氣可直接排放。

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