Эффективная регенерация кислоты из отработанного хлоридного пиклевого раствора

Регенерация кислоты для отработанного хлоридного пиклевого раствора

Пиклинг стали — один из важных этапов в сталепромышленности. Это часть финишного процесса производства определенных стальных продуктов, при котором оксиды и накипь удаляются с поверхности полосовой стали, стального прутка и других форм стали растворением в кислоте. В процессе кислота реагирует на растворение поверхностных оксидов, накапливая ионные металлы в пиклевом растворе.

Пиклинг — процесс химического удаления накипи (поверхностных оксидов) и другой грязи со стали погружением в водный кислотный раствор. Во время пиклинга кислота реагирует с накипью и базовой сталью, образуя растворенные металлические соли. В этих целях используют пиклевые растворы, состоящие преимущественно из минеральных кислот. Кислотные пиклевые ванны используются для удаления, модификации, пассивации или очистки стальных поверхностей определенным образом. Обычно для пиклинга углеродистых стальных продуктов применяют раствор хлористовой (HCl) или серной (H₂SO₄) кислоты. Концентрация этих кислот снижается в процессе пиклинга, тогда как процент продуктов пиклинга в ванне растет.

Пиклинг углеродистой стали — процесс, потребляющий свежую серную или хлористовую кислоту и дающий сульфат или хлорид железа. И закупка свежей кислоты, и утилизация сульфатов и хлоридов обычно сопряжены с высокими затратами и сложной логистикой.

История и преимущества хлористовой кислоты

Для кислотного пиклинга углеродистой стали и стальных продуктов серная кислота была основной до середины XIX века. Начиная с 1964 года несколько пиклевых цехов перешли от серной к хлористовой кислоте. На сегодня хлористовая кислота — самая распространенная для пиклинга углеродистой стали.

Свежеприготовленная пиклевая ванна обычно содержит 12–16 % хлористовой кислоты, хотя эта концентрация прогрессивно снижается при использовании. Ванна считается отработанной, когда концентрация кислоты падает до 75–85 % от начальной, а концентрация металлов в растворе достигает 150–250 г/л.

Хлористовая кислота предпочтительнее серной по причинам: (1) обеспечивает оптимальное качество поверхности и быстрый пиклинг; (2) стабильно дает равномерную светло-серая поверхность на углеродистой стали; (3) способна растворять все соединения слоя накипи; (4) вероятность перепиклинга значительно ниже; (5) концентрация железа может достигать 13 %; (6) промывка облегчена за счет высокой растворимости хлорида железа; (7) кислота безопаснее в обращении по сравнению с серной; (8) пиклинг проводится при более низких рабочих температурах; (9) преимущество более низких затрат; (10) хлористовопиклевый процесс дает более быстрый и чистый пиклинг, меньший расход кислоты и более высокую утилизацию кислоты; (11) меньше паропотребление и меньшее образование отработанного пиклевого раствора; (12) большая универсальность и более равномерное качество продукции по сравнению с сернокислотным пиклингом.

Управление отработанным пиклевым раствором

Главный побочный продукт процесса пиклинга — образование отработанного пиклевого раствора или отработанной кислоты. Отработанный пиклевый раствор можно управлять несколькими способами: (1) вывоз на перерабатывающую организацию, которая восстанавливает и конвертирует хлорид железа в хлорид железа(III) и продает продукт как коагулянт для станций очистки сточных вод; (2) наладка на месте с едкими щелочами и вывоз полученного илла; (3) регенерация процессом регенерации кислоты на месте или на внешнем объекте с повторным использованием регенерированной кислоты; (4) восстановление свободной кислоты несколькими коммерчески доступными процессами восстановления; (5) глубинная инъекция скважинами.

Регенерация хлористовой кислоты — процесс восстановления связанной и свободной хлористовой кислоты из хлоридных растворов металлов, таких как хлорид железа(II). Регенерированная кислота не оказывает негативного влияния на эффективность очистки металла по сравнению с девственной кислотой. Она пиклит так же эффективно, как девственная кислота.

Регенерация отработанного пиклевого раствора хлористовой кислоты — вспомогательный процесс, в котором отработанный пиклевый раствор, содержащий хлорид железа и раствор хлористовой кислоты, конвертируется процессом, например распылительной оксидации, в рыночный продукт — оксид железа(III) — и раствор хлористовой кислоты, который можно рециклировать для пиклинга. Процесс регенерации кислоты устраняет необходимость и затраты на утилизацию отработанной кислоты и затраты на замену хлоридных пиклевых растворов, делая завод практически самодостаточным. Одновременно процесс снижает выбросы и, таким образом, воздействие завода на окружающую среду.

В зависимости от состава отработанного пиклевого раствора используют различные методы регенерации. Некоторые позволяют восстановить только хлористовую кислоту.

Полные установки регенерации хлористовой кислоты дают средство практически устранить затраты и сложную логистику, связанные с поставкой и утилизацией свежей и отработанной кислоты. Для регенерации хлористовой кислоты существует ряд процессов полной регенерации отработанных хлоридных пиклевых растворов с коэффициентами восстановления до 99,5 %. Все эти процессы представляют значительные улучшения реализуемости по сравнению с традиционными испарительными процессами для восстановления только свободной хлористовой кислоты. Кроме того, полная регенерация кислоты является частью экологической ответственности завода, эксплуатирующего пиклевой цех.

Технологии регенерации хлористовой кислоты

Доступно несколько технологий регенерации хлористовой кислоты: (1) пирогидролиз, (2) кристаллизация, (3) гидролитический осаждение, (4) экстракция растворителем, (5) система управления кислотой Kleingarn.

Пирогидролиз

Пирогидролиз — процесс, в котором отработанный пиклевый раствор термически разлагают для конвертации обратно в хлористовую кислоту и оксид железа. Процесс проводится при очень высокой температуре с паром воды и кислородом. Отработанный пиклевый раствор подают в пирогидролизаторы, которые конвертируют хлорид железа(II) (FeCl₂) в компоненты оксида железа(III) (Fe₂O₃) и хлористовую кислоту. Установки пирогидролиза очень энергозатратны, בעיקר потому, что для испарения раствора хлорида металла и нагрева содержимого ростера требуется большое количество сгорания топлива. На рис. 1 схема пирогидролиза.

Рис. 1 Схема процесса пирогидролиза

Восстановление хлористовой кислоты из отработанного пиклевого раствора пирогидролизом экологически выгодно: устраняет необходимость нейтрализации и утилизации отработанной кислоты и снижает водопотребление. Также высоко рентабельно, так как исключает затраты на утилизацию, снижает затраты на замену кислоты и дает ценный побочный продукт — оксид.

Пирогидролиз — химическое превращение металлических солей с использованием пара и кислорода при высоких температурах. В зависимости от температуры пирогидролиза продукт оксида получается либо в гранулах при обработке в установке с флюидизированным слоем, либо в порошке при более низкой температуре в распылительной ростерной установке. Распылительный ростерный процесс работает при температуре значительно ниже температуры синтерирования оксида железа, поэтому оксид получается в виде красного порошка, обычно менее 1 микрометра.

Регенерация хлористовой кислоты пирогидролизом обеспечивает полное восстановление отработанного кислотного раствора в безметаллический продукт. Процесс не только восстанавливает хлористовую кислоту в свободном и связанном состоянии, но и получает высококачественный оксид железа, либо в виде гранул, либо тонкого порошка, который востребован ферритной, пигментной и другими отраслями.

Регенерация хлористовой кислоты методом пирогидролиза обычно рассматривают крупные пиклевые цеха, так как метод затратен из-за высоких энергозатрат на эксплуатацию пирогидролизаторов. Этот метод неэкологичен из-за коррозионных хлоридных солей в пыли, выделяемой процессом. Поэтому технология требует установки системы сбора пыли: циклона или электрофильтра (ЭФ).

Кристаллизация

Регенерация кислоты методом кристаллизации изначально использовалась для регенерации отработанной серной кислоты. Однако позже разработки позволили проводить регенерацию кристаллизацией и для хлористовой кислоты. Применимость подтверждена технико-экономическими исследованиями, заключившими, что нужна многоступенчатая кристаллизация в серии непрерывно мешаемых реакторов-кристаллизаторов. Отработанная хлористовая кислота должна также пройти процесс рециркуляции кристаллов для получения чистых от примесей кристаллов.

Процесс регенерации через кристаллизацию хлорида железа включает стандартную технику без ограничения по размеру. Регенерированная хлористовая кислота может оказывать некоторое влияние на процесс пиклинга из-за балластной хлоридной нагрузки. Эта проблема устраняется настройкой условий пиклинга так, чтобы скорость была не ниже, чем при чистой хлористовой кислоте с приемлемым качеством поверхности.

Гидролитическое осаждение

Регенерация отработанных хлоридных пиклевых растворов технологией гидролитического осаждения включает процесс паровой дистилляции при испарительных гидролитических условиях при температурах до 250 °C. При отсутствии других хлоридных солей гидролитический дистилляционный процесс завершается при ~175 °C. Однако при наличии хлорида магния для завершения процесса нужна более высокая температура.

Технология экстракции растворителем

Маршрут экстракции растворителем — популярная технология регенерации. Предпочтительна, так как дает менее опасные побочные продукты при обработке отработанного пиклевого раствора. Экстракцией растворителем хлорид железа(II) можно отделить от хлористовой кислоты. Побочный продукт регенерации отработанного хлористового пиклевого раствора должен пройти пост-обработку.

Система управления кислотой Kleingarn

Принятие этой технологии регенерации снижает затраты на замену отработанных пиклевых растворов новой кислотой. Технология требует меньших первоначальных инвестиций. Применение системы Kleingarn помогает сократить объем отходов за счет экономии количества используемой хлористовой кислоты. Этот метод регенерации также облегчает переработку кислотных отходов.

Система Kleingarn не только требует меньше первоначальных инвестиций, но и помогает снизить объем отработанного пиклевого раствора. Регенерация отработанного пиклевого раствора системой Kleingarn может помочь повысить концентрацию кислоты и одновременно снизить концентрацию железа. Эксперименты необходимы для получения оптимальной скорости пиклинга этим методом. Процесс регенерации можно повторять до тех пор, пока выделенная ванна с хлористовой кислотой не потребует опорожнения для очистки или ремонта. После опорожнения ванны готовят свежий раствор, используя частично отработанную кислоту из других ванн плюс свежую кислоту. Регенерация хлористовой кислоты системой Kleingarn имеет экологические преимущества.

Процессы регенерации отработанного пиклевого раствора

С конца 1960-х разработано несколько процессов регенерации отработанной хлористовой пиклевой кислоты, но ни один не сравнится по широте коммерческого принятия с процессом распылительного ростера (spray roaster), который продемонстрировал свою долгосрочную реализуемость и жизнеспособность во множестве промышленных внедрений. Процесс распылительного ростера и некоторые другие процессы регенерации хлористовой кислоты описаны ниже.

Процесс распылительного ростера (Spray roaster)

Среди всех известных процессов регенерации хлористовой кислоты, таких как кристаллизация и пирогидролиз в флюидизированном слое, процесс распылительного ростера наиболее реализуем с точки зрения энергопотребления, эксплуатационных затрат, затрат на обслуживание, готовности и рыночности побочного продукта.

Процесс распылительного ростера — пирогидролитический процесс, в котором отработанная кислота распыляется в непосредственно нагреваемую печь (контактом с кислородом) и расщепляется на порошок оксида железа(III) (твердая фаза) и хлористовую кислоту (газообразная фаза). Газообразная хлористовая кислота абсорбируется в воде с образованием регенерированной хлористовой кислоты около 18 % концентрации, которую можно повторно использовать для пиклинга. Обычно и привлекательно используют слегка кислую промывочную воду с пиклевой линии как абсорбирующую жидкость.

Распылительный ростер — просто большой огнеупорно облицованный стальной сосуд с прямыми горелками у дна для нагрева содержимого. Число горелок и их положение зависят от размера ростера и нужного тепла. Температура пламени может достигать 1200–1750 °C в зависимости от соотношения воздух/топливо. Благодаря охлаждающему эффекту питательного распыления средняя температура в зоне реакции обычно 600–700 °C. В этом типе пирогидролиза раствор хлорида металла распыляют в свободное пространство пустого цилиндрического сосуда, а необходимое тепло подают восходящим потоком горячих газов, генерируемых донными горелками.

Распылительный ростер должен быть спроектирован для обеспечения достаточного времени сушки для крупнейшей капли жидкости для гидролиза до достижения дна сосуда. Коммерческие распылительные ростеры имеют высоту 5–8 м для обеспечения этого времени. Далее, диаметр ростера рассчитывают для вверхнего газового (пространственного) велосити, достаточно высокого, чтобы предотвратить смачивание дна каплями, но достаточно низкого, чтобы предотвратить высокие пылевые потери в отгазовую систему. Пространственная скорость обычно 0,3–1 м/с для коммерческих установок и может быть еще ниже для малых.

На рис. 2 эскиз распылительного ростера. Распылительные ростеры обычно имеют очень большие диаметры для поддержания низких газовых скоростей. Если скорость газа становится слишком высокой, слишком много частиц уносится с отгазами ростера, и качество продукта и эффективность ростера падают. В распылительном ростере отгазы и оксиды покидают ростер противопоточно при ~400–500 °C. Из-за противопоточного течения выходная температура в распылительном ростере ниже температуры зоны реакции.

Рис. 2 Эскиз распылительного ростера и типичная структура оксида распылительного ростера

Время пребывания распыленных частиц в высокотемпературной зоне реакции очень короткое, поэтому нужно создавать очень малые жидкие капли, которые быстро нагреваются, атомизацией. Быстрый нагрев распыленных частиц приводит к формированию твердой корки металлического оксида на поверхности каждой капли. По мере нагрева объема капли водяное содержимое испаряется и прорывает оксидную оболочку. Поэтому распылительно обожженные оксиды часто состоят из очень мелких (несколько микрометров) «пушистых» полых сфер. Типичная структура оксида распылительного ростера показана на рис. 2.

Три основных этапа процесса распылительного ростера: (1) предконцентрация, (2) обжиг (roasting), (3) абсорбция. На этапе предконцентрации входящая отработанная кислота проходит прямой теплообмен и массообмен с горячими отходящими газами из печи ростера. Прямой теплообмен осуществляется в вентюри-испарителе, где отработанная кислота распыляется и турбулентно перемешивается с газом ростера на высокой скорости. Отходящий газ частично испаряется, оставляя предконцентрированную отработанную кислоту как жидкую загрузку для распылительной ростерной печи.

В распылительной ростерной печи предконцентрированная отработанная кислота, впрыскиваемая сверху высоконапорными распылительными насадками, проходит каплю за каплей испарение воды и хлористовой кислоты, а также пирогидролиз реакции оставшихся хлоридов железа и избыточного кислорода от горелок. Горелки расположены тангенциально по окружности печи для формирования специфического «вихревого» потока, увеличивающего время удержания капли за счет удлинения её пути через печь. Можно использовать практически любой обычный промышленный фоссильный топливо: природный газ, СЖГ, СПГ, коксовый газ, топливное масло.

В системе регенерации пирогидролизом хлорид железа(II) (FeCl₂) конвертируют в хлористовую кислоту и оксид железа гидролитическим разложением. Реакция происходит в реакторе при температурах 600–800 °C. При реакционных температурах раствор хлорида железа расщепляется на хлорид водорода и оксид железа паром воды и атмосферным кислородом. Химические реакции: (1) 12 FeCl₂ + 3 O₂ = 8 FeCl₃ + 2 Fe₂O₃; (2) 2 FeCl₃ + 3 H₂O = 6 HCl + Fe₂O₃; (3) 4 FeCl₂ + 4 H₂O + O₂ = Fe₂O₃ + 4 HCl.

В абсорбционной колонне охлажденный ростерный газ с газового выхода предконцентратора проходит адиабатический теплообмен с промывочной водой в набитой колонне и образует регенерированную кислоту типичной концентрации ~18 % HCl, пригодную для пиклинга. Ростер обычно оснащен обширной отгазовой системой, включая газо-жидкостный контактер (вентюри) для частичного испарения свежей загрузки, абсорбер для восстановления газообразной хлористовой кислоты как регенерированной кислоты, и пылеулавливающее оборудование: циклон или ЭФ. Типичная технологическая схема процесса распылительного обжига приведена на рис. 3.

Рис. 3 Типичная технологическая схема процесса распылительного обжига

Химические продукты реакций пирогидролиза состоят из хлористовой кислоты, извлекаемой из верха печи вместе с паром и продуктами сгорания, и порошка оксида железа(III), оседающего на коническом дне печи, который пневматически конвейеризируется в бункер хранения, откуда его можно упаковать в различные коммерческие транспортные средства: биг-бэги или на грузовики.

Распылительно обожженный порошок оксида железа имеет высокую оксидную чистоту и хорошую поверхностную структуру. Благодаря этим свойствам он ценный сырой материал для последующих отраслей: производителей архитектурных красок, строительных материалов, катализаторов стирола, тонера для лазерных принтеров и ферритов.

Процесс с флюидизированным слоем

Процесс с флюидизированным слоем также является пирогидролитическим, как процесс распылительного ростера, и проходит в непосредственно нагреваемой печи. В ростере с флюидизированным слоем раствор хлорида металла вводят на большой слой горячих металлических оксидов, а необходимое тепловое энергетику дают горячие флюидизирующие газы сгорания. На рис. 4 схематический эскиз ростера с флюидизированным слоем.

Рис. 4 Эскиз ростера с флюидизированным слоем и типичная структура частиц флюидизированного слоя

Ростер с флюидизированным слоем проектируют для пространственной скорости, в 3–10 раз превышающей минимальную флюидизирующую скорость оксидного слоя. Для гранул оксида железа 200–2000 мкм диаметром пространственные скорости 2–2,5 м/с обычны. Высоту ростера выбирают для минимизации переноса пыли в отгазовую систему. Типичные общие высоты ростеров с флюидизированным слоем — 5–6 м.

Горячий газ сгорания обычно производят погруженными дюзами, прямо впрыскивающими воздух и топливо в дно флюидизированного слоя. Горячий газ течет вверх и флюидизирует слой частиц. По мере прохождения горячего газа через хорошо агитируемый слой оксидов он быстро достигает теплового равновесия со слоем. Жидкая загрузка не распыляется, а подается прямо (наливается) сверху или внутрь слоя оксидов. По одному объяснению, жидкая загрузка смачивает внешний слой горячих оксидных частиц (порядка 0,5 мм) и быстро испаряется, формируя луковицу-подобный слой нового твердого оксида поверх существующего, тем самым производя плотные однородные частицы, как показано на рис. 4.

Поскольку отгазы флюидизированного ростера горячее, чем распылительного, большее количество воды предварительно испаряется в вентюри. Следовательно, некоторое количество воды для разбавления нужно добавлять в вентюри, чтобы контролировать концентрацию хлорида железа(II) ниже насыщения. Без воды для разбавления рециркулирующая вентюри-жидкость образует кристаллы, которые могут вызывать закупорку и повреждения в вентюри-контактере. Потребность в топливе в процессе флюидизированного слоя выше, чем в процессе распылительного ростера, главным образом из-за потребности в воде для разбавления. В некоторых случаях количество воды для разбавления можно снизить: (1) работая флюидизированный слой при более низкой температуре (например, 800 °C); (2) повышая эффективность улавливания оксидной пыли в циклоне (например, мультициклоны); (3) снижая генерацию мелкодисперсной пыли во флюидизированном слое. Поскольку безопасная температура сгорания природного газа ~760 °C, температуры слоя ниже 800 °C обычно не используют для систем на природном газе. На рис. 5 упрощенная схема процесса флюидизированного слоя.

Рис. 5 Упрощенная схема процесса флюидизированного слоя

В процессе флюидизированного слоя конвертация отработанной кислоты в оксид железа и хлорид водорода происходит во флюидизированном слое при температуре ~800–900 °C. Благодаря этому оксид железа, получаемый на установке регенерации хлористовой кислоты с флюидизированным слоем, имеет гранулированную, синтерированную консистенцию и называется пеллетом. Средний диаметр пеллета 200–2000 мкм в зависимости от настройки реактора. Пеллеты являются заменителем железной руды и могут рециклироваться обратно в интегрированном металлургическом комбинате.

В процессе флюидизированного слоя абсорбция хлористовой кислоты выполняется аналогично распылительному обжигу, но получаемая концентрация кислоты немного ниже — типично 17 %. Процесс пирогидролиза во флюидизированном слое имеет несколько отличительных преимуществ над процессом распылительного ростера: (1) продукт оксида — гранулят, обычно безпыльный из-за луковицы-подобного роста частиц в ростере флюидизированного слоя; (2) не нужен отдельный блок сгорания, так как пирогидролиз и реакции сгорания происходят одновременно во флюидизированном слое; (3) возможен контроль размера частиц через контроль времени пребывания, частичную переработку продукта или изменение подачи загрузки; (4) хорошее перемешивание и температурный контроль, свойственные флюидизированным слоям; (5) ростеры с флюидизированным слоем обычно меньше распылительных ростеров.

Процесс PHAR

PHAR (Pickliq hydrochloric acid regeneration) — процесс регенерации отработанной хлористовой кислоты из сталепрокатного пиклинга. Применим к пиклевым операциям любого размера. Технология PHAR устраняет проблему утилизации, создавая значительное снижение операционных, экологических и капитальных затрат. Процесс использует серную кислоту для восстановления хлористовой кислоты для повторного использования. PHAR производит кристаллы сульфата железа(II) (сульфат гептагидрат), экономически жизнеспособный побочный продукт, который можно продать для промышленных целей. Устраняя транспортировку и/или обработку отработанного пиклевого раствора, а также затраты на генерацию хлористовой кислоты для замены отработанного раствора, PHAR дает экономию энергии 95 %, затрат 52 % и снижение выбросов CO₂ на 91 % по сравнению с существующей технологией.

В процессе PHAR отработанный пиклевый раствор обычно выходит из пиклевой линии при ~11–13 % железа и 2–4 % свободной хлористовой кислоты. Температура кислоты ~80–90 °C для непрерывной пиклевой линии, но может быть ниже для партийной операции. С помощью поперечного теплообменника выходящий отработанный пиклевый раствор обменивает теплом с «регенерированным пиклевым раствором» (RPL), возвращающимся на пиклевую линию.

Отработанный пиклевый раствор для регенерации затем поступает в реактор, где контактирует с концентрированной серной кислотой (93 %). Серная кислота реагирует с хлоридом железа(II), освобождая свободную хлористовую кислоту в растворе. Финальное снижение температуры сопровождается охлаждением реакционной смеси до температур –15 °C до –1 °C в кристаллизаторе. Снижение температуры снижает растворимость сульфата железа(II), вызывая его выпадение в осадок. Получившийся сульфат железа отделяют кристаллизацией. Мать-раствор, теперь обогащенный хлористовой кислотой, но содержащий остаточную серную кислоту, затем отделяют от кристаллов вакуумной фильтрацией или центрифугированием и рециклируют в пиклевой процесс.

Небольшое количество воды используют для промывки остаточного мать-раствора с кристаллов. Эта вода компенсирует воду гидратации, связанную с сульфатом железа(II). Уровень остаточной серной кислоты в регенерированной хлористовой кислоте зависит от концентрации железа и температуры. Процесс работает при низких температурах и производит сульфат железа(II) гептагидрат (FeSO₄·7H₂O). На рис. 6 типичная схема процесса PHAR.

Рис. 6 Типичная схема процесса PHAR

Процесс PHAR имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с другими альтернативами: (1) процесс работает при низких температурах, минимизируя коррозию и позволяя использовать недорогие пластики для трубопроводов и оборудования; (2) энергопотребление на охлаждение и кристаллизациюinherently меньше, чем на испарение, и может быть минимизировано рекуперацией тепла от отработанного пиклевого раствора теплообменниками; (3) сульфат железа(II) гептагидрат — легко реализуемый материал, используемый как коагулянты для водоочистки и дезодоризация сточных вод; (4) капитальные инвестиции в систему значительно меньше других альтернатив и она физически намного компактнее; (5) поставка топливного газа не нужна для работы; (6) процесс более толерантен к загрязнению другими металлами, такими как цинк.

Дистилляционный процесс

Дистилляционный процесс применяют там, где в отработанном пиклевом растворе остается значительный уровень свободной кислоты. Очищенная хлористовая кислота азеотропной концентрации ~15 % восстанавливается из «верхов» (overs), а концентрированный хлоридный раствор железа восстанавливается из «nizov» (bottoms). Этот процесс восстанавливает только значения «свободной кислоты». В одной вариации накапливающийся в низах хлорид железа(III) кристаллизуют. В другой — используют ионообменный процесс задержки кислоты для снижения кислотности жидкого побочного продукта хлорида железа.

Дистилляционный процесс с серной кислотой

В этом процессе к отработанному пиклевому раствору добавляют серную кислоту. Это вызывает реакцию FeCl₂ + H₂SO₄ = 2HCl + FeSO₄. Освобожденная хлористовая кислота восстанавливается вместе с исходной свободной хлористовой кислотой дистилляцией, а железо кристаллизуется как сульфат железа(II) моногидрат.

Гибридные процессы пирогидролиза

Когда основная цель эксплуатации пирогидролиза — производство высококачественного порошка оксида железа, принимают реакторный дизайн, сочетающий энергоэффективность распылительной печи с однородными и стабильными процессами флюидизированного слоя. Это требует более высоких инвестиций в технологии депыления и газового охлаждения.

Гидротермический процесс регенерации

Гидротермический процесс регенерации — относительно новая технология. Она заменяет непосредственно нагреваемую печь и газо-жидкостную абсорбцию альтернативным маршрутом, состоящим из оксидации и гидролиза. Формирование оксида железа(III) происходит в жидкой фазе, что снижает потребление тепловой энергии. Концентрация регенерированной кислоты равна общей концентрации HCl в отработанной кислоте. Эту концентрацию можно увеличить до уровня выше 30 % с помощью предконцентратора. Качество оксида железа, производимого этим процессом, сравнимо с пирогидролитическими процессами по загрязнению хлорид-ионами. Однако удельная поверхность частиц можно настроить на значительно более высокие значения путем настройки условий гидролиза.