本发明是关于由稀盐酸制备氯化铁的方法。特别是关于制备滴定分析结果为35-45%（重量）之间的氯化铁水溶液的方法。这种氯化铁水溶液在水处理中用做絮凝剂。参考文献为《Kirk-Othemer，化工大全》，第三版，第24卷，第394-396页（1984）和第10卷，第498页（1980），在此处有这种应用。最简单的方法是将铁用浓盐酸加热煮解;由此可获得含有氯化亚铁（FeCl2）约36%（重量）的溶液;再将此溶液氯化从而得到滴定分析结果约为41%（重量）的氯化铁（FeCl3）溶液，该溶液能直接用做絮凝剂。这种41%的溶液就是常见的商品形式。必须得到FeCl2的浓溶液，因为在蒸发浓缩过程中FeCl2和FeCl3能发生生成盐酸（HCl）的部分水解作用。在FeCl3中存在HCl会影响水处理。所以，这种方法要求使用浓盐酸。 美国专利4，066，748号描述了一种方法，它是用来源于去锈槽液的FeCl2溶液做原料。用此方法必须浓缩氯化亚铁溶液和要求两步氯化反应。
美国专利3，682，592号描述了一种方法，它与上述方法相似，所不同的是将氯化亚铁溶液与氧接触。
尚不知道用稀酸做原料的简单方法。盐酸溶液中值得注意的一点是水-盐酸恒沸物浓度在大气压下为20.5%（重量）。为了得到含有至少36%（重量）的氯化亚铁溶液，必须用约24%（重量）地盐酸溶液做原料。本发明使得有可能应用浓度低于恒沸物的酸，而且避免了必须浓缩盐酸和/或氯化亚铁和/或氯化铁溶液的缺点。
本发明的要点是由稀盐酸制备氯化铁，它包括下列步骤：
（a）将铁与含有稀盐酸的溶液接触直至所述的盐酸消失为止。
（b）将所得溶液氯化以得到氯化铁溶液。
（c）将步骤（b）获得的溶液减压蒸发。
（d）在步骤（c）获得的液相部分地再循环至步骤（b），液相的其余部分构成氯化铁产品。
使用铁或氧化铁或铁与氧化铁的混合物。通常使用铁屑，例如，钢铁零件机加工时的废屑、钢铁零件钻孔时的碎屑或冲压废料等。这种回收铁或多或少地被氧化了。含有稀盐酸的溶液可以是含15-25%（重量）盐酸的盐酸水溶液。使用较高浓度虽不脱离本发明范围，但在这种情况下应用如先有技术中已描述的常规方法却很简单。本发明特别适用于不能浓缩至超过恒沸混合物浓度的所谓的废酸。一般说来，这些酸的浓度在15%（重量）至恒沸混合物之间。使用浓度低于15%（重量）的盐酸溶液虽不脱离本发明范围，但应用普通蒸馏将此溶液浓缩至15%（重量）以上却很简单。含有稀盐酸的这种溶液还可含有氯化亚铁和可能已有少量氯化铁。步骤（a）可以任何方式进行，但操作最好在大气压下在容器中进行，并且使铁始终过量以保证在步骤（a）结束时所获得的氯化亚铁溶液中没有剩余的盐酸。铁与盐酸之间的反应是完全的和按化学计量进行的。虽然含有盐酸的溶液可在任何温度下，但所用溶液在20-50℃之间较好，而且最好在35-45℃之间。酸的停留时间虽可任意长，但以2分钟至30小时之间较好，且最好在3-15小时之间。在步骤（a），除稀盐酸溶液外，加入含有盐酸和氯化亚铁或只含有氯化亚铁的溶液（例如，来源于去锈槽液的溶液）不脱离本发明范围。这种溶液的量以不多于剩余盐酸溶液的20%（重量）为宜，不多于10%（重量）更好。只用来源于去锈工序以及其中含有氯化亚铁和盐酸的溶液不脱离本发明范围，但这种溶液必须不含有多余的重金属，这些重金属在供制备饮用水用的氯化铁中是有害物。步骤（a）得到的溶液在氯化之前最好将其过滤或滗析。
步骤（b）是将步骤（a）获得的氯化亚铁溶液与氯以及氯化铁溶液进行接触。可以用液态或气态氯，或含氯的流体。这种接触可以任何方式进行，只要能保证实现氯与氯化亚铁之间的接触即可。所用设备可有若干级并联或串联操作，可以并流供料或逆流供料或以这些方法的任何结合方式供料。
例如，可以使用搅拌反应器或蒸馏柱或吸收柱类型的柱子。最好使用装备有接触装置（例如，塔板或填料环或若干这类装置）的柱子。氯化亚铁溶液和氯化铁溶液在柱子顶部送入，而氯气在柱子底部送入。如果采用氯气过量（相对于氯化亚铁量），则有少量氯气在柱子顶部被收集，同时收集的还有伴随氯气在一起的气体和由于其蒸汽压而带出来的少量水蒸汽。在柱子底部得到氯化铁溶液。在柱子的若干点导入氯化亚铁溶液和氯化铁溶液不脱离本发明范围，这对于在柱子的若干点导入氯气的情况也同样适用。
将所获得的氯化铁溶液下一步进行减压蒸发，在减压期间所收集的液相部分地再循环至步骤（b），剩余的液相构成氯化铁产品。在减压蒸发期间所得到的气相基本上是由水蒸汽组成。
氯化亚铁转化为氯化铁的氯化反应是完全的和按化学计量进行的。观察到氯化亚铁的停留时间至少是10秒钟，而且最好短于4小时是有利的。并不需要将全部氯化亚铁氯化，氯化铁的技术规格有时允许在氯化铁溶液中含有氯化亚铁0.1-1%（重量）。采用氯过量不脱离本发明范围。
由步骤（a）产生的氯化亚铁溶液的温度在40-100℃之间较好，最好在60-90℃之间。在步骤（c）由减压蒸发得到的和进行再循环的氯化铁溶液的温度取决于步骤（b）出口处的温度和进行减压蒸发时的压力。在步骤（b）入口处的再循环氯化铁溶液的温度在50-90℃之间较好，最好在55-80℃之间。步骤（a）产生的氯化亚铁溶液的温度以及再循环至步骤（b）顶部的氯化铁溶液的温度可进行调节（例如，借助于换热器），这些溶液在使用时其温度最好不要调节。出口处氯化铁溶液的温度主要决定于入口处溶液的温度以及将要转化为氯化铁的氯化亚铁量，此外还与为实现步骤（b）所使用的设备是否是绝热的、等温的等等有关。
最好使用绝热设备，在步骤（b）出口处溶液的温度在60-95℃之间较好，最好在65-90℃之间。虽然操作可在任何压力下进行，但是在大气压下或在接近大气压下进行步骤（b）是比较简单的，该溶液在减压蒸发时由大气压减压至绝对压力为0.3-0.05巴之间。此减压蒸发可在任何类型的容器中进行;只要它能将所产生的气相和液相分离开就能满足要求。真空可以由例如真空泵或蒸汽喷射泵提供。
在稳态下构成产品氯化铁的量（摩尔数）与在步骤（b）进入的氯化亚铁的量相对应。再循环至步骤（b）的氯化铁溶液的量在稳态下最好是构成产品氯化铁溶液量的5-10倍。
根据本发明的另一形式，步骤（b）产生的氯化铁溶液在减压蒸发前还可加热。
换热器可以安置在步骤（b）入口处的氯化亚铁溶液中、步骤（b）出口处的氯化铁溶液中以及再循环的氯化铁溶液中，当反应过分放热时（例如，盐酸浓度变高）换热器还可用来取走热能。
根据本发明的另一最佳实施方案，假如温度水平是均衡的，可以将制备氯化铁产生的热能传递给步骤（b）的氯化亚铁进料溶液。
单页附图表示出本发明的一个特定实施方案。为了清楚起见，泵、阀门等没有标明。
（1）表示用以使铁（5）与盐酸溶液（6）进行混合的容器。得到氯化亚铁溶液（7），并将其在（2）中过滤。向柱（3）供入氯化亚铁液流（8）和氯化铁溶液（9）。此柱还供入氯气气流（14）。氯化铁溶液（10）在减压釜（4）中减压，得到氯化铁溶液（12），并将此溶液分为产品（13）和再循环部分（9）。减压釜（4）经管道（11）与蒸汽喷射泵（未画出）相连接。惰性气体和未反应的氯气在气流（15）中排出。
下述实施例具体说明本发明，但不限制本发明。
实施例1
所用设备与所附单页附图一致，其中柱（3）是用玻璃制成，其内径为0.35米，填充高度为10米。
在680公斤/小时水中含有170公斤/小时盐酸的溶液于（5）处引入。数量相对于盐酸量过剩许多的铁屑预先在（6）处加入。将氯化亚铁溶液过滤，之后在（8）处导入柱（3），其温度为70℃。82.7公斤/小时的氯气气流在（14）处通入，5公斤/小时的惰性气体与其一起通入，此惰性气体在出口（15）处可重新得到。柱（3）在绝对压力1.1巴下操作。82℃的氯化铁溶液通过管道（10）输送至减压釜（4），在减压釜中此溶液减压至0.2巴，其温度降至70℃。在（13）处产品为稀释于545公斤/小时水中的379公斤/小时的氯化铁。稀释于3269公斤/小时水中的2272公斤/小时的氯化铁经过（9）再循环。
实施例2
生产过程与实施例1相同，但是盐酸溶液更稀一些，即170公斤/小时的盐酸稀释于963公斤/小时水中，液流（8）的温度为60℃。在（10）处获得的氯化铁溶液为84℃，在减压至0.12巴之前将其加热至93℃。减压之后在（13）处获得的浓缩溶液与实施例1相同，但是，为57℃，再循环的氯化铁溶液的数量为稀释于4360公斤/小时水中的3032公斤/小时的氯化铁。此溶液在（9）处返回柱（3）之前被加热至75℃。