СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНОВОГО ДУБИТЕЛЯ ДЛЯ КОЖ Российский патент 1997 года по МПК C14C3/00 

Изобретение относится к получению минерального дубителя из титансодержащего сырья, в частности из хлорсодержащего раствора сульфата титанил.

В настоящее время для дубления кож вместо органических дубителей широко используют более дешевые минеральные дубители. Среди минеральных дубителей наибольшее распространение получили титановые дубители, получаемые из различного титансодержащего сырья разными способами.

Технический продукт может быть получен из ильментита, перовскита, сфена, ладорита и другого титанового сырья.

Известен способ получения титанового дубители для кож путем обработки титансодержащего сырья смесью серной кислоты и сульфата аммония для получения спека с последующим выщелачиванием его водой для перевода титана в раствор, из которого высаливают двойную сернокислую соль титанила и аммония сульфатом аммония и серной кислотой, промывают ее раствором содержащим 350 г/л серной кислоты и 20 г/л сульфата аммония, и раствором консервантом, содержащим сульфат аммония в количестве 300 400 г/л [1]
Недостатком данного способа является повышенный расход серной кислоты и сульфата аммония для обработки титансодержащего сырья и осадка.

Известен способ получения циркониевых, титановых и титанциркониевых дубителей путем упаривания сульфатных растворов циркония или титана, или обеих этих элементов в присутствии добавок сульфатов натрия или аммония, или обоих этих соединений, а также в присутствии добавок соединений хрома или алюминия, или алюминия, или обоих этих элементов при мольном отношении MeIII2

Наиболее близким к изобретению является способ получения титанового дубителя для кож, включающий получение исходного титансодержащего раствора, его перемешивание и охлаждение, высаливание сульфатотитанила аммония путем введения в раствор твердого сульфата аммония, последующую кристаллизацию, фильтрацию суспензии и обработку осадка [3]
Недостатками данного способа являются повышенный расход серной кислоты на операциях приготовления исходного раствора и высаливания сульфатиотитанила аммония, а также значительные затраты труда, спирта, электроэнергии на обработку осадка, вызванные необходимостью промывки осадка по данному способу 4 -ным раствором спирта, затем 90% раствором спирта и сушкой при 100 - 110^oC до постоянной массы.

Задача изобретения снижение расхода серной кислоты и затрат на обработку осадка.

Задача решается тем, что в отличие от известного способа (прототипа) получение титанового дубителя для кож, включающего получение исходного титансодержащего раствора, его перемешивание и охлаждение, высаливание сульфатотитанила аммония путем введения в раствор твердого сульфата аммония, последующую кристаллизацию, фильтрацию суспензии и обработку осадка по предлагаемому способу исходный раствор получают путем растворения в воде хлорсодержащего сульфата титанила до концентрации по титану 80 140 г/л, по сульфатиону 180 340 г/л, по хлор-иону не более 65 г/л, а загрузку высаливателя в раствор осуществляют в две стадии, причем на первой стадии загружают 30 40 от общего количества сульфата аммония со скоростью 0,22 - 0,27 кг/с, на второй стадии соответственно 70 60% со скоростью 0,06 0,07 кг/с.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что исходный раствор получают путем растворения в воде хлорсодержащего сульфата титанила до концентрации по титану 80 140 г/л, по сульфат-иону 180 340 г/л, по хлор-иону не более 65 г/л, а загрузку высаливателя в раствор осуществляют в две стадии:
на первой стадии загружают 30 40 от общего количества сульфата аммония со скоростью 0,22 0,27 кг/с;
на второй стадии соответственно 70 60 со скоростью 0,06 0,07 кг/с.

При анализе патентных и научно-технических источников не выявлено технических решений, обладающих всей совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности "новизна".

Сравнение предлагаемого с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что использование хлорсодержащих растворов сульфата титанила для получения титанового дубителя, а также стадийная загрузка высаливателя с предлагаемыми параметрами скоростей загрузки не известны.

Изобретение явным образом не следует из уровня техники, и таким образом, соответствует критерию "изобретательный уровень".

Хлорсодержащий раствор сульфата титанила получают путем растворения в воде сульфата титанила, изготовленного из тетрахлорида титана.

Состав раствора следующий:
Титан 80 140 г/л
Сульфат-ион 180 340 г/л
Хлор-ион 45 65 г/л
В процессе получения титанового дубителя для ограничения растворимости его в растворе при высаливании и исключения его гидролиза требуется обеспечить определенную кислотность раствора, что достигается обычно введением в раствор добавки серной кислоты.

В предлагаемом способе требуемая кислотность раствора при высаливании дубителя обеспечивается остаточной кислотностью хлор-ионов, переходящих в раствор из сульфата титанила при его растворении в воде, а также образующимися при этом в растворе сульфат-ионами и поэтому при получении титанового дубителя по заявляемому способу не требуется введения в раствор при высаливании серной кислоты.

Способ получения титанового дубителя для кож из хлорсодержащего раствора сульфата титанила с концентрацией по титану 80 140 г/л, по сульфат-иону - 180 340 г/л, по хлор-иону не более 65 г/л с предлагаемыми параметрами загрузки высаливателя позволяют получать сульфатотитанилат аммония в моногидратной форме, соответствующий техническим требованиям для использования при дублении кож.

Высаливание дубителя предлагаемым спосом проводят в две стадии. В первой стадии загрузки, высаливание дубителя еще не происходит, а осуществляется лишь процесс растворения высаливателя, и поэтому скорость загрузки в этой стадии может быть максимально увеличена до 0,22 0,27 кг/с. Во второй стадии загрузки происходит рост кристаллов дубителя, поэтому чтобы обеспечить получение крупных кристаллов, необходимо скорость загрузки высаливателя снизить до 0,06 0,07 кг/с.

В связи с тем, что в предлагаемом способе за счет регулирования процесса высаливания титановый дубитель в отличие от прототипа получается с минимальным содержанием примесей, то обработка осадка ограничивается лишь операцией сушки при комнатной температуре и последующим затариванием его в полиэтиленовые мешки. В результате этого предлагаемый способ позволяет по сравнениюс прототипом снизить затраты на обработку осадка.

Для экспериментальной проверки предлагаемого способа была проведено следующее.

По прототипу получали исходный раствор сульфата титанила с концентрацией 90 г/л в пересчете на двуокись титана и содержащий 450 г/л серной кислоты путем обработки безхлорного титансодержащего продукта (рутила) смесью серной кислоты и сульфата аммония с последующим выщелачиванием спека водой (300 мл) полученного раствора охлаждали при постоянном перемешивании до 28^oC. В охлажденный раствор вводили серную кислоту и твердый сульфат аммония в количестве 1 кг на 0,5 кг в пересчете на двуокись титана в растворе. Отношение серной кислоты и сульфата аммония составляло 1,5. Смесь перемешивали и оставляли на 24 ч до окончания кристаллизации. Фильтрацию суспензии осуществляли в воронке Бюхнера на фильтровальной бумаге под вакуумом. Осадок соли промывали 40%-ным раствором спирта, затем 90% раствором спирта и сушили в сушильном шкафу при 100 110^oC до постоянной массы. По предлагаемому способу исходный раствор получали путем растворения в 300 мл воды хлорсодержащего сульфата титанила по ТУ 48-0501-344-92 до концентрации:
По титану: 70, 80, 110, 140, 145 г/л,
По сульфат иону: 170, 180, 260, 340, 350 г/л,
По хлор иону: 45, 65, 70 г/л
Раствор перемешивали до полного растворения сульфата титанила в течение не менее 1 ч. Полученный раствор сульфата титанила охлаждали при постоянном перемешивании до температуры не более 28^oC.

В охлажденный раствор вводили твердый сульфат аммония в количестве 1 кг на 1 кг сульфата, титанила в две стадии. Количество и скорость загрузки высаливателя регулировали следующим образом:
Первая стадия количество высаливателя 27, 30, 40, 43 скорость загрузки 0,2 0,22 0,25 0,27 0,3 кг/с
Вторая стадия количество высаливателя 73, 70, 60, 57 скорость загрузки 0,05 0,06 0,065 0,07 0,08 кг/с
По окончании подачи высаливателя в раствор суспензию перемешивали в течение 15 мин с помощью мешалки. Фильтрацию суспензии дубителя осуществляли в воронке Бюхнера на фильтровальной бумаге под вакуумом. Полученный продукт подсушивали при комнатной температуре. По каждому варианту было поставлено по три опыта.

В процессе выполнения данной работы оценивали расход серной кислоты на операциях приготовления исходного раствора и высаливания дубителя, расход спирта и электроэнергии на операции обработки осадка, определяли крупность кристаллов и их форму, а также качество полученного по разным вариантам дубителя на соответствии его требования ТУ 95.290-79. Результаты исследований представлены в табл. 1 и 2.

Использование: в кожевенной промышленности. Сущность изобретения: в воде растворяют хлорсодержащий сульфат титанила до концентрации по титану 80 - 140 г/л, по сульфат-иону 180 - 340 г/л, по хлор-иону не более 65 г/л. Раствор перемешивают и охлаждают. Осуществляют высаливание сульфатотитанила аммония в две стадии. На первой стадии высаливание ведут путем введения в раствор твердого сульфата аммония, в количестве 30 - 40% от его общего количества со скоростью 0,22 - 0,27 кг/с. На второй стадии сульфат аммония вводят в раствор в количестве 70 - 60 % соответственно и со скоростью 0,6 - 0,7 кг/с. 2 табл.

Способ получения титанового дубителя для кож, включающий получение исходного титансодержащего раствора, его перемешивание и охлаждение, высаливание сульфатотитанила аммония путем введения в раствор твердого сульфата аммония, последующую кристаллизацию, фильтрацию суспензии и обработку осадка, отличающийся тем, что исходный раствор получают путем растворения в воде хлорсодержащего сульфата титанила до концентрации по титану 80 140 г/л, по сульфат-иону 180 340 г/л, по хлор-иону не более 65 г/л, а загрузку высаливателя в раствор осуществляют в две стадии, причем на первой стадии загружают 30 40% от общего количества сульфата аммония со скоростью 0,22 - 0,27 кг/с, а на второй стадии соответственно 70 60% со скоростью 0,06 - 0,07 кг/с.