Способ получения концентрата двуокиси титана для производства пигментной двуокиси титана по хлоридному методу Советский патент 1976 года по МПК C01G23/04 C09C1/36 

Пр :1Долж ние табл. 1

, . Все указанные руды песчаного типа раэмер зерен 2О-2ОО меш по ситу Тилера). Составы промышленной отбросной серЗатравки, применяемые на стадии выщелачивания, получают следующим образом. Затравка S -1. Получают нейтрализацией раствора титанилсульфата; концентрацией 56 160 г/л, подкисленного серной кислотой, 10%-ным раствором едкого натра, затем производят нагрев полученного раствора в течение 2О мин хфи 80°С, затравка содер жит 38 г/л TiO, 35 60 ной кислоты со стадии гидролиза производства двуокиси титана сульфатным методом приведены в табл. 2, Таблица 2 3-гравка S-2. Получают нейтрализацией 1C -лым раствором едкого натра раствора чет реххлористого титана концентрацией ..€0 г/л Ti-O , подкисленного соляной кислотой. Затравка содержит 34 г/л .Затравка S -3. Получают нейтрализаЦЛ9Й водного раствора станната натрия ( ), содержащего 1ОО г/л . 2О%--чсй серной кислотой при 80°С, нагревоиием продукта в течение 2О мин с последующим резким охлаждением. Затравка со- держит 80 г/л Sn О-д . Затравка S-4, Получают растворением пентахлорида тантала в 55%-ной фтористоводородной кислоте, нейтрализацией раствора водным аммиаком при 80°С, нагреванием продукта в течение 20 мин при такой жетемпера туре и промывкой продукта декантацией. Получе ная тйким образом затравка содержит 195 г/л-Та Оу Затравка S -5. Получают так же, как затравку S -4, применяя пентахлорид ниобия вместо пентахлорида тантала, она содержит 95 г/л NMs. Смесь 200 вес, ч, руды 1 и 10 вес, ч, нефтяного кокса помещают в реактор и нагревают до 9ОО С в течение 1 час в муфельной печи для превращения трехвалентВ табл, 3 и далее количество затравки дано в молярных процентах окисла металла в затравке к двуокиси титана в ти™: тансодержащем сырье; растворенное желеаЬ дано в весовых процентах к общему желе- ЗУ, имеющемуся в исходном титане одержа-щем сырье Выход Ti02 весовое отношение двуокиси титана в концентрате к двуокиси титана в исходном сырье.

Пример 2, В шаровой мелышце подвергают помолу руды 2 или 3 до такой степени, чтобы 65% руды проходило , через сито 325 меш. Смолотая таким образом руда служит исходным сырьем.

В четырехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой и обратным холо

45 дильником, загружают ЗОО мл серной кифлоты С, а затем смесь нагреваю-- Прн I . доствокении в колбу добавл4 ют lOOfr измельченной руды, при этом рвакцйО1щаа| смесь,в ко/5бе сразу вскивЕает. В случаях

ЬО : контрольных ОПЫТОВ 7 и 1О смесь поддергкивают в кипящем состоянии в течений 6 час, затем реакцию 1фекр)ащают. В случае опытов 8,9 и 11 через 2 час по0- ле начала кипения добавляют затравку

55 I is - 1, а затем смесь кипятят еще 4 час. КррИе тото, в случае опыта 12 перед началом кипения смеси добавляют 3% порошкообраз ного железа, а через 2 час добавляют on-l, ределенное количество затравки Sr-l, затем

60 ;реакционную смесь кипятят еще 4 час. По; наго железа в двухвалентное. После охлаждения смеси пропусканием газообразного азота избыток кокса или углерода отделяют от продукта восстановления, который используют в качестве исходного титансодержащего вещества для получения концентрата, В автоклав, снабженный мешалкой и футерованный свинцом, загружают 2ОО г полученного титансодержащего сырья, 6ОО мл отходов серной кислоты В и затравку. Смась выдерживают ; 4 час при 130 С и давлении 1,5 кг/см . По окончании реакций смесь филь- руют. Остаток сушат на воздухе, отделяют мелочь, проходящую через сито 2ОО меш, остаток прокаливают при в течение; 2 час. Данные, свидетельствующие а преи мушестве проведения процесса вьвдеяачивания в присутствии затравки, приведены в табл. 3. Таблица 3

окончании реакции жидкость разделяют фиг:.трованйем яа фильтрат и осадок. После прокаливания осадка в течение 2 час получают концентрат Определяют суммарное железо и суммарную TiО д в концентрате, результаты приведены в табл. 4 и 5 (в опытах применяется руда 3, в опытах 10-12 - руда 2),

..

Пример 3„ В шаровой мельяиде подвергают помолу руду 3 до прохождения 70% через сито 325 меш, смолотая руда служит сырьем для получения коннентрата,

, В четырехгорлую колбу, снабжещтуго тер мометром к мешалкой, загружают 4ОО мл соляной кислоты и нагревают. При

Выход двуокиси титана в некоторых случаях больше 100%за счет двуокиси тггана, находящейся в сзатравке и серной кислоте.

Данные табл. 4 и 5 свидетельствуют о преимуществе введения затравки,

Таблица4

Т а б л

ц а

температуре 90°С добавляют 10О г руды, при этом реакционная смесь сра: вскипает. В контрольном огшгге 13 реакционную смесь нагревают 6 час, а в опыте 14 добавляют S 2, когда смесь начинает кипеть, выдерживают еще 6 час при кипении. Данные об эффективности введения затравки приведе :ны в-табл, 6,

Si54il

;9

Пример 4, Смесь 100 вес. ч. уды 1 и 5 вес. ч, нефтяного кокса загру;aKJT в реактор и нагревают до 900 С в ечение 1 час в муфельной печи для восста,20

овления трехвалентного железа в двухваелтное. Затем продукт охлаждают током зота.

В автоклав со свинцовой обкладкой, снаб-. сеяный мешалкой, загружают 2 п отходной, ерной кислоты А и после загрузки 400 г .осстановленной руды и 0,7 г затравки 1 смесь нагревают 3 час при давлении 1,5 кг/см , По окончании реак-; др 1ИИ смесь фильтруют. 11осле воздушной суш-. ;я осадка удаляют мелкие частицы осадка, ipo ходящие через сито 200 меш, и полу1ак)г 320 г крупнозернистого продукта, ко6) Опыт 16 (по изобретению).

В футерованный свинцом автоклав, снаб женный мешалкой, загружают 600 мл серной кислоты С и после добавления 160 г титанеодержащего вещества и затравки S 1, реакционную смесв нагревают 3 час при 13О°С и 1,5 кг/см . По окончании реакции смесь разделяют фильтрованием,

10 Таблица G

торый используют в качестве титансодержащего вещества для получения концентрата,

а) Контрольный опыт 15,

В футерованный свнндом автоклав, снабженный мешалкой, загружают 700 мл серной кислоты С и после добавления 16О г титансодержашего вещества реакционную смесь нагревают 3 час при и давлении 1,5 кг/см . По окончании реакции смесь разделяет фильтрованием, осадок сушат на воздухе, продукт разделяют на сите 200 меш на мелочь, проходящую через сито, и на крупнозернистый материал, . остающийся на сите. Обе фракции прокали вают 2. час при 800 С и получают мелкий и крупнозернистый концентраты. Эти концентраты анализируют; результаты приведены в табл. 7.

- -V

. Т а б л и ц.а 7

как предыд ем опыте. Результаты приведс;:;; е табл. 7.

Количество добавленной затравки дано в табл. 7 в моля {япых процентах двуокиси титана в затравке к весу двуокиси титана в восстановленной руде; общее количество растворенного железа дано в весовых процентах ; всего растворенного железа в первой и втоi рой обработке к общему весу и слеза в воостановлешюй руде; выход крупнозернистого и мелкогоТ(02 дан в весовых процентах TiOa в крупнозернистом концентрате или мелком концентрате к TiOg. в восстановленном сырье.

Данные о влиянии затравки на выход крупнозернистого материала нриведены в табл. 7. Пример 5. Смесь 1ОО вес. ч, ру ды 4 и 4 вес, ч, нефтяного кокса загру;жают в реактор и нагревают при 9ОО С в течение 1 час в муфельной печи для восста новления трехвйлетггного железа в двухва:лентное, затем охлаждают током азота. Продукт измельчают в шаровой мельнице и отбирают фракцию, более 65% которой проходит через сито 325 меш. Этот продукт используют в качестве титансодержащего сырья.

j В четырехгорлую колбу, снабженную термометром и мешалкой) загружают 30 серной кислоты (отходы). По достиженш

; температуры серной кислоты 90°С доба ляют 100 г титансодержащего сырья и ЗУ кипятят содержимое колбы. В контро; опыте 17 реакционную смесь нагревают выдерживают в течение 5 час при кипен: а в случае опытов 18 и 19 по Предложи iwy способу, после 2 час кипячения доба |ляют затравку .S 1 и продолжают кипяч еще 4 час, В случае опыта 20 по пред ;женному способу нвпосрвдствеанао перед началом кипения смеси в нее добавляют (фтористый аммоний в количестве 5% от са титансодержащего сырья. Через 2 4ai добавляют затравку и продолжают кипяч( |шш смеси еще 4 час. По окопчаинн peai ;продукт обрабатывают, как. в опьсте 2; р .зультлты приводятся в Табл. 8, Г а G л и ц ij Ь