Способ получения железотитановых пигментов Советский патент 1982 года по МПК C09C1/36 

(5) СПОСрБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОТИТАНОВЫХ ПИГМЕНТОВ

1

Изобретение относится к производству железотитановых пигментов, предназначенных для использования в лакокрасочной промышленности и в качестве цветных наполнителей для керамики, пластмасс, бумаги и резины.

Известен способ получения железотитановых пигментов общей формулы FeQliOj-- TiO -х.где ,с кристаллической решеткой псевдобрукита или в виде смеси такого типа соединения с двуокисью титана ругильной или анатазной формы путем приготовления суспензии из оксида или гидроксида железа и тонкодисперсной Двуокиси или гидроокиси титана, сушки ее, последующего прокаливания при 600-1 и размола Cl..

Недостатком данного способа является использование в качестве тит носодержащего сырья дорогостоящей пигментной двуокиси титана.Известен способ получения железотитановых пигментов путем обработки отходящих газов сернокислотного производства двуокиси титана, содержащих соединения титана и серы, водным раствором смеси сульфатов двухи трехвалентного железа с последующими отделением из-полученной суспензии осадка, его прокаливанием и размолом Г2.

Недостаток известного способа состоит в том, что в осажденном продукте задерживается значительное количество ионов сульфатов, что при последующем прокаливании aai- рязняет пигмент примесями соединений серы и приводит к значительному выделению серусодержащих газов SOij и SOj, что, в свою очередь, требует необходимости их повторного улавливания.

Целью изобретения является уменьшение содержания примесей сульфатных ионов в осажденном продукте и снижение выделения серусодержащих газов при прокаливании в процессе получения железотитановых пигментов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения железотитановых пигментов, включающему обработку отходящих газов сернокислотного производства двуокиси Титана, содержащих соединения титана и серы, водным раствором сульфатов двух- и трехвалентного железа Qтдeлeниe из полученной при этом суспензии осажденного продукта и ег прокаливание, в водный раствор суль фатов двух- и трехвалентного железа и дополнительно в суспензию перед отделением из нее осажденного проду та вводят аммиак в суммарном количе стве, обеспечивающем молярное отношение NHjiFerj OrtB суспензии 6-6,3 и осажденный продукт перед прокаливанием подвергают водной промывке. Кроме того, в указанный водный раствор сульфатов железа амм ак вводят до молярного отношения NHojVFe Oj, равного ,8-5,7Содержание NH-j, в реакционной сус пензии перед отделением осажденного продукта в пределах 66,3 необходим для практически полного связывания соединений серы в виде сульфата аммония, с тем, чтобы перевести его при последующей промыв ке в раствор. Для предотвращения потерь аммиак с обжиговыми газами и более полного перевода его в водный раствор, его вводят в процесс двумя потоками. До стадии обработки обжиговых газов ам миак вводят частично в водный раств сульфатов железа до молярного отношения МНзFeijO ,8-5,7, а остально количество аммиака вводят в смесь перед стадией отделения осадка из суспензии. Введение в смесь сульфатов двухи трехвалентного железа -аммиака позволяет интенсифицировать абсорбционные процессы поглощения SOrj и 50- при обработке отходящих газов как вследствие появления в абсорбен те основных солей железа, так и вследствие облегчения протекания окислительных процессов перевода железа из двух- в трехвалентное состояние, а SOX до . В то же время количество введенного аммиака на этой стадии обеспечивает полное его химическое связывание с сульфатным анионом и потери NH в газовую фазу отсутствуют, - Это обеспечивает рациональное использование аммиака ввиду образования при промывке сульфата аммония в качестве ценного сырья для производства минеральных удобрений. Изобретение позволяет снизить содержание .сульфат-ионов в осажденном продукте до 0,07 по сравнению с более высоким их содержанием в известном пигменте, составляющим 23,7 При этом, несмотря на большую степень адсорбции серусодержащих компонентов из отходящих газов по предлагаемому споссзбу (80-85%) по сравнению с известным () выделение серусодержащих газов при прокаливании снижается за счет их связывания в сульфат-ионе в реакционной суспензии при введении в нее аммиака и последующей промывки перед прокалкой. Пример . Отходящие газы из печей прокаливания метатитановой кислоты при сернокислотном производстве двуокиси титана, содержащие 8 г/нм пыли TiOfu, 1 0,5 г/нм SOj, остальное - кислород, азот, углекислый газ и пары воды, поступают в абсорбер распылительного типа. Эти газы обрабатывают циркуляционной жидкостью, содержащей преимущественно сульфаты трехвалентного железа, в которую добавляют смесь сульфатов FeSO и Fef2(S04)3 и аммиачную воду. При обработке 1000 нм отходящего обжигового газа, содержащего 3i12510 кг-моль SOr, 0,510 кгмоль SOj и б-Ю гмоль TiOtj в циркуляционную жидкость вводят 7,2 -10 кгмоль FeS04, 0,05 х х10 кгмоль Fai(S04) ь аммиачную воду, содержащую 19 5-10 кг/моль МНоДО молярного отношения Fe-O, в смеси 5,31 В результате окислительных процессов в циркуляционной жидкости при поглощении SOrj образуются сульфатные ионы, а двухвалентное железо окисляется до трехвалентного состояния. Из абсорбционной системы обработки отходящих газов выводят суспензию, в которую вводят дополнительно аммиачную воду, содержащую 3,4t кгмоль NH, обеспечивая моляр ное соотношение введенного в систе му аммиака и РелОа 6,25. Из полученной суспензии выделяю осадок и раствор сульфата аммония, содержащий 10,895 кгмоль SOj и 22,7 кгмоль NHj, в том числе 0,91 кгмоль NH., в несвязанном виде Раствор сульфата аммония содержит 1,056 кгмоль SOj/M и .его направляют для производства минеральных удобрений. Осадок отмывают от водо растворимых соединений сульфата путем последовательно противоточной двухкратной репульпации и филь рации. Количество вводимой чистой воды для промывки осадка 3 кгмоль. Промывные воды направляют в циркуляционную жидкость для обработки газов. После промывки и фильтрации полу чено 35 кг влажного осаДка, который содержит 3,6710 кгмоль ТепО б.лП V.A i. Ji, 0,12-10 кгмоль . кгмоль TiOr. SO, 0,24 кгмоль NH 1,2 кгмоль . Полученный осадок далее сушат и прокаливают при 750°С в течение 3 ч Продукт прокалки охлаждают и растирают. Полученный пигмент имеет молярное отношение 10 ( 1 ,б5. Цвет полученного пигмента колеблется от темно-красного до темно-вишне вого. Технико-экономический эффект изо ретения определяется возможностью получения качественных железотитано вых пигментов из утилизуемых отходов производства пигментной двуокиси титана при снижении загрязнения окружающей атмосферы вредными серусодержащими газами. Утилизация улав ливаемых серусодержащих газов в виде сульфата аммония, применяемого например, в производстве минеральных удобрений, также повышает экономи йность способа получения железоокисных пигментов. Формула изобретения 1. Способ получения железотитановых пигментов, включающий обработку отходящих газов сернокислотного производства двуокиси титана, содержащих соединения титана и серы, водным раствором сульфатов двух- и трехвалентного железа, отделение из полученной при этом суспензии осажденного продукта и его прокаливание, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания примесей сульфатных ионов в осажденном продукте и снижения выделения серусодержащих газов при прокаливании, в водный раствор сульфатов двухи трехвалентного железа и дополнительно в суспензию перед отделением из нее осажденного продукта вводят аммиак в суммарном количестве, обеспечивающем молярное отношение NH,,:FeQp jB суспензии 6-6,3 и осажденный продукт перед прокаливанием подвергают водной промывке. . 2 J Способ по п. 1, отличающийся тем, что-Вуказанный водный раствор сульфатов железа аммиак вводят до молярного отношения NHj:Fe(k равного ,8-5,7. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Заявка ФРГ № 23 3704, л. С 09 С 1/36, опублик. 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 802338, кл. С 09 С 1/22, 1979