Спосіб виробництва діоксиду титану та гідратовані оксиди титану

1. Спосіб виробництва діоксиду титану з титановмісного матеріалу, який відрізняється тим, що містить етапи: (a) вилуго вування твердого титановмісного матеріалу за допомогою вилуговуючого розчину, який містить сірчану кислоту, з формуванням лугу, що містить кислотний розчин сульфату титанілу ТіОSО4 і суль фату заліза FеSО4; (b) розділення лугу і залишкової твердої фази з етапу (а) вилуговування; (c) відділення сульфату титанілу від лугу з етапу (b); (d) гідроліз відділеного сульфату ти танілу з формуванням із сульфату титанілу частинок гідратованих оксидів титану заданого розподілу за розмірами; (e) розділення твердої фази, що містить гідратовані оксиди титану, і рідкої фази, які утворилися на етапі (d) гідролізу; та (f) кальцинування твердої фази з етапу (е) з формуванням діоксиду титан у. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що здійснюють керування етапом (d) гідролізу з формуванням частинок продукту гідратованих оксидів титану заданого розподілу за розміром. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що здійснюють керування етапом (d) гідролізу з 2 (19) 1 3 80993 4 вилуго вування, для уникнення небажаного рівня 21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що передчасного гідролізу гідратованих оксидів відновник вибирають з групи, до якої входять титану і небажаного рівня передчасного залізо, сіль титану (III), сіль тіосірчаної кислоти, осаджування сульфату титанілу. діоксид сірки або будь-які інші відновлені сполуки, 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що що містять сірку. умови вилуговування містять один або більше ніж 22. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який один з чинників: концентрація кислоти, відрізняє ться тим, що додатково містить стадію температура вилуговувача і тривалість дії осаджування сульфату заліза з лугу з етапу (b) і вилуго вувача. відділення осадженого сульфату заліза від лугу, 14. Спосіб за п. 12 або п. 13, який відрізняється перед етапом (с) відділення сульфату ти танілу. тим, що здійснюють вибір та/або регулювання 23. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який концентрації сірчаної кислоти, яка повинна відрізняє ться тим, що принаймні частину лугу, складати щонайменше 350 г/л впродовж етапу (а) що залишається після відділення сульфату вилуго вування та/або подальшого етапу титанілу на етапі (с), використовують принаймні за вилуго вування при робочій температурі частину вилуговуючого розчину на етапі (а) вилуго вувача в межах від 95°С до точки кипіння, вилуго вування та/або подальшому етапі для уникнення передчасного гідролізу. вилуго вування. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 12-14, який 24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що відрізняє ться тим, що здійснюють вибір та/або етап (с) відділення сульфату титанілу додатково регулювання концентрації кислоти, котра в кінці містить етап екстракції розчинником для екстракції етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу сульфату титанілу в розчинник, з лугу з етапу (b), з вилуго вування повинна бути меншою, ніж 450 г/л, наступним видаленням сульфату титанілу з при робочій температурі вилуго вувача в межах від розчинника і формування розчину, який містить 95°С до точки кипіння, для уникнення небажаного сульфат титанілу, та подальшим гідролізом рівня передчасного осаджування сульфату розчину, що містить сульфат ти танілу, на етапі (d) титанілу. гідролізу. 16. Спосіб за будь-яким з пп. 12-15, який 25. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що відрізняє ться тим, що здійснюють вибір та/або принаймні частину очищеного розчину з етапу регулювання умов вилуговування таким чином, екстракції розчинником використовують принаймні щоб концентрація іонів титану в лузі була меншою, як частину вилуговуючого розчину на етапі (а) ніж 50 г/л, в кінці етапу (а) вилуговування та/або вилуго вування та/або на подальшому етапі подальшого етапу вилуговування. вилуго вування. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що 26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що здійснюють вибір та/або регулювання умов вилуго вуючий розчин на етапі (а) вилуго вування вилуго вування таким чином, щоб концентрація та/або на подальшому етапі вилуго вування іонів титану в лузі складала 40-50 г/л в кінці етапу містить очищений розчин і свіжоприготовану (а) вилуговування та/або подальшого етапу сірчану кислоту. вилуго вування. 27. Спосіб за п. 25 або п. 26, який відрізняється 18. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який тим, що очищений розчин з етапу екстракції відрізняє ться тим, що етап (а) вилуго вування розчинником має концентрацію сірчаної кислоти та/або подальший етап вилуговування здійснюють принаймні 250 г/л. в присутності добавки, яка прискорює швидкість 28. Спосіб за будь-яким з пп. 24-27, в якому етап вилуго вування титановмісного матеріалу. екстракції розчинником включає контактування 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що лугу з розчинником і модифікатором. прискорювач вилуговування вибирають з групи, до 29. Гідратовані оксиди титану, які вироблені якої входять залізо, сіль титану (III), сіль шляхом (а) вилуговування титановмісного тіосірчаної кислоти, діоксид сірки або будь-які інші матеріалу, наприклад ільменіту, сірчаною відновлені сполуки, що містять сірку. кислотою з формуванням лугу, який містить 20. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який кислотний розчин сульфату титанілу і сульфату відрізняє ться тим, що етап (а) вилуго вування заліза, з наступним (b) відділенням сульфату та/або подальший етап вилуговування здійснюють титанілу від лугу з подальшим (с) гідролізом в присутності відновника, який відновлює залізні сульфату ти танілу, які відрізняються тим, що іони до залізистих іонів у кислотному розчині або гідратовані оксиди титану містять великозернисті розчинах сульфату титанілу і сульфату заліза, частинки щонайменше 0,005 мм або 5 мікронів. виробленому(их) на етапі (а) вилуговування. Даний винахід стосується процесу виробництва діоксиду титану з титановмісних матеріалів. Під терміном "титановмісний" матеріал тут розуміють будь-який матеріал, що містить титан, включно, наприклад, з рудами, рудними концентратами і титановмісними шлаками. Даний винахід стосується, зокрема, сульфатного процесу виробництва діоксиду титану з титановмісних матеріалів. 5 80993 6 Сульфатний процес був першим процесом віддається виробництву дрібнозернистих частинок для виробництва діоксиду титану у промислових з метою виготовлення тонкоподрібненого діоксиду масштабах з титановмісних руд, таких, як ільменіт. титану, що відповідає потребам лакофарбової Істотною проблемою, пов'язаною із промисловості, головного споживача діоксиду сульфатним процесом, є те, що він дає великі титану. кількості сульфату заліза у вигляді відходів і Існує кілька застосувань, наприклад, потребує великих кількостей сірчаної кислоти. електрохімічне відновлення діоксиду титану, де Хлоридний процес загалом уникає проблеми переважно потрібно мати великозернисту відходів сульфату заліза, яка існує в суль фатному сировину у вигляді гідратованих оксидів титану процесі, а при великомасштабному виробництві або у вигляді діоксиду титан у. його здійснення менш дороге, ніж сульфатного Альтернативно, процес може включати процесу. керування етапом (d) гідролізу, аби виготовляти Отже, хлоридний процес є процесом, якому в дрібнозернисті гідратовані оксиди титану, тобто, даний час віддають перевагу при виробництві оксиди, які мають розмір частинок, менший за діоксиду титан у, особливо діоксиду титану для 0,0003мм (тобто, 0,3 мікрона). виготовлення фарб. Існують інші застосування, такі, як Задачею даного винаходу є запропонувати виробництво пігментів, де переважно потрібно поліпшений сульфатний процес. мати тонкоподрібнений сировинний матеріал у Говорячи загалом, даним винаходом вигляді гідратованих оксидів титану або діоксиду пропонується сульфатний процес виробництва титану. діоксиду титану з ти тановмісного матеріалу Один з важливих параметрів для керування (наприклад, ільменіту), який складається з етапів: ростом кристалів є концентрація титану в розчині (a) вилуговування твердого титановмісного всередині реактора 11. Конкретно, перевага матеріалу з допомогою вилуговуючого розчину, віддається випадку, коли його концентрація який містить сірчану кислоту, і формування всередині реактора 11 відносно низька, порядку луговини, куди входять кислотний розчин 10г/л, щоб досягти вирощування частинок оксиду сульфату ти танілу (TiOSO4) і сульфа ту заліза титану, а не утворення центрів кристалізації. (FeSO4); Переважно, процес включає подальший етап (b) розділення луговини і залишкової твердої вилуго вування залишкової твердої фази з етапу фази з етапу (а) вилуговування; (b), при цьому вилуговуючий розчин містить (c) відділення сульфату титанілу від луговини сірчану кислоту і утворює луговин у, до якої з етапу (b); входять кислотний розчин сульфату титанілу і (d) гідролізування відділеного сульфату сульфату заліза та залишкова тверда фаза. титанілу і формування із сульфату титанілу Переважно, подальший етап вилуговування заданого розподілу гідратованих оксидів титану за включає розділення луговини і залишкової твердої розмірами частинок; фази, сформованої на подальшому етапі (e) розділення твердої фази, котра містить вилуго вування. гідратовані оксиди титану, і рідкої фази, які Переважно, подальший етап вилуговування утворилися на етапі (d) гідролізу; та включає подавання відділеної луговини до етапу (f) кальцинування твердої фази з етапу (e) і (а) вилуговування та/або змішування відділеної формування діоксиду титану. луговини з луговиною з етапу (b). Термін "гідратовані оксиди титану" тут Етап (а) вилуговування і подальший етап розуміють як такий, що стосується, наприклад, вилуго вування можуть здійснюватися в одній і тій сполук, котрі мають формулу ΤiΟ 2·2Η2Ο і ТіО2 ·Н2О. же посудині. Крім того, термін "гідратовані оксиди титану" У цьому випадку, подальший етап тут розуміють як такий, що стосується сполук, вилуго вування включає повернення залишкової котрі в технічній літературі описані як гідроксид твердої фази з етапу (b) до посудини, де титану (Ті(ОН)4). залишкова тверда фаза складає частину Вищеописаний процес характеризується тим, титановмісного матеріалу, підданого що його організують, а більш конкретно, ним вилуго вуванню на етапі (а). керують так, що згаданий вище заданий розподіл Альтернативно, етап (а) вилуговування і гідратованих оксидів титану за розмірами частинок подальший етап вилуговування можуть можна сформувати на етапі (d) гідролізу. здійснюватися окремо, при цьому для проведення Переважно, процес включає керування етапом подальшого етапу вилуговування до посудини або (d) гідролізу, щоб виробляти продукт гідратованих посудин подається залишкова тверда фаза з оксидів титану із заданим розподілом частинок за етапу (b). розміром. У цьому випадку, процес, переважно, включає Процес може включати керування етапом (d) розділення луговини і подальшої залишкової гідролізу, аби виготовляти великозернисті твердої фази, утвореної на подальшому етапі гідратовані оксиди титану, тобто, оксиди, які мають вилуго вування. розмір частинок принаймні 0,005-0,01мм (тобто, 5Відділена луговина може бути поданою до 10 мікронів). етапу (а) вилуговування. Регульоване вирощування великозернистих Альтернативно, відділена луговина може бути частинок гідратованих оксидів титану на етапі (d) перемішана з луговиною з етапу (b), і після цього гідролізу є істотним відходом від відомого змішана луговина може оброблятися на наступних сульфатного процесу, в якому велика перевага етапах процесу. 7 80993 8 Етап (а) вилуговування та/або подальший етап Переважно, прискорювач вилуговування вилуго вування можуть здійснюватися на вибирають з групи, до якої входять залізо, сіль безперервній основі або як періодичний титану (III), сіль тіосірчаної кислоти, діоксид сірки технологічний процес. або будь-які інші відновлені сполуки, що містять Шляхом експериментів заявник виявив, що сірку. етап (а) вилуговування та/або подальший етап Переважно, процес включає здійснення етапу вилуго вування важливо здійснювати в описаних (а) вилуговування в присутності відновника, який тут умовах вилуговування, що дозволяє уникнути відновлює залізні іони до залізистих іонів у небажаного рівня передчасного гідролізу кислотному розчині сульфату титанілу і сульфату гідратованих оксидів титану. заліза, виробленому на етапі (а) вилуговування. Крім того, шляхом експериментів заявник Переважно, процес включає здійснення виявив, що етап (а) вилуговування та/або подальшого етапу вилуговування в присутності подальший етап вилуговування важливо відновника, який відновлює залізні іони до здійснювати в умовах вилуговування, в яких залізистих іонів у кислотному розчині сульфату можна уникнути небажаного рівня передчасного титанілу і сульфату заліза, виробленому на етапі осаджування сульфату титанілу. (а) вилуго вування. Переважно етап (а) вилуговування та/або Відновником може бути будь-який придатний подальший етап вилуговування містять вибір відновник. та/або регулювання умов вилуговування на етапі Відновник, переважно, вибирають з групи, до (а) вилуговування та/або подальшому етапі якої входять залізо, сіль титану (III), сіль вилуго вування, щоб уникнути небажаних рівнів тіосірчаної кислоти, діоксид сірки або будь-які інші передчасного гідролізу гідратованих оксидів відновлені сполуки, що містять сірку. титану і небажаних рівнів передчасного Як відмічено вище, метою застосування осаджування сульфату титанілу. відновника є мінімізувати кількість заліза у формі До потрібних умов вилуговування відносяться тривалентного заліза і максимізувати кількість будь-який один або більше, ніж один, з чинників: заліза у формі двовалентного заліза в луговині, концентрація кислоти, температура вилуго вувача і виробленій на етапі (а) вилуговування та/або тривалість дії вилуговувача. подальшому етапі вилуговування. Максимізація Звичайно, концентрація кислоти на етапі (а) кількості заліза в двовалентній формі мінімізує вилуго вування та/або подальшому етапі рівноважну концентрацію заліза в циклі, за рахунок вилуго вування повинна складати щонайменше сприяння осаджуванню сульфату заліза 350г/л сірчаної кислоти впродовж етапу (а) FeSO4·7H2O. вилуго вування та/або подальшого етапу Процес, переважно, містить етапи вилуго вування при робочій температурі осаджування сульфату заліза з луговини з етапу вилуго вувача в межах від 95°С до точки кипіння, (b) і відділення осадженого сульфату заліза від щоб уникнути передчасного гідролізу. луговини перед етапом (с) відділення сульфату Звичайно, концентрація кислоти в кінці етапу титанілу. (а) вилуговування та/або подальшого етапу Переважно, процес включає використання вилуго вування повинна бути меншою, ніж 450г/л, принаймні частини луговини, що залишається при робочій температурі вилуго вувача в межах від після відділення сульфату титанілу на етапі (с), 95°С до точки кипіння, щоб уникнути небажаного принаймні за частину вилуговуючого розчину на рівня передчасного осаджування сульфату етапі (а) вилуговування та/або подальшому етапі титанілу. вилуго вування. Відмітимо, що концентрація кислоти на Використання виснаженої луговини з етапу (с) початку етапу вилуговування могла б бути вищою, відділення сульфату титанілу як вилуговуючого зазвичай, на рівні 700г/л. розчину для етапу (а) вилуговування та/або Звичайно, умови вилуговування повинні подальшого етапу вилуговування є перевагою вибиратися та/або регулюватися так, щоб в кінці цього процесу, оскільки це максимізує ефективне етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу використання кислоти в процесі. вилуго вування концентрація іонів титану в Переважно, етап (с) відділення сульфату луговині була меншою, ніж 50г/л. титанілу включає етап екстракції розчинником з Концентрація іонів титану в луговині, метою екстракції в розчинник сульфату титанілу з переважно, складає 40-50г/л. луговини з етапу (b), a потім видалення сульфату Переважно, процес включає проведення етапу титанілу з розчинника і формування розчину, який (а) вилуго вування в присутності добавки, яка містить сульфат титанілу, а після цього прискорює швидкість вилуговування гідролізування розчину, що містить сульфат титановмісного матеріалу. титанілу, на етапі (d) гідролізу. Переважно, процес включає проведення У ситуації, коли етап (с) відділення сульфату подальшого етапу вилуговування в присутності титанілу є етапом екстракції розчинником, добавки, яка прискорює швидкість вилуговування переважно, аби процес включав використання титановмісного матеріалу. принаймні частини очищеного розчину з етапу Використання прискорювача вилуговування екстракції розчинником принаймні за частину робить можливим використання менш вилуго вуючого розчину на етапі (а) вилуго вування концентрованої сірчаної кислоти, ніж це потрібно та/або на подальшому етапі вилуговування. для відомого сульфатного процесу. Переважно, вилуговуючий розчин на етапі (а) вилуго вування і подальшому етапі вилуго вування 9 80993 10 включає очищений розчин і свіжоприготовану потім шляхом гідролізування сульфату титанілу, та сірчану кислоту. які відрізняються тим, що гідратовані оксиди Переважно, очищений розчин з етапу титану містять великозернисті частинки, екстракцп розчинником має концентрацію сірчаної щонайменше 0,005мм (5 мікронів). кислоти принаймні 250г/л. Процес згідно з даним винаходом включає Переважно, очищений розчин з етапу наступні типові реакції. екстракції розчинником має концентрацію сірчаної Вилуговування: кислоти принаймні 350г/л. FeTiO3+2H2SO4®FeSO4+TiOSO4+2H2O Переважно, етап екстракції розчинником Відновлення заліза: включає контактування луговини з етапу (b) з Fe2(SO4) 3+Fe°®3FeSO4 розчинником і модифікатором. Кристалізація сульфату заліза: Термін "розчинник" тут розуміють як такий, що FeSO4+7Н2О®FeSO 4·7H2O має на увазі реактив і розріджувач у комбінації. Наповнення екстрагуючого розчинника: Термін "модифікатор" тут розуміють як хімікат, Ti(SO4)2+Н2 О+R3P=O®R3P=O·TiOSO4+H2SO 4 який змінює властивості розчинення розчинника у Збіднення екстрагуючого розчинника: такий спосіб, що титановмісні сполуки можуть R3P=O·TiOSO4®R3P=O+TiOSO4 розчинятися в розчиннику в більших Гідроліз: концентраціях, ніж це можливо в інших випадках. TiOSO4+2Н2О®ТіО(ОН)2+H2SO 4 Переважно, процес містить використання Кальцинування: рідкої фази, виробленої на етапі (d) гідролізу, як ТiO(ОН)2®ТіО2+Н 2О джерело кислоти або води для інших етапів Далі поліпшений сульфатний процес згідно з процесу. Зазвичай, рідка фаза містить 100-500г/л даним винаходом описано з посиланням на додані сірчаної кислоти. Наприклад, рідка фаза може ілюстрації, де: бути використана як джерело кислоти (і вмісту Фіг.1 - технологічна карта, яка ілюструє один титану) при безпосередньому додаванні до варіант здійснення процесу згідно з винаходом; та луговини, виснаженої луговини або до будь-якого Фіг.2 - технологічна карта, яка ілюструє один одного з етапів (а) і (b) і до подальшого етапу варіант здійснення процесу згідно з винаходом. вилуго вування. Згідно з іншим прикладом, рідка На технологічній карті з Фіг.1, на етапі фаза може бути використана як джерело води для вилуго вування стадії 1 ільменіт, луговина, що промивання твердих продуктів від будь-якого містить від 400 до 700г/л сірчаної кислоти, з етапу одного з етапів (b) і (e). вилуго вування стадії 2 та відновник у формі Альтернативно, процес може містити обробку скрапового заліза надходять до автоклава 3. рідкої фази, виробленої на етапі (d) гідролізу, Процес здійснюється на безперервній основі, при шляхом нейтралізації кислоти в рідкій фазі, з цьому в автоклав 3 безперервно подаються допомогою вапна (СаО) та/або вапняку (СаСО3), і сировинні матеріали, а матеріали, що виробництва чистого гіпсу (CaSO4·2H2O). прореагували і не прореагували, безперервно У відомому сульфатному процесі гіпс вивантажуються з автоклава 3. виробляють нейтралізацією сірчаної кислоти в На етапі вилуговування стадії 1 розчинюється рідкій фазі етапу гідролізу. Проте, гіпс, як продукт, основний компонент ільменіту, поданого в містить такі рівні домішок, які зменшують його автоклав 3, і виробляється луговина, яка містить ринкову вартість. Рідка фаза, вироблена на етапі сульфат титанілу і сульфат заліза. Звичайно, в (d) гідролізу, також містить сірчану кислоту, яка кінці вилуговування луговина містить 20-100, а може бути нейтралізована, щоби виробити гіпс. переважно, 40-50г/л титану і 50-100г/л заліза. Проте, ця рідка фаза, переважно, відносно вільна Луговина та ільменіт, що частково від забруднюючих домішок, оскільки етап прореагував і не прореагував, які безперервно осаджування сульфату титанілу не відновлює в вивантажуються з автоклава 3, проходять через значних кількостях (якщо взагалі відновлює) етап розділення твердої і рідкої фаз. речовини (як от: залізо, хром, марганець, і ніобій), Тверда фаза з етапу розділення твердої і які розчинені в луговині і можуть діяти, як рідкої фаз, яка містить ільменіт, що не забруднювачі. Отже, гіпс, вироблений з цієї прореагував і частково прореагував, луговини, відносно чистий. переміщується до етапу вилуговування стадії 2. Переважно, процес включає відділення Етап вилуговування стадії 2 більш детально відстійного потоку з луговини, щоб мінімізувати обговорюється нижче. накопичення речовин (таких, як ванадій, хром і Луговина з етапу розділення твердої і рідкої ніобій), розчинених в луговині. фаз переміщується через теплообмінник 5а до Вищеописаний процес може проводитися як реактора 7 кристалізації сульфату заліза. безперервний процес, або як періодичний Теплообмінник 5а знижує температур у технологічний процес. луговини від порядку 110°С до 60°С. Тепло, Титановмісним матеріалом, переважно, є одержане теплообмінником 5а, використовується ільменіт або видозмінений ільменіт. в іншому місці процесу, як це додатково Згідно з даним винаходом пропонуються також обговорюється нижче. гідратовані оксиди титану, які вироблені шляхом В реакторі 7 кристалізації сульфату заліза вилуго вування титановмісного матеріалу луговина охолоджується далі, зазвичай, до 10(наприклад, ільменіту) сірчаною кислотою та 30°С. Охолоджування луговини осаджує з неї формування луговини, котра містить кислотний сульфат заліза, в реакторі 7 кристалізації розчин сульфату титанілу і сульфату заліза, а сульфату заліза. Типово, етап кристалізації 11 80993 12 зменшує концентрацію заліза в луговині до 40Дія температурних і часови х умов та 50г/л. регулювання концентрації розчину - це і є Луговина, яка містить осаджений сульфат контрольоване вирощування кристалів в реакторі заліза і яка вивантажується з реактора 7 11 гідролізу. Контрольоване вирощування кристалізації, проходить через подальший етап кристалів забезпечує можливість виробництва розділення твердої і рідкої фаз, на якому діоксиду титану, розмір частинок якого осаджений сульфат заліза відділяється від коливається від тонких до груби х. луговини. Зокрема, контрольоване вирощування Тверда фаза з етапу розділення твердої і кристалів забезпечує можливість виробляти рідкої фаз містить сульфат заліза. Тверда фаза великозернистий діоксид титану, більший за може містити також такі речовини, як залізо, 0,005мм (5 мікронів), який може бути марганець і алюміній. Ця тверда фаза є побічним використаний, наприклад, при електрохімічному продуктом процесу. відновленні діоксиду титану з метою виробництва Луговина з етапу розділення твердої і рідкої титану. фаз проходить через теплообмінник 5b до Реактор 11 гідролізу може працювати в реактора 9 екстракції розчинником і контактує з періодичному технологічному режимі. Більш відповідним розчинником, який екстрагує з переважно, коли реактор працює в безперервному луговини сульфат титанілу. Звичайно, луговина з режимі. етапу розділення твердої і рідкої фаз знаходиться Крім того, якщо це необхідно, в реактор 11 при температурі порядку 30°С, і теплообмінник 5b можуть бути додані відповідно приготовані вода і нагріває цю луговину до вищої температури, тверді частинки. зазвичай, до 50°С. Зручно, коли теплом, що Перелив з реактора 11 збирається як продукт надходить в теплообмінник 5b, є тепло, одержане реактора 11. від луговини в теплообміннику 5а. Продукт з реактора 11 гідролізу проходить Відповідні розчинники запропоновані фірмою через етап розділення твердої і рідкої фаз, Solex в [патенті США №5277816]. До цих виконанню якого сприяє подавання промивної розчинників входять оксид триоктилфосфіну і води. бутилдібутилфосфонат. Даний винахід не Тверда фаза з етапу розділення твердої і обмежений цими екстрагентами. рідкої фаз, яка містить гідратовані оксиди титану, На етапі екстракції розчинником розчинник переміщується в кальцинатор (не показаний) і використовується в поєднанні з модифікатором. кальцинується з метою виготовлення діоксиду Відповідні модифікатори включають титану. Залежно від обставин, щоб виготови ти метилізобутилкетон (МІВK), діізобутилкетон (DIBK) діоксид титану, тверда фаза може кальцинуватися та ізотридеканол (ІТА). при 1000°С. Від луговини відділяють суміш розчинника і З огляду на ефективність етапу екстракції сульфату титанілу, після чого з допомогою води розчинником при обмеженні екстракції, по суті, до сульфат титанілу видаляється з розчинника. сполук титану, процес, зазвичай, виробляє діоксид Регенерований розчинник повертається до титану найвищої чистоти , тобто, щонайменше реактора 9 екстракції розчинником. 99ваг.%. Отриманий в результаті водний розчин Частина або вся рідка фаза з етапу розділення сульфату титанілу, який зазвичай містить 10твердої і рідкої фаз може бути повторно 100г/л розчиненого титану і 50-200г/л сірчаної використана в процесі, наприклад, як джерело кислоти, переміщується до реактора 11 гідролізу. кислоти на етапі вилуговування стадії 2 та/або як На початку обробки реактор 11 містить джерело води на етапах промивання в процесі, стартовий розчин сірчаної кислоти і твердих коли це дозволяє загальний баланс води. частинок. Зазвичай, розчин містить 10-200г/л Альтернативно, рідка фаза з етапу розділення кислоти і концентрацію твердих частинок 10твердої і рідкої фаз, яка містить сірчану кислоту, 200г/л. нейтралізується вапном та/або вапняком, за До стартового розчину з контрольованою рахунок чого виготовляється гіпс. З огляду на швидкістю додають розчин сульфату титанілу. ефективність етапу екстракції розчинником при Додавання цього розчину призводить до обмеженні екстракції сполуками титану, рідка фаза заповнення реактора, аж до його місткості, і до містить мінімальні рівні забруднюючих домішок наступного переливання, після чого швидкість (таких, як залізо, ванадій і хром), а тому гіпс є переливання з реактора 11 відповідає швидкості "чистим" гіпсом, який має комерційну цінність при подавання розчину сульфату титанілу. застосуванні (наприклад, при виробництві В реакторі 11 іони сульфату в розчині цементу). сульфату титанілу заміщуються іонами гідроксилу, Очищений розчин з етапу 9 екстракції в результаті чого з розчину осаджуються розчинником містить відносно високі рівні сірчаної гідратовані оксиди титану. кислоти (250-700г/л). Очи щений розчин Тверді частинки в стартовому розчині діють, як переміщується до вищезгаданого етапу затравка для осадження. Типово, тверді частинки вилуго вування стадії 2 і використовується як це гідратований оксид титану або частинки луговина. Фактично, етап екстракції розчинником діоксиду титан у. регенерує сірчану кислоту, і кислота може бути Зазвичай, час перебування розчину сульфа ту продуктивно використана в процесі. Це дає титанілу в реакторі 11 варіює від 3 до 12 годин. можливість істотно зменшити відходи, порівняно з відомим сульфатним процесом. Крім того, 13 80993 14 використання очищеного розчину, як частини присутності прискорювача, наприклад, скрапового первинної кислоти для процесу, зменшує кількість заліза, тіосульфату натрію і діоксиду сірки. необхідної для процесу свіжої кислоти. - Були вироблені луговини, що містять до Етап вилуговування стадії 2 здійснюється в 100г/л титану. автоклаві 13. Очищений розчин і свіжоприготована - Етап екстракції розчинником приводив до концентрована сірчана кислота, яка теж подається істотного підвищення чистоти діоксиду титану, в автоклав 13, вилуговують ільменіт, що не який зрештою вироблявся із сульфату титанілу, прореагував і частково прореагував на етапі екстрагованого на етапі екстракції розчинником. вилуго вування стадії 1, та розчиняють приблизно - Луговина, відділена від розчинника на етапі 50% залишкового ільменіту. Очищений розчин екстракції розчинником, містила високі рівні може бути підігрітим з використанням (щонайменше 30г/л) сульфа ту ти танілу. теплообмінника 5с перед тим, як його подадуть до - Очищений розчин може бути використаним автоклаву 13. для вилуговування ільменіту на початковому і Продукт з етапу вилуговування стадії 2 подальшому етапах вилуговування, із проходить через етап розділення твердої і рідкої свіжоприготованою кислотою або без неї. фаз. - Двостадійне вилуговування є ефективним Луговин у з етапу розділення твердої і рідкої варіантом вилуговування, і це двостадійне (або фаз, яка зазвичай містить 400-700г/л сірчаної більше, ніж двостадійне) вилуговування може кислоти, переміщують до етапу вилуго вування здійснюватися в одній посудині, з поверненням стадії 1, як зазначено вище. залишкової твердої фази до посудини і з Тверда фаза з етапу розділення твердої і додаванням свіжого ільменіту, або в кількох рідкої фаз складається, по суті, із силікатного посудинах, де залишкова тверда фаза, яка залишку і є відходами процесу. вироблена в першій посудині, подається до однієї Свіжоприготована кислота потрібна для або більше, ніж однієї, іншої посудини. процесу, оскільки кислота втрачається при - Існує вікно вилуговування (яке залежить від відділенні сульфату заліза від луговини і при таких умов, як концентрація кислоти, температура екстракції сульфату титанілу на етапі екстракції вилуго вувача і тривалість вилуговування, та таких розчинником. чинників, як концентрація іонів титану), в якому Свіжоприготована кислота може бути додана в можна уникнути передчасного гідролізу будь-якій точці технологічної схеми. гідратованих оксидів титану і передчасного Переважною точкою додавання кислоти є етап осаджування сульфату титанілу. вилуго вування стадії 2, оскільки вважається, що Робота в масштабі лабораторії і в масштабі уведення концентрованої кислоти в цій точці дослідної установки проводилася на зразках для оптимізує можливість вилуговування ільменіту, і вилуго вування, що складалися з концентратів це зручно для підтримки ефективного теплового пісків важких мінералів, котрі містять >50% балансу. ільменіту. Технологічна карта з Фіг.2 дуже подібна до Робота по вилуговуванню складалася з карти, показаної на Фіг.1, а тому для опису вилуго вування на основі періодичного однакових елементів на обох технологічних картах технологічного циклу у 2 стадії при атмосферному використані однакові числові позиції. тискові з сірчаною кислотою в масовому Основна різниця між технологічними картами процентному відношенні 30-50%, при 95-120°С полягає в тому, що на технологічній карті з Фіг.1 протягом 3-5 годин на кожній стадії, та з показано, що очищений розчин з етапу 9 екстракції додаванням на кожній стадії розчинником переміщується до етапу прискорювача/відновника у вигляді заліза, вилуго вування стадії 2 і використовується на тіосульфату натрію і діоксиду сірки. цьому етапі як вилуговуючий розчин, тоді як на Згадана вище робота по вилуговуванню технологічній карті з Фіг.2 очищений розчин з здійснювалася із початковими наповненнями етапу 9 екстракції розчинником розділяється на 2 твердими частинками в кількостях 500г/л і 200г/л. окремі потоки і окремими потоками переміщується В Таблиці 1 наведено короткий підсумок до етапу вилуговування стадії 1 і етапу результатів вищезгаданої роботи по вилуго вування стадії 2, відповідно, і на обох цих вилуго вуванню. етапах використовується як вилуговуючий розчин. Крім того, на технологічній карті з Фіг.1 показано, Таблиця 1 що рідка фаза продукту з етап у вилуго вування стадії 2 переміщується до етапу вилуго вування Наповнення твердими Після Після стадії 1, тоді як у варіанті з Фіг.2 рідка фаза частинками (на стадії 1) стадії 1 стадії 2 переміщується до луговини, виробленої на етапі 500г/л 72% 87% вилуго вування стадії 1. 200г/л 63% 82% Заявник провів експериментальну роботу, пов'язану з вищеописаним процесом, у масштабі Таблиця 1 показує, що вилуговування у 2 лабораторії і в масштабі дослідної установки. стадії, за описаних вище умов, є ефективним У короткому підсумку, в експериментальній варіантом вилуговування. роботі заявником одержані такі результати. Робота в масштабі лабораторії і в масштабі - Великі швидкості вилуговування були дослідної установки включала також випробування досягнуті при вилуговуванні ільменіту в екстракції розчинником, на вилужених зразках ільменіту, з використанням низки реагентів і 15 80993 16 модифікаторів для екстракції розчинником, достатньому, щоб повністю суспендувати тверді включно з реагентами того типу, що запропоновані частинки. В суспензію зі швидкістю 0,5см/год. в [патенті США №5277816], виданому на ім'я занурювали пруток діаметром 6мм із м'якої сталі. дослідницької корпорації Solex, Японія. Вилуговування проводилося протягом 6 годин. Випробування екстракції розчинником Протягом цього часу кратними дозами додавалася проводилися після кристалізації надлишкового 98% сірчана кислота, щоб регулювати вільну сульфату заліза. кислотність на рівні 400г/л. Після 6 годин зразок До реагентів, для прикладу, входили Суаnех виймався і фільтрувався. Аналіз розчину показав, 923 [еквівалент (С8Н17)3РО] і аліфатичний що він містить 397г/л вільної H2SO4, 72,6г/л Fe2+, розріджувач Shellsol D100A. До модифікаторів, для 3,0г/л Fe3+ і 28г/л Ті. С успензія фільтрувалась, і прикладу, входили метилізобутилкетон (МІВК), тверді частинки промивалися водою і діізобутилкетон (DIBK) та ізотридеканол (ІТА). висушувалися. У такий спосіб було одержано В Таблиці 2 показано склад первинного 252,2г залишку, який містив 31,9% Ті і 32,7% Fe. розчину, а в Таблиці 3 показані коефіцієнти Приклад 2 - періодичне двохстадійне збагачення титану в наповненій органіці. вилуго вування при незмінній кислотності 1000мл синтетичного очищеного розчину, що Таблиця 2 містить 402г/л вільної H2SO4, було підігріто до 105°С в скляному реакторі, обладнаному перегородками і мішалкою, виготовленою з Ті 84г/л Ni 28 мільйонних тефлону. Далі 400г ільменіту, який містив 30,4% Ті Fe 66г/л Сі 8 мільйонних і 34,3% Fe і був подрібнений до рівня, коли 50% Μn 2,2г/л Са 42 мільйонних частинок не перевищували 32мкм, було додано до Cr 87 мільйонних Mg 300 мільйонних цього розчину при перемішуванні, достатньому, V 270 мільйонних Zn 66 мільйонних щоб повністю суспендувати тверді частинки. Було додано 30г залізної засипки. Вилуговування Таблиця 3 проводилося протягом 5 годин. Протягом цього часу кратними дозами додавалася Суміш 4 98% сірчана С923 Суміш 1 Суміш 2 Суміш 3 кислота, щоб регулювати вільну кислотність на Ti:Fe 275 450 407 909 рівні 400г/л. Після 5 годин зразок 1636 виймався і Ті:Μn ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. фільтрувався. Аналіз розчину показав, що він Ті:Сr ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. містить 387г/л вільної H2SO4, 89,4г/л Fe2+ , 0,4г/л Ті:V 4,2 6,0 4,9 6,1 Fe3+ 4,1 48г/л Ті. Подача тепла і перемішування і Ті:Ni 1,4 ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. вимикалися, і ~нескінчен. мала можливість суспензія Ті:Si 0,14 ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. осаджуватися протягом ночі. 750мл освітленого Ті:Са ~нескінчен. 0,7 розчину видалялося і замінювалося рівним 0,1 ~нескінчен. ~нескінчен. Ті:Мg 11 ~нескінчен. об'ємом свіжого синтетичного очищеного розчину. ~нескінчен. ~нескінчен. ~нескінчен. Далі1,4подача тепла2,9і перемішування були Ti:Zn 0,3 -нескінчен. 1,3 відновлені, і було додано 30г залізної засипки. Ті (г/л) 9,1 15,0 14,0 20,0 9,0 Вилуговування продовжувалося при 110°С протягом 5 годин. Протягом цього часу кратними Таблиця 2 показує, що екстракція дозами додавалася 98% сірчана кислота, щоб розчинником, за описаних вище умов, є регулювати вільну кислотність на рівні 400г/л. ефективним засобом відділення титану (у формі Після 5 годин зразок виймався і фільтрувався. сульфату титанілу) від забруднювачів. Аналіз розчину показав, що він містить 373г/л Згадані вище випробування екстракції вільної H2SO4, 106г/л Fe2+, 0,2г/л Fe3+ і 38г/л Ті. розчинником показали також , що екстракція Суспензія фільтрувалась, і тверді частинки розчинником набагато ефективніша в присутності промивалися водою і висушувалися. У такий модифікатора. Модифікатор, здалося, не мав спосіб було одержано 57,5г залишку, який містив жодного впливу на ступінь екстракції титану. 33,0% Ті і 23,7% Fe. Проте, модифікатор, як виявилося, перешкоджає 1000мл підкисленого очищеного розчину, що утворенню небажаної насиченої титаном фази, яка містить 598г/л вільної H2SO4, 31,3г/л Fe2+ , 2,4г/л нерозчинна в розріджувачі. Тому, без Fe3+ і 9,2г/л Ті було підігріто до 110°С в скляному модифікатора можливі лише відносно розбавлені реакторі, обладнаному перегородками і мішалкою, розчини титану. виготовленою з тефлону. Далі 400г ільменіту, який Подальша робота, виконана заявником у містив 30,4% Ті і 34,3% Fe і був подрібнений до масштабі лабораторії і в масштабі дослідної рівня, коли 50% частинок не перевищували 32мкм, установки, ілюструється наступними прикладами. було додано до цього розчину при перемішуванні, Приклад 1 - періодичне вилуговування 1-ї достатньому, щоб повністю суспендувати тверді стадії при незмінній кислотності частинки. В суспензію зі швидкістю 0,5см/год. 1000мл очищеного розчину, що містить 402г/л 2+ 3 занурювали пруток діаметром 6мм з м'якої сталі. вільної H2SO4, 24,6г/л Fe , 2,0г/л Fe * і 3,3г/л Ті Вилуговування проводилося протягом 6 годин. було підігріто до 110°С в скляному реакторі, Після 6 годин зразок виймався і фільтрувався. обладнаному перегородками і мішалкою, Аналіз розчину показав, що він містить 441г/л виготовленою з тефлону. Далі 400г ільменіту, який вільної H2SO4, 73,7г/л Fe2+, 13,0 г/л Fe3+ і 47г/л Ті. містив 30,4% Ті і 34,3% Fe і був подрібнений до Суспензія фільтрувалась, і тверді частинки рівня, коли 50% частинок не перевищували 32мкм, промивалися водою і висушувалися. У такий було додано до цього розчину при перемішуванні, 17 80993 18 спосіб було одержано 223,6г залишку, який містив скребками з FRP. Розчин переливу із згущувача і 32,0% Ті і 32,8% Fe. згущена суспензія збиралися і накопичувалися. Приклад 4 - періодичне вилуговування 2-ї Дослідна установка працювала безперервно стадії при зменшенні кислотності протягом 92 годин. Протягом завершальних 48 1000мл синтетичного очищеного розчину, що годин роботи середній склад розчину в кожному містить 593г/л вільної H2SO4, було підігріто до резервуарі був таким, як показано нижче в Таблиці 105°С в скляному реакторі, обладнаному 4. перегородками і мішалкою, виготовленою з тефлону. Далі 400г залишку від вилуговування з 1Таблиця 4 ї стадії, який містив 32,0% Ті і 31,3% Fe, було додано до цього розчину при перемішуванні, Результати безперервного достатньому, щоб повністю суспендувати тверді вилуго вування 1-ї стадії на дослідній установці частинки. В суспензію зі швидкістю 0,5см/год. занурювали пруток діаметром 6мм з м'якої сталі. Вільна Fe2+, Fe3+, Ті, г/л Вилуговування проводилося протягом 6 годин. кислота, г/л г/л г/л Після 6 годин зразок виймався і фільтрувався. Резервуар 1 411 48 2,7 16 Аналіз розчину показав, що він містить 476г/л Резервуар 2 404 56 . 2,5 20 вільної H2SO4, 29,0г/л Fe2+, 10,4г/л Fe3+ і 32,5г/л Ті. Резервуар 3 402 65 2,4 29 Суспензія фільтрувалась, і тверді частинки Резервуар 4 395 68 4,2 36 промивалися водою і висушувалися. У такий Резервуар 5 391 65 6,1 34 спосіб було одержано 267г залишку, який містив Перелив із 31,9% Ті і 30,7% Fe. 388 70 3,0 33 згущувача Приклад 5 - вилуговування 1-ї стадії на дослідній установці при зменшенні кислотності Приклад 7: стендові випробування екстракції 39л 98% сірчаної кислоти було додано до 243л розчинником з протитечійною екстракцією: очищеного розчину, що містив 358г/л вільної Були проведені три групи протитечійних H2SO4 і 7г/л Ті, в резервуарі з пластику, стендових випробувань, щоб промоделювати армованого волокном (FRP), ємністю 300л, який контур екстракції розчинником дослідної обладнано осьовою турбіною з FRP. установки. Кожна група випробувань складалася з Результуючий розчин, який містив 579г/л вільної 5 циклів, і отримані дані показали, що було кислоти, 27,9г/л Fe2+ і 5,6г/л Fe3+, був підігрітий до досягнуто стаціонарного стану. Органічна фаза 95°С. До цього розчину було додано 116кг містила 30%об. Суаnех 923, як екстрагента, 5%об. неподрібненого ільменіту, що містив 31,1% Ті і DIBK, як модифікатора, і 65%об. Shellsol D100A, як 34,1% Fe, при перемішуванні, достатньому, щоб розріджувача. При відношенні органіки до розчину повністю суспендувати тверді частинки. В (О/А) 2, 3 і 4, наповнення органіки складало 16, 11 суспензію занурювалася група з десяти прутків з і 8г/л Ті; ефективність екстракції складала 97,8, м'якої сталі діаметром 10мм і довжиною 29см. 99,7 і 99,9%; концентрація титану в очищеному Вилуговування тривало протягом 6 годин при розчині складала 450-910, 80-120 і 24-28мг/л, 105°С. Суспензія фільтрувалася з використанням відповідно. Розділення між Ті і Cr, Mg, Μn, Νi напірного фільтра, що дало приблизно 260л наближалося до ідеального, при цьому наповнена розчину. Аналіз розчину показав, що він містить органіка містила 0мг/л Cr, Mg, Μn і Ni. 461г/л вільної H2SO4, 72,6г/л Fe2+, 9,0г/л Fe3+ і Випробування проводилися на фляжному 41г/л Ті. струшувачі в термостаті. Основні умови Приклад 6 - вилуговування 1-ї стадії на випробувань показані нижче: дослідній установці при незмінній кислотності Температура: 50°С Була зібрана одностадійна дослідна установка Тривалість перемішування: 45-60 хвилин для вилуговування, що складалася з 5 Тривалість осаджування: 15 хвилин збовтуваних резервуарів з FRP, ємністю 10л Відношення О/А: 2, 3, 4 кожний, обладнаних двоосьовими турбінами, Результати підсумовані в Таблиці 5. виконаними з FRP, та електричними занурюваними нагрівниками, вкритими оболонкою з кремнезему. В перший резервуар з допомогою шнекового живильника зі швидкістю 750г/год. Склад органіки, первинного розчину і очищеного розчину при подавався ільменіт, подрібнений до рівня, коли 50% частинок не перевищували 32мкм. В перший H2SO4 Са Сr Fe Mg Μn N резервуар зі швидкістю 62,5мл/хв. нагнітався Первин. розчин 441000 10 52 39000 220 1400 7 також очищений розчин для екстракції О/А Органіка 28000 4 0 708 0 0 0 розчинником на дослідній установці складу 404г/л 2 Оч. розч. 327000 14 55 37200 222 1500 9 вільної H2SO4, 36,1г/л Fe2+, 3,2г/л Fe3+ і 10г/л Ті. У О/А Органіка 23000 1 0 1920 0 0 0 всіх резервуарах температура підтримувалася на 3 Оч. розч. 314000 14 55 34800 224 1540 9 рівні 110°С. В перші два резервуари додавалася 98% сірчана кислота, щоб регулювати кислотність О/А Органіка 22000 2 1 2160 0 0 1 до 400г/л. В кожен резервуар зі швидкістю 1см/год. 4 Оч. розч. 296000 15 58 34600 240 1600 1 уводилися прутки з м'якої сталі діаметром 10мм. Звідси суспензія могла текти самопливом до Приклад 8: стендові випробування по згущувача, виконаного з FRP і обладнаного видаленню при екстракції розчинником 19 80993 Наповнена органіка, що містила 30%об. Суаnех 923, як екстрагента, 5%об. DIBK, як модифікатора, і 65%об. Shellsol D100A, як розріджувача, очищувалася з допомогою води при різних відношеннях О/А. Випробування проводилися з використанням фляжного струшувача в термостаті. Основні умови випробувань показані нижче: Температура: 50 °С Тривалість перемішування: 60 хвилин Тривалість осаджування: 20 хвилин Відношення О/А: 1/3, 1/1, 3/1, 5/1, 10/1, 20/1 і 30/1 Результати підсумовані в Таблиці 6. 20 Потік органіки: 165мл/хв.; Потік первинного розчину: 33мл/хв. Відношення потоків О/А промивання: ~10:1 Потік органіки: 165мл/хв.; Потік води: 17мл/хв. Відношення потоків О/А випереджального видалення: ~4:1. Потік органіки: 165мл/хв.; Потік води: 41мл/хв. Відношення потоків О/А затриманого видалення: ~8:1. Потік органіки: 165мл/хв.; Таблиця 6 Потік води: 21мл/хв. Склад органіки і очищувального розчину при заданому відношенні О/А (мг/л) Результати підсумовані в Таблиці 7. Наповнена органіка О/А органіка 1/3 оч. розч.* О/А органіка 1/1 оч. розч. О/А органіка 3/1 оч. розч. О/А органіка 5/1 оч. розч. O/А органіка 10/1 оч. розч. О/А органіка 20/1 оч. розч. O/А органіка 30/1 оч. розч. H2SO4 відсутня відсутня 14700 відсутня 44100 відсутня 103000 відсутня 156900 відсутня 225600 відсутня 343000 відсутня 392300 Са 13 14 2 14 2 12 2 13 0 3 2 0 4 10 2 Сr 0 0 0 0 37 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Fe 44 47 16 18 0 16 97 30 160 26 280 40 490 41 710 Mg 3 3 0 0 0 0 0 4 0 3 0 2 0 0 0 * Білий осад утворювався і в органічнійфазі, і у воді Приклад 9: Робота дослідної установки по екстракції розчинником Робота дослідної установки проводилася з пристроєм, який мав дві кювети для екстракції, одну промивну кювету і чотири кювети для видалення. Ефективні об'єми змішувача і відстійника кожної кювети складали 1,675 і 8,000 літрів, відповідно. Видалення складалося з двох стадій: випереджальне видалення з переливом із згущувача гідролізу і затримане видалення з допомогою води, відповідно. Основні робочі умови вказані нижче: Температура: 50°С Склад органіки: 25%об. Cyanex 923, 5%об. ізотридеканолу і 70%об. ShellSol D100А. Ємність органіки складала 15,7г/л Ті Склад первинного36г/л Ті, 410г/л H2SO4 , розчину: 47г/л Fe включно з 4,0г/л Fe3* Тривалість перемішування: 5-10 хвилин Тривалість осаджування: 40 хвилин Відношення потоків О/А екстракції: ~5:1 Μn Ni Ρ Сі Ті Υ Ζn 0 0 20000 4 18000 12 8 0 0 21000 5 Середні значення складу водної і органічн 3400 8 19 0 0 6 0 3800 3 0 3+ Са Мg Μn 0 0 20000 H2SO4 11000 Сr Сум. Fe Fe 6 12 10 г/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л 0 0 7 0 7200 6 1 Первинний розчин 58 0 0 20000 410 15000 43 5 13 47000 4000 430 190 9 Очищений розчин 315 48 297 30529 5700 319 137 0 0 7 0 8000 2 Випереджальне 0 0 20000 178 16000 117 465 4 25 27 465 2 0 видалення 0 0 3 0 7200 7 0 Затримане 20000 0 0 0 17000 218 224 20 91 28 224 3 1 видалення 0 0 0 0 5800 6 3 Наповнена органіка 0 0 20000 відсутня 17000 117 160 0 3 20 160 1 0 (Е2) 0 0 0 1 4700 8 0 Збіднена органіка 3 23 23 1 0 0 0 19000 відсутня 17000 015 0 6 (ST1) 0 0 0 0 4500 7 2 Приклад 10: Робота дослідної установки Робота дослідної установки проводилася з пристроєм, який мав дві кюветидля екстракції, одну промивну кювету і чотири кювети для видалення. Ефективні об'єми змішувача і відстійника кожної кювети складали 1,675 і 8,000 літрів, відповідно. Видалення складалося з двох стадій: випереджальне видалення з переливом із згущувача гідролізу і затримане видалення з допомогою 50г/л H2SO4, відповідно. Основні робочі умови вказані нижче: Температура: 50°С Склад органіки: 25%об. Cyanex 923, 5%об. ізотридеканолу і 70%об. ShellSol D100А. Ємність органіки складала 15,7г/л Ті Склад первинного36г/л Ті, 410г/л H2SO4, розчину: 47г/л Fe включно з 4,0г/л Fe3+ Тривалість перемішування: 5-10 хвилин Тривалість осаджування: 40 хвилин Відношення потоків О/А екстракції: ~5:1 Потік органіки: 165мл/хв.; Потік первинного розчину: 32мл/хв. 21 Відношення потоків О/А промивання: ~10:1 Потік органіки: 165мл/хв.; Потік води: 17мл/хв. Відношення потоків О/А випереджального видалення: ~4:1. Потік органіки: 165мл/хв.; Потік води: 41мл/хв. Відношення потоків О/А затриманого видалення: ~8:1. Потік органіки: 165мл/хв.; Потік води: 21мл/хв. Результати підсумовані в Таблиці 8. 80993 22 вкритими оболонкою з кремнезему. В перший резервуар зі швидкістю 10мл/хв. нагніталася наповнена відділена луговина від екстракції розчинником в дослідній установці, що містила 206г/л вільної H2SO4, 0г/л Fe2+, 0,2г/л Fe3+ і 25г/л Ті. В кожному з резервуарів підтримувалася температура в 95°С. В перший резервуар подавалася вода, щоб регулювати кислотність до 140г/л, що вимагало потоку в 8,5мл/хв. Додаткова вода додавалася в другий резервуар зі швидкістю 5мл/хв., щоб регулюва ти кислотність до 100г/л. Звідси суспензія могла текти самопливом до згущувача з FRP, обладнаного скребками з FRP. Розчин переливу із згущувача збирався і накопичувався. Нижня суспензія із згущувача збиралася і фільтрувалася з допомогою вакуумного фільтрування. Фільтрування нижнього Таблиця 8 продукту виявилося дуже швидким. Розмір Середні значення складу водної і органічної луговини частинок d50 виявився рівним 7,2 мікрона. Дослідна установка працювала безперервно H2SO4 Са Сr Сум. Fe Fe3+ протягом 42 годин. мг/л Si Ті мг/л V Мg Μn Ni Ρ Протягом завершальних 30 Zn в кожному г/л мг/л мг/л мг/л мг/л годин роботимг/л мг/л мг/л середній склад розчину мг/л мг/л мг/л 415 83 45 49000 5200резервуарі був таким: 450 1800 5 17 21 34000 350 30 363 65 29 29500 5000 340 1258 5 0 11 3950 115 29 Таблиця 9 223 53 2 408 408 5 0 0 24 7 17167 28 1 Результати з безперервного 113 54 1 56 56 6 0 0 7 7 9300 1 гідролізу на дослідній установці14 Первинний розчин Очищений розчин Випереджальне видалення Затримане видалення Наповнена органіка відсутня (Е2) Збіднена органіка відсутня (ST1) 15 1 177 177 2 0 0 0 Приклад 11 - Гідроліз у періодичному режимі 1000мл наповненої відділеної луговини від екстракції розчинником в дослідній установці, що містила 123г/л вільної H2SO4, 0г/л Fe2+, 0,26г/л Fe3+ і 12г/л Ті, було попередньо оброблено з допомогою 1г алюмінієвої фольги протягом ночі при кімнатній температурі. Титр ування дихроматом з використанням, як індикатора, дифеніламін-сульфонату натрію показало, що результуючий розчин містив 2,4г/л Ті3+. 500мл води, яка містила 100г/л вільної H2SO4 і 0,5г затравки ТіО(ОН)2, були підігріті до 95°С в скляному реакторі, обладнаному перегородками і тефлоновою мішалкою. Потім оброблена наповнена відділена луговина була перекачана в реактор зі швидкістю 2,8мл/хв. протягом 6 годин. Реагуючій суміші була надана можливість перемішува тися протягом подальших 30 хвилин, після чого зразок виймався і фільтрувався. Аналіз розчину показав, що він містив 147г/л вільної H2SO4, 0,24г/л Fe і 2,3г/л Ті. Суспензія фільтрувалася, і тверді частинки промивалися водою і висушувалися. Фільтрування виявилося дуже швидким. У такий спосіб було одержано 22,6г залишку, що містив 45,0% Ті, 3,9% S і