Спосіб десульфурації діоксиду титану

Реферат: Винахід належить до хімічної промисловості. Спосіб десульфурації діоксиду титану включає обробку діоксиду титану у воді дією високовольтних імпульсних розрядів з енергією розрядів від 0,625 до 1,25 кДж при частоті слідування імпульсів від 2 до 4 Гц та питомими витратами енергії . від 40 до 50 кВт год/т. Технічний результат: знизити шкідливі елементи (сірки та інших) у речовині до рівня, що задовольняє виробництву титану та його сполук. UA 109821 C2 (12) UA 109821 C2 UA 109821 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до хімічної промисловості, а саме до способів десульфурації діоксиду титану, який одержують сульфатним методом. Відомий сульфатний метод одержання діоксиду титану (Виробництво двоокису титану пігментного сульфатним способом. /В.М. Скомороха, В.Г. Заречений, І.П. Воробйова, С.В. Вакал; під. ред. В.М. Скоморохи. - Суми: АТЗТ "Арсенал-Пресс", 2002), що складається з трьох етапів: одержання розчину сульфату титану (шляхом обробки ільменітових концентратів сірчаною кислотою). В результаті одержують суміш сульфату титану та сульфатів заліза (II) та (III), останній відновлюють металічним залізом до ступеня окиснення заліза «+2». Після відновлення на барабанних вакуум-фільтрах здійснюють відділення розчинів сульфатів від шламу. Сульфат заліза (II) відділяють в вакуум-кристалізаторі; гідроліз розчину сульфатних солей титану. Варіюванням умов проведення гідролізу можна одержувати частинки гідролізату із заданими властивостями; термообробка гідратів діоксиду титану. При термообробці випарюється вода (гідроксид титану та гідрати оксиду титану переходять в форму діоксиду титану), а також оксиди сірки. Головне завдання виробництва діоксиду титану, який одержують сульфатним методом, це одержання без сірки гідроксиду титану після гідролізу сульфатних солей. Цей спосіб передбачає значні витрати на громіздке обладнання і великі енерговитрати для одержання ТіO2 та видалення сірки. Найбільш близьким, за сукупністю ознак, до винаходу є спосіб очищення діоксиду титану від сірки, особливо сульфатів, шляхом обробки діоксиду титану за допомогою водного розчину, що містить одну або декілька сполук амонію при підвищених температурах, та промивання водою, видалення діоксиду титану з водного розчину та висушування діоксиду титану (патент РФ № 2302996, МПК (2006.01) C01G 23/047, B01J 21/06, опубл. 20.07.2007). Ознакою, що збігається з суттєвими ознаками способу, що заявляться, є обробка діоксиду титану у воді. Причиною, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату, є те, що спосіб не забезпечує зниження вмісту сірки до необхідного рівня для подальшого використання діоксиду титану без додаткової термообробки та допоміжних речовин, що можуть його забруднювати. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу десульфурації діоксиду титану шляхом введення нової дії, що дозволить забезпечити окисно-відновні реакції сірки та оксидів сірки з водою та елементами розкладу води, і за рахунок цього знизити шкідливі елементи (сірки та інших) до рівня, що задовольняє виробництву титану та його сполук. Суть винаходу полягає у тому, що в способі десульфурації діоксиду титану, що включає обробку діоксиду титану у воді, згідно з винаходом, обробку здійснюють дією високовольтних імпульсних розрядів у воді з енергією розрядів від 0,625 до 1,25 кДж при частоті слідування . імпульсів від 2 до 4 Гц та питомими витратами енергії від 40 до 50 кВт год/т. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак способу, що заявляться, і технічним результатом необхідно відзначити наступне. Ознаки "обробку здійснюють дією високовольтних імпульсних розрядів у воді з енергією розрядів від 0,625 до 1,25 кДж при частоті слідування імпульсів від 2 до 4 Гц та питомими . витратами енергії від 40 до 50 кВт год/т" дозволяють забезпечити окисно-відновні реакції сірки та оксидів сірки з водою та елементами розкладу води, і за рахунок цього знизити шкідливі елементи (сірки та інших) до рівня, що задовольняє виробництву титану та його сполук. Спосіб здійснюють таким чином. Пульпу (розчин пасти діоксиду титану, що одержана в результаті гідролізу оксосульфату титану, та води в співвідношенні 1 до 3) подають до зони дії електричного розряду. На електроди подають високу напругу від генератора імпульсних струмів. Здійснюють обробку пульпи дією високовольтних імпульсних розрядів у воді з енергією розрядів від 0,625 до 1,25 кДж при частоті слідування імпульсів від 2 до 4 Гц та питомими витратами енергії від 40 до 50 . кВт год/т. Високовольтний електричний розряд є потужним джерелом тиску і високих + температур, в наслідок яких здійснюються деструктивні явища води з утворенням іонів H та ОН . При цьому активується розрядне середовище, в якому створюються умови для окисновідновних реакцій та утворюються кислоти, що легко промиваються водою, наприклад: SO2+O2=2SO3; SO3+H2O=H2SO4; SO2+H2O=H2SO3. 1 UA 109821 C2 5 Значення енергії розрядів в діапазоні від 0,625 до 1,25 кДж пов'язано з міцністю рудної сировини, яка згідно класифікації гірничих порід має ступінь міцності від 4 до 8 одиниць за шкалою Протод'яконова. Дослідним шляхом доведено, що для забезпечення об'єму обробки та її продуктивності частота слідування імпульсів повинна бути від 2 до 4 Гц та питомі витрати енергії від 40 до 50 . кВт год/т. В таблиці наведено порівнювальні зміни хімічного складу діоксиду титану до і після . електророзрядної обробки з питомими витратами енергії W пит=40,0; 45,0; 50,0 кВт год/т. Елемент Титан (TiO2) Ванадій Залізо Сірка Марганець до обробки, мас. . % W пит=40,0 кВт год/т 96,08 98,0 0,3 0,38 0,35 0,356 2,9 0,91 0,37 0,35 після обробки, мас. % . . W пит=45,0 кВт год/т W пит=50,0 кВт год/т 98,035 98,024 0,4 0,42 0,365 0,375 0,83 0,84 0,37 0,375 10 15 Аналіз результатів, наведених в таблиці, показує, що максимальний результат зниження . сірки одержано при питомих витратах енергії W пит =45,0 кВт год/т. Збільшення питомих витрат енергії більш за 50,0 кВттод/т не призводить до значного зниження шкідливих елементів. Таким чином, спосіб десульфурації діоксиду титану дозволить забезпечити окисно-відновні реакції сірки та оксидів сірки з водою та елементами розкладу води, і за рахунок цього знизити шкідливі елементи (сірки та інших) до рівня, що задовольняє виробництву титану та його сполук. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 Спосіб десульфурацїї діоксиду титану, що включає обробку діоксиду титану у воді, який відрізняється тим, що обробку здійснюють дією високовольтних імпульсних розрядів у воді з енергією розрядів від 0,625 до 1,25 кДж при частоті слідування імпульсів від 2 до 4 Гц та питомими витратами енергії від 40 до 50 кВт∙год/т. 25 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2