Спосіб одержання діоксиду титану

ОПУБЛИКОВАНО ї . Й. Ж » и 00 l * Q ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ № СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) SU nB -1398321 А1 (50 ft С 01 G 23/053 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4083991/31-26 (22) 05.05.86 (71) Институт общей и неорганической химии АН УССР (72) А.А.Двернякова, В.В.Шимановская, Э.К.Сикорская, В.В.Стрелко, А.Н.Антишко и В.Г.Садыков (53) 661.882.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 662502, кл. С 01 G 23/04, 1979. Авторское свидетельство СССР № 540449, кл. С 01 G 23/053, 1974. Авторское свидетельство СССР № 1075588, кл. С 0t G 23/053, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА (57) Изобретение относится к способам получения диоксида титана анатазной модификации и позволяет повысить степень чистоты и размеров частиц целевого продукта и снизить его потери при прокаливании. Растворяют четыреххлористый титан марки ОЧТ-0 (ОСТ-4818-79) в дистиллированной воде до концентрации по Ті0 2 130-160 г/л, 1 9-88 ^r создают в растворе кислотный фактор (отношение свободной соляной кислоты к диоксиду титана) равным 1,4-1,8 и вводят в раствор хлорид трехвалентного титана в количестве 1-2 г/л Ті0 2 . Раствор нагревают до 70-75 С и вводят в него титановые зародыши анатазной модификации в количестве 5-20 мас.% по отношению к ТІ0, в исходном раст.% воре Нагревают раствор при перемешивании до 95-98 С и выдерживают при этой температуре не менее 3-3,5 ч. Полученный гидратированный ТІО фильтруют, промывают бидистиллированнои водой, сушат и прокаливают при 600650°С. Получают ТіО 2 анатазной модификации в виде сыпучего порошка монодисперсного состава с размером частиц 3-5 мкм, удельной поверхностью, регулируемой в пределах 10-50 м 2 / г , с содержанием основного вещества 9899%, примесей - не более 1 -Ю"5" мас.%. Потери при прокаливании составляют не более 1-2%, 1 з.п. ф-лы, 1 табл. Г \ сЬ со со 00 со t 1398321 Изобретение относится к способам получения диоксида титана анатазной модификации, который может быть использован з производстве титане одер- j жащих сорбентов, катализаторов', наполнителей для композиционных диэлектрических материалов. Цель изобретения - повышение чистоты и размеров частиц целевого про- ю дукта и снижение его потерь при прокаливании. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р , Растворяют четырех- 15 хлористый титан марки ОЧТ-0 (ОСТ-4818-79) з дистиллированной воде до концентрации по TiO 2 140 г/л, создают в растворе кислотный фактор (отношение свободной НС1 к ТіО г ) равным 1,5.20 Вводят в раствор хлорид трехвалентно-^ го титана в количестве 1 г/л по TiO t . Раствор нагревают до 70 С и вводят в него титановые зародыши анатазной модификации в количестве 5 мас.% по от-25 ношению к TiO t в исходном растворе. Нагревают раствор при перемешивании до 98°С и выдерживают при этой температуре не менее 3,5 ч. Получают гидратированный диоксид титана ана- ЗО тазной модификации, который фильтруют, промывают бидистиллированной водой, сушат и прокаливают при 650 С. В таблице приведены примеры получения диоксида титана в предлагаемых условиях в зависимости от количества 35 вводимых титановых зародышей и в зависимости от кислотного фактора раствора. Отклонения от предлагаемого режима 40 приводят к следующему: -при уменьшении количества зародышей до 2 мас.% получают более мелкий продукт (до \ мкм). Фазовый переход анатаза в рутил которого 550°С. При .,. увеличении количества зародышей более 20 мас.% происходит сильное разбавление гидролизного раствора, снижается температура раствора, замедляется скорость гидролиза. Продукт получается неоднородный по гранулометрическо- 50 му составу; -при снижении кислотного фактора до 1,2 получается более гидратированH i t плохо фильтрующийся осадок с соbfj держанием основного вещества 95 мас.%, ^ потерями при прокаливании 5 мас.%, температурой фазового перехода анатаза в рутил 550 С. При увеличении кис лотного фактора до 2,0 выход диоксида титана на стадии гидролиза уменьшается до 90%; -влияние температуры прокаливания осадка. Температура 65О°С установлена предельной, при которой получают 100%-ный анатаз с малыми потерями при прокаливании. Уменьшение температуры ниже 600 С нежелательно, так как получается продукт с высокими потерями при прокаливании 4-5 мас.%. При повышении температуры до 700 С начинается перекристаллизация анатаза в рутил. Так, диоксид титана, прокаленный при 700°С в течение 2 ч, состоит из 50 мас.% рутила и 50 мас.% а н а т а з а . Таким образом, способ позволяет получить диоксид титана анатазной модификации в виде сыпучего порошка монодисперсного состава с размером ч а с тиц 3-5 мкм, удельной поверхностью, регулируемой в пределах 10-50 м 2 / г , с более высоким содержанием основного вещества ТіО^ равным 98-99 мас.%, с меньшим содержанием примесей Fe, Co, Си, Mn, Ni, V, Сг, Мо и др. (не более 1 *10~ мас.%), с потерями при прокаливании не более 1-2 мас.%. Получаемый анатаз обладает повышенной термической устойчивостью к фазному переходу до 600-650°С. Технологическим преимуществом я в ляется т о , что осадки гидратированного диоксида титана (ГДТ) хорошо фильтруются и отмываются от гидролизного раствора водой, при этом не требуется промежуточная термическая обработка осадка ГДТ перед отмывкой. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1, Способ получения диоксида т и т а на анатазной модификации, включающий термический гидролиз раствора четыреххлористого титана в присутствии титановых зародышей анатазной модификации, осаждение, отделение и прокаливание образующегося осадка гидратированного диоксида титана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чистоты и размеров частиц целевого продукта и снижения его потери при прокаливании, титановые з а родыши вводят в количестве 5-20 мас.% по отношению к ТіО 2 в исходном р а с т воре и гидролиз ведут из раствора при отношении Н С 1 С В : T i 0 z = 1,4-1,8. 2. Способ по п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что прокаливание в е дут при 600-650°С. 1398321 Примеры Условия гидролиза ТІО г/л Кислотный фактор Ті 1 г/л , Количество аиатазиых з а родышей, Выход продукта TiOj, мас.Х Содер Дисперсность, вещества TiO r мас.Х Удельная поверхность ТІО,, м'/г Температура фазового перехода, "с Потерн Содержа- Фильтрация при про- ние Fe, •садка каливамас Л нии, мае ,Х г Влияние количества вводимых аизтаэяых зародышей 104 ?600 3-5 50 ,о 2. 0 98,0 1 140 '.5 UG 5.0 2 150 1,6 2,0 10,0 108 99,0 3-5 40 . 0 * 650 1. 0 1 3 160 1.0 20,0 115 99,0 Э-3 10 . 0 1650 1, 0 1 -.О"' 4 160 м 2,0 25,0 120 99,0 1-5 20 ,0 98 60 .0 99.0 1-2 Влияние КИСЛОТНОГО фактора 110 ,0 99,0 3-5 І 10' t to"' ю 5 Хорошая Отличная То же *650 1, 0 *55О 2 .0 »650 1,0 1 Отличная *\ 1 0 і Хорошея 5 1.9 1,0 2,0 6 180 1,6 2,0 20,0 7 160 1.4 1,0 5,0 тоз 99,0 2-3 20 . 0 убОО І ,0 1 •Iff* Хорошая 8 (60 ',6 2,0 5,0 ТОО 99,0 3-4 25 ,0 ,600 І ,0 1 -ю-* Отлнч її я я 9 і 160 160 1,1 2,0 3,0 too 99,0 3-5 -0 ,0 з600 1,0 1 •1СГ* То же 10 150 2,0 1.0 5,0 95 99,0 3-5 15 0 з»600 1, 0 1 •to"* г" .11 Т40 1.2 2,0 5,0 104 95,0 о у550 80 5 ,0 1 МО" 4 То же Плохая Содержание остальных примесей пропорционально содержанию железа. Редактор Е.Полионова Составитель В.Нечипоренко Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова Заказ 393/ДСП Тираж 249 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыт-нй 113035» Москва, Ж-35В Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, v