Спосіб одержання пігментного діоксиду титану

Реферат: Спосіб одержання пігментного діоксиду титану включає упарювання розчину сульфату титану, термічний гідроліз упареного розчину сульфату титану в присутності зародків з подальшим кип'ятінням і розбавленням водою. З метою зниження енергетичних і матеріальних витрат, в одержаний гідролізат додають неупарений розчин сульфату титану. UA 85507 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ПІГМЕНТНОГО ДІОКСИДУ ТИТАНУ UA 85507 U UA 85507 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до технології виробництва пігментного діоксиду титану, зокрема до вдосконалення стадії гідролізу розчинів сульфату титану. Розглянутий процес включає термічний гідроліз упареного розчину сульфату титану. Гідроліз проводять шляхом кип'ятіння розчину в присутності зародків, при цьому титан виділяється в осад у вигляді метатитанової кислоти [В.Ф. Беленький, И.В. Рискин "Химия и технология пигментов". - Ленинград: Госхимиздат, 1960]. Відомий спосіб одержання пігментного діоксиду титану шляхом термічного гідролізу 3 упареного розчину сульфату титану густиною (1,53-1,56) г/см в присутності зародків з подальшим введенням води, кип'ятінням, відділенням осаду, відмиванням його від домішок, прокалкою, подрібненням і поверхневим модифікуванням [Авторське свідоцтво СРСР 3247434, кл. С09С 1/36, опубл.1967]. Задачею корисної моделі є удосконалення процесу гідролізу сульфату титану, що дозволить знизити питому витрату пари в процесі виробництва і знизити витрату лугу для приготування анатазних зародків. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання пігментного діоксиду титану, що включає упарювання розчину сульфату титану, термічний гідроліз упареного розчину 3 сульфату титану з концентрацією діоксиду титану (200-210) г/дм в присутності зародків з подальшим кип'ятінням і розбавленням водою, в одержаний гідролізат додають неупарений 3 розчин сульфату титану, концентрація діоксиду титану в якому становить (140-170) г/дм . Суть запропонованого способу в тому, що введення в частково гідролізований розчин сульфату титану неупареного розчину сульфату титану, призводить до прискореного осадження метатитанової кислоти на вже сформованих і не втративших активність частинках гідролізату. Приклад 1 (за способом-прототипом) 3 3 Беруть 300 см розчину сульфату титану з концентрацією діоксиду титану 200 г/дм , 3 нагрівають до 96 °C, вводять суспензію зародків анатазу в кількості 9 см , доводять до кипіння і кип'ятять 10 хв. Після термовидержки протягом 30 хв масу доводять до кипіння, кип'ятять 90 хв, потім вводять в один прийом гарячу воду в об'ємі 20 % від об'єму розчину і ще кип'ятять 90 хв. Одержаний гідролізат відокремлюють від створеної в процесі гідролізу гідролізної сірчаної кислоти, осад відмивають від домішок, проводять вибілювання, солеобробку, прожарюють, подрібнюють і аналізують за показниками ГОСТ 9808-84. Приклади за пропонованим способом Приклад 2 3 Беруть 240 см упареного розчину сульфату титану з концентрацією діоксиду титану 200 3 3 г/дм , нагрівають до 96 °C, вводять суспензію зародків анатазу в кількості 7,2 см , доводять до кипіння і кип'ятять 10 хв. Після термовидержки протягом 30 хв масу доводять до кипіння, 3 кип'ятять 30 хв, потім вводять 60 см неупареного розчину сульфату титану з концентрацією 3 діоксиду титану 160 г/дм , кип'ятять 60 хв, в один прийом вводять гарячу воду в об'ємі 20 % від об'єму розчину і ще кип'ятять 90 хв. Приклад 3 3 Беруть 210 см упареного розчину сульфату титану з концентрацією діоксиду титану 200 3 3 г/дм , нагрівають до 96 °C, вводять суспензію зародків анатазу в кількості 6,3 см , доводять до кипіння і кип'ятять 10 хв. Після термовидержки протягом 30 хв масу доводять до кипіння, 3 кип'ятять 30 хв, потім вводять 90 см неупареного розчину сульфату титану з концентрацією 3 діоксиду титану 160 г/дм , кип'ятять 60 хв, в один прийом вводять гарячу воду в об'ємі 20 % від об'єму розчину і ще кип'ятять 90 хв. Приклад 4 3 Беруть 180 см упареного розчину сульфату титану з концентрацією діоксиду титану 200 3 3 г/дм , нагрівають до 96 °C, вводять суспензію зародків анатазу в кількості 5,4 см , доводять до кипіння і кип'ятять 10 хв. Після термовидержки протягом 30 хв масу доводять до кипіння, 3 кип'ятять 30 хв, потім вводять 120 см неупареного розчину сульфату титану з концентрацією 3 діоксиду титану 160 г/дм , кип'ятять 60 хв, в один прийом вводять гарячу воду в об'ємі 20 % від об'єму розчину і ще кип'ятять 90 хв. У таблиці наведені результати оцінки якості відомого і пропонованого способу одержання діоксиду титану. 55 1 UA 85507 U Таблиця Результати оцінки якості Якість продукту прожарювання Приклад 1 (за прототипом) 2 3 4 5 10 15 Кількість Масова Ступінь введеного частка гідролізу, % розчину, % рутильної форми, % Розбілююча Білизна, здатність, ум. ум. од. од. МаслоНасипна ємність, 3 маса, кг/м г/100 г 94,7 98,8 95,4 1660 34 580 20 30 40 95,1 95,8 93,5 98,8 99,0 99,4 95,8 95,9 95,5 1650 1650 1520 35 34 33 570 580 550 З таблиці випливає, що пропонований спосіб не погіршить якість готового продукту, і оптимальна кількість введеного неупареного розчину сульфату титану складе 30 %. Кількість неупареного розчину не повинна перевищувати 40 % по відношенню до загального об'єму розчину сульфату титану. При збільшенні кількості введеного неупареного розчину сульфату титану (приклад 4) знижується розбілююча здатність та насипна маса готового продукту, що може негативно вплинути на упаковку продукту в одноразові контейнери. Знижується також розбілююча здатність продукту. Економічний ефект від даної пропозиції полягає в економії теплової енергії на стадіях вакуум-випарювання розчинів сульфату титану, підігріву предгідролізного розчину, гідролізу, в зниженні кількості анатазних зародків, а також в зниженні витрати лугу, що використовується для приготування зародків. Очікуваний економічний ефект від впровадження даного способу проведення гідролізу упареного розчину сульфату титану складе 14,0 млн. грн при виробництві 40 тис. тон пігментного діоксиду титану. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Спосіб одержання пігментного діоксиду титану, що включає упарювання розчину сульфату титану, термічний гідроліз упареного розчину сульфату титану в присутності зародків з подальшим кип'ятінням і розбавленням водою, який відрізняється тим, що з метою зниження енергетичних і матеріальних витрат, в одержаний гідролізат додають неупарений розчин сульфату титану. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість неупареного розчину не повинна перевищувати 40 % по відношенню до загального об'єму розчину сульфату титану. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2