Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб одержання діоксиду титану сульфатним методом, згідно з яким титановмісний вихідний матеріал змішують із сірчаною кислотою з одержанням реакційної суміші, цю реакційну суміш у першій стадії розкладу шляхом додавання принаймні одного додаткового реакційного засобу переводять у тверду реакційну масу, а цю тверду реакційну масу після здійснення фази дозрівання як другої стадії розкладу у третій стадії розкладу переводять у розчин, так званий чорний розчин, із якого у наступних стадіях одержують діоксид титану, причому принаймні у одній із трьох стадій обробки до суміші, маси чи розчину подають аераційний засіб, зокрема кисневмісний і/або азотовмісний газ чи суміш газів, який відрізняється тим, що як титановмісний вихідний матеріал використовують титановий шлак чи суміш, що містить титановий шлак, а у першій і/або другій, і/або третій стадії розкладу до суміші, маси чи розчину як аераційний засіб подають, переважно вдувають, інертний газ чи суміш інертних газів або газ чи суміш газів із нижчим оксидувальним потенціалом, ніж повітря, зокрема кисневмісний і/або азотовмісний газ чи суміш газів, що має у порівнянні з повітрям нижчий вміст кисню, зокрема менше ніж 22 мас. %, переважно менше ніж 17 мас. %.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як аераційний засіб подають газ чи суміш газів, що має масове співвідношення між киснем і рештою складу аераційного засобу, зокрема між киснем і азотом, менше ніж 0,25, переважно менше ніж 0,17.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що газ чи суміш газів більш, ніж на 80 мас. % складається із відновлювальних чи інертних складових.

4. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що газ чи суміш газів є чистим азотом або сумішшю азоту і повітря.

5. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вміст азоту у газі чи суміші газів становить понад 83 мас. %, переважно понад 95 мас. %.

6. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що як аераційний засіб використовують газ чи суміш газів, що містить димовий газ чи технологічний газ із вмістом кисню нижчим, ніж у повітрі.

7. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що для одержання діоксиду титану змішують перший чорний розчин, одержаний сульфатним способом із титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак, і другий чорний розчин, одержаний сульфатним способом із ільменіту.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що для одержання діоксиду титану перший чорний розчин і другий чорний розчин змішують у співвідношенні від 5:1 до 1:1, переважно від 3:1 до 1:1, особливо переважно 2 :1.

9. Спосіб за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що перший чорний розчин і другий чорний розчин змішують у такому кількісному співвідношенні, що результуючий розчин має вміст Тi3+ щонайменше 0,01 г/л.

10. Спосіб за одним із пп. 7-9, який відрізняється тим, що діоксид титану одержують із суміші першого чорного розчину і другого чорного розчину, причому максимум 85 мас. %, переважно максимум 75 мас. %, зокрема максимум 50 мас. % від загальної кількості діоксиду титану одержують із першого чорного розчину, а щонайменше 15 мас. %, переважно щонайменше 25 мас. %, зокрема щонайменше 50 мас. % від загальної кількості діоксиду титану одержують із другого чорного розчину.

11. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що третя стадія розкладу включає наступне відокремлення твердих матеріалів.

Текст

1. Спосіб одержання діоксиду титану сульфатним методом, згідно з яким титановмісний вихідний матеріал змішують із сірчаною кислотою з одержанням реакційної суміші, цю реакційну суміш у першій стадії розкладу шляхом додавання принаймні одного додаткового реакційного засобу переводять у тверду реакційну масу, а цю тверду реакційну масу після здійснення фази дозрівання як другої стадії розкладу у третій стадії розкладу переводять у розчин, так званий чорний розчин, із якого у наступних стадіях одержують діоксид титану, причому принаймні у одній із трьох стадій обробки до суміші, маси чи розчину подають аераційний засіб, зокрема кисневмісний і/або азотовмісний газ чи суміш газів, який відрізняється тим, що як титановмісний вихідний матеріал використовують титановий шлак чи суміш, що містить титановий шлак, а у першій і/або другій, і/або третій стадії розкладу до суміші, маси чи розчину як аераційний засіб подають, переважно вдувають, інертний газ чи суміш інертних газів або газ чи суміш газів із нижчим оксидувальним потенціалом, ніж повітря, зокрема кисневмісний і/або азотовмісний газ чи суміш газів, що має у порівнянні з повітрям нижчий вміст кисню, зокрема менше ніж 22мас.%, переважно менше ніж 17мас.%. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як аераційний засіб подають газ чи суміш газів, що має масове співвідношення між киснем і рештою складу аераційного засобу, зокрема між киснем і 2 (19) 1 3 91980 4 11. Спосіб за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що третя стадія розкладу включає наступне відокремлення твердих матеріалів. Винахід стосується способу отримання діоксиду титану сульфатним методом, при якому титановмісний вихідний матеріал змішують із сірчаною кислотою з отриманням реакційної суміші, цю реакційну суміш у першій стадії розкладу шляхом додавання принаймні одного додаткового реакційного засобу переводять у тверду реакційну масу, а цю тверду реакційну масу після здійснення фази дозрівання як другої стадії розкладу у третій стадії розкладу у разі потреби з наступним відокремленням твердих матеріалів переводять у розчин, так званий чорний розчин, із якого у наступних стадіях отримують діоксид титану, причому принаймні у одній із трьох стадій обробки до суміші, маси чи розчину подають аераційний засіб, зокрема кисневмісний і/або азотовмісний газ чи суміш газів. У книзі «Промислові неорганічні пігменти» (видавець Г.Буксбаум, Wiley-VCH, Вайнхайм, друге видання 1998, стор.51-53) (Industrial Inorganic Pigments (Herausgeber G. Buxbaum, Wiley-VCH, Weinheim, 2. Auflage 1998, Seite 51 bis 53)) або в «Енциклопедії технічної хімії» Ульмана, четверте видання, том 15 (1979) (Ullmann's Enzyklopädie der Technischen Chemie, 4. Ausgabe, Band 15 (1979)) описані сульфатні способи виготовлення чи одержання дюксиду титану. Згідно з ними спочатку титановмісну руду, наприклад, ільменіт або титановий шлак, розмелюють і змішують із сірчаною кислотою з утворенням реакційної суміші Потім у цій суміші різним чином може бути здійснена реакція розкладу. Або титановмісну руду (ільменіт чи титановий шлак) змішують із сірчаною кислотою концентрацією близько 65-80мас.% у реакційну суміш і потім у першій стадії розкладу запускають реакцію розкладу додаванням до реакційної суміші димлячої сірчаної кислоти (олеум) як додаткового реакційного агента і виникаючим при цьому теплом. Або ж титановмісну руду (ільменіт чи титановий шлак) змішують із сірчаною кислотою концентрацією близько 86-96мас.% у реакційну суміш, а потім у першій стадії розкладу запускають реакцію розкладу додаванням води чи розведеної сірчаної кислоти як додаткового реакційного агента і виникаючим при цьому теплом Реакція розкладу може використання дешевого сировинного ільменіту, протистоять недоліки додаткової стадії процесу відновлення тривалентного заліза до двовалентного заліза з використанням металевого заліза і витрати на металеве залізо. При виключному використанні титанового шлаку отримують чорний розчин, який містить помітну частку тривалентного титану (Ті3+), вміст якого в основному залежить від складу титанового шлаку і незначною мірою від умов способу. У присутності тривалентного титану розчинене за лізо перебуває переважно у двовалентній формі як Fe2+, тому відновлення заліза для подальшої обробки не є необхідним, але зате надто висока частка тривалентного титану за допомогою стадії оксидування має бути переведена у чотиривалентний титан (Ті4+). Це здійснюють, як правило, шляхом вдування атмосферного кисню, тобто повітря, у чорний розчин або пористі коржі. Відповідно до цього недоліками цього способу є те, що використовується порівняно дорогий вихідний матеріал - титановий шлак, і додатково потрібна стадія оксидування, яка крім іншого може негативно вплинути на продуктивність процесу чи вихід продукту. Тому уже було запропоновано комбінувати обидва способи і змішувати чорний розчин, одержаний із ільменіту, і чорний розчин, одержаний із титанового шлаку, в результаті чого тривалентний титан у чорному розчині, отриманому із титанового шлаку, використовують для відновлення тривалентного заліза у чорному розчині, отриманому із ільменіту, до двовалентного заліза і отримання при цьому чотиривалентного титану. При цьому змішаному способі не потрібне окреме оксидування чорного розчину, отриманого із титанового шлаку, і окреме відновлення чорного розчину, отриманого із ільменіту, Оксидування і відновлення здійснюють виключно шляхом змішування чорних розчинів. Одначе потім необхідна і бажана концентрація тривалентного титану може бути досягнута лише тоді, коли у цій суміші міститься значна частка чорного розчину, отриманого із титанового шлаку. Але при цьому можлива частка дешевшого сировинного матеріалу ільменіту обмежується відновлювальним потенціалом тривалентного титану, що міститься у чорному розчині, отриманому із титанового шлаку Одначе із економічних міркувань доцільним є використання якомога більшої частки ільменіту як титановмісного вихідного матеріалу. В основі винаходу лежить задача розробки способу отримання чорного розчину з підвищеним вмістом/часткою тривалентного титану (Ті3+) із титановмісного вихідного матеріалу у формі титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак. У способі вказаного вище роду ця задача відповідно до винаходу вирішена тим, що у першій і/або другій і/або третій стадії розкладу як аераційний засіб у суміш, масу чи розчин подають, переважно вдувають, інертний газ чи суміш інертних газів або газ чи суміш газів з меншим оксидувальним потенціалом, ніж повітря, зокрема кисеньвмісний і/або азотовмісний газ чи суміш газів, що має порівняно з повітрям меншу частку кисню, зокрема має частку кисню меншу, ніж 22мас.%, переважно меншу, ніж 17мас.%. 5 Відповідним винаходові способом при збагаченні чи розкладі титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак як титановмісний вихідний матеріал, сульфатним методом отримують чорний розчин, який містить значно вищу частку розчиненого тривалентного титану (Ті3+) і відповідно значно меншу частку чотиривалентного титану (Ті4+), ніж чорні розчини згідно з рівнем техніки, при якому аерацію під час розкладення здійснюють з використанням атмосферного кисню чи повітря. Неочікувано виявилося, що нижчий порівняно з вмістом кисню у повітрі вміст кисню у аераційному засобі (газ чи суміш газів) дає помітне зростання вмісту розчиненого тривалентного титану у чорному розчині, отриманому із титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак як титановмісний вихідний матеріал. Це дивно зокрема ще й тому, що за умов реакції розпаду сірчана кислота з одного боку частково діє як оксидувальний засіб з утворенням SO2, а з іншого боку - витрачається лише незначна частина поданого кисню повітря. Оскільки такий чорний розчин має порівняно з рівнем техніки підвищений вміст тривалентного титану, він має більш високий, ніж згідно з рівнем техніки, відновлювальний потенціал і тому може бути змішаний із більшою порівняно з рівнем техніки часткою чорного розчину, отриманого із ільменіту сульфатним способом. Таким чином, в основу отримання діоксиду титану в ході наступних стадій обробки такої суміші чорних розчинів може бути покладене використання дешевшого ільменіту як вихідного матеріалу. Загалом завдяки цьому складається дешевий спосіб виробництва чи одержання діоксиду титану. Завдяки тому, що вміст кисню у аераційному засобі (газі чи суміші газів) менший порівняно із вмістом кисню у повітрі, зменшується ступінь оксидування отриманого внаслідок розкладу титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак, розчиненого тривалентного титану до чотиривалентного титану. Покладений в основу здійснюваної реакції розкладу титановмісний вихідний матеріал складається переважно із титанового шлаку або суміші титанового шлаку та інших титановмісних руд, причому ця суміш може містити також ільменіт чи залишки руди із реакції розкладу. На противагу цьому на реакцію розкладу з чистим ільменітом як титановмісним вихідним матеріалом вміст кисню у потоці газу чи суміші газів за звичайних умов з точки зору співвідношення Fe2+/Fe3+ суттєво не впливає. Відповідний винаходовій спосіб може бути без проблем здійснений у промисловому масштабі на існуючому обладнанні для добування чи виготовлення діоксиду титану сульфатним способом, оскільки і надалі використовуються усі наявні і суттєві агрегати, і лише замість повітря має бути підведений збіднений на кисень аераційний засіб (газ чи суміш газів) на стадії розкладу і/або обробки, тобто під час першої і/або другої і/або третьої технологічної операції розкладу. При цьому аерація у стадії розкладу і/або стадії збагачення може бути здійснена таким чином, що у суміш реакції розкладу перед і під час 91980 6 реакції розкладу (перша операція розкладу) замість повітря вдувають газ чи суміш газів із відповідно до винаходу зменшеною часткою кисню. Одначе можна також додатково чи замість цієї аерації, під час фази дозрівання (друга технологічна операція розкладу) від 0,4 до 24 годин до первинно отриманої твердої, пористої маси реакції розкладу (коржа) або під час розчинення (третя технологічна операція розкладу) цього коржа, причому шляхом додавання води і/або розведеної сірчаної кислоти і/або сірчанокислого, солевмісного розчину отримують чорний розчин у суміші з твердими залишками руди, подавати газ чи суміш газів, зокрема вдувати у цю суміш реакційної маси. Аераційний засіб може складатися із інертного газу, суміші інертних газів, газу чи суміші газів з нижчим, ніж у повітря, оксидувальним потенціалом, суміші повітря і азоту, лише із азоту, а також із діоксиду сірки (SO2), димового газу чи діоксиду вуглецю (СО2). Важливим є те, щоб аераційний засіб мав вміст кисню, менший, ніж вміст кисню у повітрі. Так, наприклад, кисень може бути зовсім відсутній, тобто вміст кисню у аераційному засобі становить 0мас.% або 0об.%. Відповідно до винаходу вміст кисню у аераційному засобі має бути меншим, ніж 22 масових проценти (скорочено мас.%) або меншим, ніж 20 об'ємних процентів (скорочено об.%), а переважно - менше, ніж 17мас.% чи 15об.%. У чорному розчині, отриманому відповідним винаходові способом із титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак, як титановмісного вихідного матеріалу може бути досягнутий вміст тривалентного титану від 20 до 25г/кг. У вигідній формі виконання винаходу передбачено, що вводять газ чи суміш газів, яка має масове співвідношення між киснем і рештою газу, зокрема між киснем і азотом менше, ніж 0,25, переважно менше, ніж 0,17. Для встановлення у аераційному засобі частки чи вмісту кисню відповідно до винаходу доцільним є вміст відновних чи інертних складових у суміші понад 80мас.%. винахід відрізняється також тим, що як газ чи суміш газів використовують чистий азот чи суміш азоту і повітря. Оскільки газ чи суміш газів із вмістом азоту можуть бути приготовані особливо дешево, згідно з наступною формою виконання винаходу передбачено, що вміст азоту у суміші становить понад 83мас.%, переважно понад 95мас.%. Вигідним є також використання димового газу чи наявного у хімічних заводах технологічного газу, тому винахід відрізняється також тим, що як аераційний засіб використовують димовий газ чи технологічний газ, який містить газ чи суміш газів із вмістом кисню, зменшеним порівняно з повітрям. Оскільки застосування відповідного винаходові способу особливо вигідне при використанні титанового шлаку як титановмісного вихідного матеріалу, винахід відрізняється також тим, що як титановмісний вихідний матеріал використовують титановий шлак чи суміш, яка містить титановий шлак. Титановмісний вихідний матеріал склада 7 ється виключно або принаймні в основному виключно із титанового шлаку. Оскільки відповідний винаходові спосіб при використанні як титановмісний вихідний матеріал титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак забезпечує отримання чорного розчину з вищим чи підвищеним порівняно з рівнем техніки вмістом тривалентного титану, і цей чорний розчин завдяки своєму підвищеному відновлювальному потенціалу відмінно придатний для змішування з чорним розчином, отриманим сульфатним способом із ільменіту як титановмісного вихідного матеріалу, винахід відрізняється зокрема тим, що для виготовлення дюксиду титану із титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак, сульфатним способом отриманий перший чорний розчин змішують із другим чорним розчином, отриманим із ільменіту сульфатним способом. При цьому перевагу має суміш у співвідношення від 5:1 до 1:1, переважно від 3:1 до 1:1, особливо переважно 2:1. Тому у формі виконання винаходу передбачено, що чорний розчин, отриманий для виготовлення діоксиду титану із титанового шлаку, змішують із чорним розчином, отриманим сульфатним способом із ільменіту, у співвідношенні від 5:1 до 1.1, переважно від 3:1 до 1:1, особливо переважно 2:1. Крім того, при цьому вигідним виявилося, що отриманий для виготовлення дюксиду титану перший чорний розчин змішують із другим чорним розчином у такому кількісному співвідношенні, до результуючий розчин має вміст тривалентного титану (Ті3+) щонайменше 0,01г/л. З рештою, винахід передбачає, що діоксид титану видобувають із суміші першого чорного розчину і другого чорного розчину, причому максимум 85мас.%, переважно максимум 75мас.%, зокрема максимум 50мас.% загальної кількості отриманого дюксиду титану видобувають із першого чорного розчину, а щонайменше 15мас.%, переважно щонайменше 25мас.%, зокрема щонайменше 50мас.% загальної кількості отриманого діоксиду титану видобувають із другого чорного розчину. Сірчана кислота, використовувана для змішування з титановмісним вихідним матеріалом, може бути або чистою сірчаною кислотою, або відновленою сірчаною кислотою середньої концентрації (переважно від 60 до 80%), яка за певних обставин містить сульфати металів і отримана шляхом концентрування відпрацьованої сірчаної кислоти, що брала участь у виготовленні дюксиду титану звичайним сульфатним способом Сірчану кислоту змішують з титановмісним вихідним матеріалом таким чином, що вміст сірчаної кислоти у суспензії перед додаванням димлячої сірчаної кислоти (для ініціювання реакції розкладу) становить від 50 до 85мас.%, переважно від 60 до 80мас.%. Перед додаванням димлячої сірчаної кислоти суспензію нагрівають до температури від 40 до 120°С, переважно від 50 до 80°С. Це здійснюють переважно шляхом безпосереднього введення пари у реакційну суміш. Додаванням димлячої сірчаної кислоти (олеум) ініцію 91980 8 ється реакція розкладу суспензії у стадії розкладу. При цьому димлячу сірчану кислоту (олеум; сірчана кислота із розрахунковим вмістом близько 106мас.% H2SO4, одначе може бути використана також і більш концентрована кислота із вмістом H2SO4 понад 106мас.%) додають до суспензії протягом якомога коротшого часу. Після додавання димлячої сірчаної кислоти до суспензії із титановмісного вихідного матеріалу рідку реакційну суміш перемішують шляхом введення відповідного винаходові аераційного засобу із вмістом кисню до 20%. Після тверднення реакційної суміші їй для дозрівання дають постояти протягом інтервалу часу, за який переважно принаймні 80мас.%, переважно принаймні 90мас.% титану у перерахунку через дюксид титану перейде у розчинну форму. Цей інтервал часу становить, як правило, від 0,5 до 24 годин. Особливо переважно час дозрівання вибирають у діапазоні від 2 до 7 годин Під час дозрівання реакційна суміш повільно охолоджується до температури близько 140-190°С. Також під час дозрівання на тверду реакційну суміш можна діяти відповідним винаходові аераційним засобом, який містить зокрема кисню менше, ніж 20мас.%. Це сприяє тому, що повітря, водяна пара чи інші небажані гази відводяться із реакційної суміші і не можуть повертатися до реактора. Також завдяки цьому усувається закупорювання аераційних отворів реактора. Зрештою, реакційний продукт, тобто тверда реакційна маса чи корж, розчиняється у воді, солевмісній технологічній воді чи розведеній водою кислоті, зокрема у рециркульованій сірчаній кислоті. При цьому необхідно слідкувати, щоб температура не перевищувала 85°С, щоб усунути передчасний гідроліз. Для прискорення процесу розчинення у цій стадії обробки здійснюють також підведення відповідного винаходові аераційного засобу із вмістом кисню до 20мас.%. Ця стадія обробки у разі потреби включає також технологічну операцію відокремлення твердих речовин, в результаті чого в кінці цієї стадії отримують вільний від твердих речовин чорний розчин. При цьому у разі використання як титановмісної вихідної речовини титанового шлаку чи суміші, що містить титановий шлак, йдеться про перший чорний розчин Його у разі потреби змішують із другим чорним розчином, отриманим шляхом обробки сульфатним способом титановмісного вихідного матеріалу, що містить ільменіт. Потім із отриманого шляхом змішування першого і другого чорних розчинів «нового» чорного розчину відомими звичайними операціями сульфатного способу одержують діоксид титану. Звичайно ж, перший чорний розчин і другий чорний розчин ще на стадії обробки можуть бути змішані у один чорний розчин, який потім піддають очищенню від твердих матеріалів, і далі перетворюють у діоксид титану. Відповідним винаходові способом при використанні бідного на Ті3+ шлаку може бути отриманий порівнюваний чи навіть вищий вміст Ті3+, ніж при використанні шлаку, багатого на Ті3+ Зокрема шляхом змішування першого чорного розчину і другого чорного розчину може бути отриманий 9 «новий» чорний розчин, що має відношення Ті3+ до Ті4+ розчиненого титану понад 0,05 і відношення Fe до Ті менше, ніж 0,4. Нижче винахід детальніше пояснюється з використанням деяких прикладів. Приклад 1: Аерація азотом 28т подрібненого титанового шлаку із вмістом ТіО2 79мас.% і вмістом металевого заліза 8,5мас.% спочатку змішували у механічній мішалці з 31т 76-процентноі солевмісної сірчаної кислоти, отриманої при рециркуляції відпрацьованої сірчаної кислоти, а потім подавали до реактора розкладу. У цьому реакторі здійснювали перемішування шляхом вдування чи продування чистого азоту, який подавали через дно реактора Витрата становила 500м3/год У першій операції розкладу цю суміш, продовжуючи подачу азоту з витратою 500м3/год, протягом 13хв змішували з 20т димлячої сірчаної кислоти (олеум) із розрахунковим вмістом сірки 106,2% (це відповідає 17,3т SO3) Реакція відбувається екзотермічно Через 25хв температура реакційної суміші досягає максимального значення 208°С. Тверднення реакційної суміші (утворення коржа) відбувається протягом 15хв після досягнення максимуму температури Після цього у другій операції розкладу відбувається дозрівання протягом інтервалу часу 7год. При цьому температура спадала до значення близько 160°С. Під час дозрівання невеликий потік азоту пропускали крізь тверду реакційну суміш. Тверду реакційну суміш у третій операції 3 розкладу розчиняли в 7м 7-процентноі сірчаної кислоти і 53м3 води. При розчиненні коржа також через дно реактора також подавали азот із витратою 500м3/год. При цьому отримували так званий реакційний розчин. Ступінь розчинення ТіО2 становив 94%. Ефективний вміст Ті3+ у реакційному розчині чи у цьому чорному розчині становив 22г/кг і був значно вищим, ніж при використанні повітря як аераційного засобу. Із освітленого і відфільтрованого чорного розчину відомими подальшими технологічними операціями отримували діоксид титану. Порівняльний дослід, у всіх параметрах ідентичний цьому прикладові, при якому лише замість відповідної винаходові суміші повітря і азоту використовували чисте повітря, дав вміст Ті3+ у реакційному розчині лише 5-6г/кг. Приклад 2: Аерація сумішшю азоту і повітря 28т подрібненого титанового шлаку із вмістом ТіО2 79мас.% і вмістом металевого заліза 8,5мас.% спочатку змішували у механічній мішалці з 31т 76-процентноі солевмісної сірчаної кислоти, отриманої при рециркуляції відпрацьованої сірчаної кислоти, а потім подавали до реактора розкладу. У цьому реакторі здійснювали перемішування шляхом вдування чи продування суміші, що складалася із 20% азоту і 80% повітря, яку подавали через дно реактора. Витрата становила 500м3/год. У першій операції розкладу цю суміш, продовжуючи подачу суміші азоту і повітря з витратою 500м3/год, протягом 13хв. змішували з 20т димлячої сірчаної кислоти (олеум) із розрахунковим вмістом сірки 106,2% (це відповідає 17,3т SO3). Реакція відбувається екзотермічно. 91980 10 Через 25хв. температура реакційної суміші досягла максимального значення 210°С. Тверднення реакційної суміші (утворення коржа) відбувалося протягом 15хв після досягнення максимуму температури. Після цього у другій операції розкладу здійснювали дозрівання протягом інтервалу часу 7год. При цьому температура спадала до значення близько 165°С. Під час дозрівання невеликий потік суміші 20% азоту і 80% повітря пропускали крізь тверду реакційну суміш. Тверду реакційну суміш у третій операції розкладу розчиняли в 7м3 7-процентноі сірчаної кислоти і 53м3 води. При розчиненні коржа також через дно реактора також подавали суміш 20% азоту і 80% повітря із витратою 500м3/год. При цьому отримували так званий реакційний розчин. Ступінь розчинення ТіО2 становив 94%. Ефективний вміст Ті3+ у реакційному розчині чи у цьому чорному розчині становив 12г/кг і був значно вищим, ніж при використанні повітря як аераційного засобу. Із освітленого і відфільтрованого чорного розчину відомими подальшими технологічними операціями отримували діоксид титану. Порівняльний дослід, у всіх параметрах ідентичний цьому прикладові, при якому лише замість відповідної винаходові суміші повітря і азоту використовували чисте повітря, дав вміст Ті3+ у реакційному розчині лише 5-6г/кг. Приклад 3: Суміш реакційного розчину, отриманого із титанового шлаку, і реакційного розчину, отриманого із ільменіту Реакційний розчин, отриманий відповідно до прикладу 2 із титанового шлаку (перший чорний розчин), із ефективним вмістом Ті3+ 12г/кг змішували із реакційним розчином, отриманим із ільменіту (другий чорний розчин) із ефективним вмістом Ті3+ 0г/кг у такому кількісному співвідношенні, що результуючий «новий» чорний розчин мав вміст Ті3+ 0,5г/кг. Для досягнення такого вмісту перший реакційний чи чорний розчин (титановий шлак) і другий реакційний чи чорний розчин (ільменіт) мають бути змішані у об'ємному співвідношенні 65:35. Це відповідає кількісному співвідношенню титановмісних вихідних матеріалів (у перерахунку на ТіО2) 24 (ільменіт) до 76 (титановий шлак), тобто 24% ТіО2 із ільменіту. При цьому частка ільменіту як титановмісного вихідного матеріалу значно більша, ніж у сумішах реакційних розчинів, відомих із рівня техніки. Якщо ж навпаки змішати отриманий на основі подрібненого титанового шлаку шляхом аерації повітрям реакційний розчин із ефективним вмістом Ті3+ від 5 до 6г/кг і реакційний розчин (чорний розчин) на основі ільменіту із вмістом Ті3+ 0г/кг, як у попередньому прикладі, у такому кількісному співвідношенні, що результуючий розчин матиме вміст Ті3+ 0,5г/кг, то об'ємна частка розчину із титанового шлаку становитиме 80%, а об'ємна частка розчину із ільменіту становитиме 20%. Це відповідає такому кількісному співвідношенню між титановмісними вихідними матеріалами: 12-13% оксиду титану із ільменіту і 86-87% оксиду титану із титанового шлаку. Таким чином, частка ільменіту при способі згідно з винаходом вища (35 об'ємних частин порівняно з 20 об'єм 11 91980 ними частинами або 24% порівняно з 12-13% ТіО2 із ільменіту). Приклад 4: Аерація азотом (розклад змішаних вихідних матеріалів) 21т подрібненої суміші руд (причому 95,5мас.% ТіО2 походить із титанового шлаку, а 4,5мас.% ТіО2 походить із ільменіту) із вмістом ТіО2 76мас.% і вмістом металевого заліза близько 9,8мас.% спочатку змішували із 22т 76процентної солевмісної сірчаної кислоти, отриманої при рециркуляції відпрацьованої сірчаної кислоти, у механічній мішалці, а потім поміщали до реактора розкладу. У цьому реакторі здійснювали перемішування шляхом вдування чи продування чистого азоту, який подавали через дно реактора. Витрата становила 500м3/год. У першій операції розкладу цю суміш, продовжуючи подачу азоту з витратою 500м3/год, протягом 13хв. змішували з 18т димлячої сірчаної кислоти (олеум) із розрахунковим вмістом сірки 106,2% (це відповідає 15,6т SO3). Реакція відбувається екзотермічно. Через 30хв. температура реакційної суміші досягає максимального значення 202 °С. Тверднення реакційної суміші (утворення коржа) відбувається протягом 15хв. після досягнення макси Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 12 муму температури. Після цього відбувається дозрівання протягом інтервалу часу 7год. При цьому температура спадала до значення близько 160°С. Під час дозрівання невеликий потік азоту пропускали крізь тверду реакційну суміш. Тверду реакційну суміш у третій операції розкладу розчиняли в 13м3 7-процентної сірчаної кислоти і 34,7м3 води. При розчиненні коржа також через дно реактора також подавали азот із витратою 500м3/год. При цьому отримували так званий реакційний розчин. Ступінь розчинення ТіО2 становив 94%. Ефективний вміст Ті3+ у реакційному розчині чи у цьому чорному розчині становив 14,5г/кг і був значно вищим, ніж при використанні повітря як аераційного засобу. Із освітленого і відфільтрованого чорного розчину відомими подальшими технологічними операціями отримували діоксид титану. Порівняльний дослід, у всіх параметрах ідентичний цьому прикладові, при якому лише замість відповідної винаходові суміші повітря і азоту використовували чисте повітря, дав ефективний вміст Ті3+ у реакційному розчині лише 9г/кг. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for producing titanium dioxide according to the sulfate process

Автори англійською

BBAUMANN FRANK, LAUBACH BENNO, AUER GERHARD, ROESSLER HELMUT, SCHUY WERNER, KREMER ALFRED

Назва патенту російською

Способ получения диоксида титана сульфатным методом

Автори російською

Бауман Франк, Лаубах Бенно, Ауэр Герхард, Рьосслер Хельмут, Шуй Вернер, Кремер Альфред

МПК / Мітки

МПК: C22B 34/12, B01J 8/20, C01G 23/053

Мітки: титану, діоксиду, одержання, спосіб, методом, сульфатним

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-91980-sposib-oderzhannya-dioksidu-titanu-sulfatnim-metodom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання діоксиду титану сульфатним методом</a>

Подібні патенти