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Perfectionnements relatifs à lapurification de minéraux.
L'invention a pour but la purification de minéraux, spécialement de matières siliceuses, par exemple des sables de silice, quartzites, roches de quartz, graviers, pierres de sable, mais également d'autres minéraux tels que le spath- fluor, le feldspath et l'alumine.
La réduction de la teneur de certaines Impuretés, spé- cialement de composés de fer et de chrome, est importante pour certains buts.
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Par exemple, ces impuretés dans les sables de silice utilisés pour la fabrication de verre incolore, donnent une coloration nuisible au -verre. Cette décoloration peut être partiellement supprimée ou masquée par l'addition de diverses matières, par exemple de l'oxyde arsénieux ou de l'oxyde d'antimoine et du sélénium métallique avec de l'oxyde de cobalt, mais ce procédé devient moins efficace à mesure que la teneur en impureté augmente.
Pour des récipients de verre incolore, de bonne qua- lité, les sables ne doivent pas contenir plus de fer que ce qui équivaut à 0,03% de Fe2O3 et pas plus de chr8me que ce qui correspond à 0,0005% de CrO. Pour des services de table de la plus haute qualité, des sables appropriés ne doivent pas contenir plus de fer que ce qui équivaut à 0,010 à 0,015% de Fe2O3, avec une teneur en chrome égale ou infé- à la quantité rieure/correspondant à 0,0002% de Cr2O3.
Le principal but de la présente invention est d'ef- fectuer une réduction considérable de la teneur en oxyde de fer du minéral d'une manière appropriée.
Parmi les sables de silice, roches broyées, etc, dont on dispose à présent, une proportion relativement fai- ble seulement correspond aux spécifications sus-dites des sables pour la fabrication de récipients de verre incolore ou de services de table incolores de haute qualité.
Parmi les procédés proposés antérieurement pour la purification de sables' siliceux ou matières analogues, les procédés suivants peuvent être mentionnés:
1 ) Traitement par des acides forts, avec ou sans chauffage, à la pression atmosphérique ...où à press.ion élevée, pour enlever l'oxyde de fer.
2 ) Grillage du sable avec du chlorure de sodium suivi
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de lixiviation à l'eau.
3 ) Traitement du sable en le faisant passer à tra- vers des plaques perforées dans une tour, à contre-courant de chlorure ammonique et d'air sec à environ 500 C, les gaz de la réaction étant conduits dans de l'eau. Le fer est éliminé soins, forme de chlorure ferrique volatil.
4 ) Le sable peut être lavé par une solution aqueuse de carbonate de sodium, ou de sulfure de sodium, ou bien par des détergents tels que l'hexamétaphosphate de sodium, le pyrophosphate tétrasodique, etc.. en solution aqueuse, avec ou sans carbonate de sodium.
5 ) Le sable de silice lavé peut être traité par une solution contenant 15% d'acide sulfurique et 5% de sul- fate ferreux à une température comprise entre 80 et 100 C; ou bien
6 ) le sable peut encore être traité par une solution. aqueuse contenant une petite quantité d'oxalate acide ou quadroxalate, et une petite quantité de sulfate ferreux cris- tallisé (ne dépassant pas environ la moitié de la quantité d'oxalate acide ou quadroxalate). Le traitement est effec- tué par la solution chaude considérablement e n-dessous du point d'ébullition, et de préférence à une température com- prise entre 80 F et 120 F.
7 ) Il a été proposé de traiter des sables, etc. par des solutions diluées de sulfate ou de chlorure titaneux, et un composé de fluor, tel que par exemple, l'acide fluorhy- drique, le fluorure de sodium ou le fluosilicate de sodium.
Parmi les différents procédés dont on dispose actuel- lement, parmi lesquels quelques uns sont esquissés ci-dessus, sont certains/à peine applicables sur une échelle industrielle, certains sont coûteux et certains ne peuvent être appliqués avec succès qu'à des sables isolés. Dans certains des pro-
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cédés cités et qui peuvent être appliqués industriellement, il est nécessaire d'utiliser des températures bien au-dessus des températures normales de l'atmosphère,. ou.: bien d'utili- ser des produits chimiques très corrosifs ; chacune de ces deux conditions a pour résultat un prix de revient accru ou une difficulté de manutention plus grande.
L'emploi d'acide fluorhydrique en particulier est dangereux, l'acide est difficile à manipuler, est cher et fortement corrosif. Par suite de son aptitude bien connue d'attaquer les matières siliceuses, il ne faut pas s'atten-
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dre à ce que l' I!1.c1c1l') fluorhyd-riquo 11U:tno Qf'f'AO t:!.vempnt, tre remplacé par d'autres acides.
Il a cependant été démontré à présent qu'une solution aqueuse de chlorure titaheux et d'acide oxalique est remarquablement efficace pour l'élimi- nation des composés de fer enparticulier, et, dans une grande mesure, également d'autres impuretés telles que des composés de chrtme. Il a de plus été prouvé que des résul- tats moins satisfaisants sont obtenus si la partie acide oxalique du mélange ci-dessus est remplacée par un ou plu- sieurs des composés suivants: acide formique, acide tartri- que, oxalate acide de sodium ; acidechlorydrique, acide sulfurique, acide acétique, sulfate ferreux et sulfate d'hydrazine.
Il a également été prouvé que pour le traitement de certains sables, la partie chlorure titaneux du mélange chlorure titaneux-acide oxalique peut être remplacée par du sulfate titaneux bien que ce sel ne soit en général pas aussi efficace que le chlorure, mais avec certains sables, le sulfate donne même de meilleurs résultats que le chlo- rure.
La concentration de la solution est comprise norma- lement entre 0, 1 et 5% de chlorure ou sulfate titaneux,
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avec une concentration en acide oxalique variable entre des limites analogues. Certains sables anglais se laissent bien traiter par des solutions contenant 1% de chlorure titaneux avec 1% d'acide oxalique.
La solution de chlorure titaneux- acide oxalique peut avantageusement contenir des agents de moèillage ou des détergents à l'aide desquels un contact intime entre les produits chimiques et la surface des grains de sable indivi- duels peut être assuré. De cette amnière, l'enduit ou les souillures ferreuses peuvent même être attaquées plus rapi- dement et plus complètement.
Des additions d'autres acides ou sels à la solution de sel titaneux-acide oxalique, par exemple de l'acide sul- furique, de l'acide chlorydrique, du sulfate ou du chlorure de sodium, à des concentrations similaires produisent en plus une légère amélioration de la pureté du sable produit.
Le traitement s'effectue normalement aux températu- res atmosphériques, et le procédé est ainsi considérablement simplifié. Si, cependant, certains sables le nécessitent, l'action chimique peut s'effectuer à des températures plus élevées, jusqu'à mais sans atteindre 100 C.
Pour obtenir l'action chimique la plus efficace sur l'enduit d'impuretés, un contact intime entre les grains de sable et la solution chimique doit être maintenu par malaxage, mélange, remuage et autre agitation intime. Les appareils de réaction doivent effectuer ce mélange efficace etpeuvent comprendre des tonneaux, appareils rotatifs (verticaux, incli- nés ou horizontaux) ou des scrubbers à frottement et/ou des pompes centrifuges. Pour réduire à un minimum l'oxydation des produits chimiques, l'air résiduel doit être exclu et l'entrée de tout air additionnel pendant le traitement chimi- que du sable doit être évité. L'azote ou un autre gaz inerte
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quelconque peut être utilisé pour exclure l'air et éviter cette oxydation atmosphérique.
Des appareils de réaction doivent être construits de manière à satisfaire à ces conditions d'oxydation mini- mum.
Tous les appareils, pompes, etc.. sont construits en matériau ou matériaux résistant à l'action des solutions chimiques utilisées. Ils doivent être incapables d'intro- duire dans le sable une impureté nuisible quelconque, telle que le fer ou le chr6me. Il a été prouvé que, parmi d'au- tres matériaux, certains aciers Stainless possèdent des pro- priétés appropriées.
La durée précise de contact entre les grains de sable et la solution de chlorure ou sulfate titaneux et l'acide oxalique doit être choisie de manière à s'adapter au sable particulier traité, et dépend de la concentration de la solu- tion chimique, des proportions relatives de sable et de solu- tion utilisées, de la température de l'opération, et de la vigueur avec laquelle le lavage ou le Sottement sont effec- tués. La durée de contact ne dépasse pas, dans des condi- tions normales, quelques minutes.
Il aété prouvé que les sels de titane peuvent être récupérés de l'état titanique et régénérés à l'état titaneux d'origine par des procédés bien connus tels que colui s'effec- tuant dans une tour de réducteur d'amalgame zinc-mercure (Jones), ou en utilisant une tour de réducteur de cadmium, le cadmium étant présent sous forme de fines particules, ou bien encore en appliquant une méthode électrolytique telle que celle utilisée à la préparation industrielle de sels titaneux.
Dans le procédé de l'invention pour le traitement de sables ou produits analogues par des moyens chimiques, il est proposé d'utiliser pleinement ces systèmes de récupération
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et de régénération, ou d'autres, en choisissant la méthode de récupération appropriée à la combinaison chimique adop- tée pour le traitement du sable. Ainsi, si on utilise le mélange recommandé de chlorure ou de sulfate titaneux et acide oxalique, un système de récupération électrolytique sera utilisé.
Il a été prouvé que la solution titanique doit posséder une acidité suffisante, d'environ 1% en volu- me d'acide chlorhydrique lorsqu'on emploie le chlorure ti- taneux (0,3% en volume d'acide sulfdrique lorsqu'on emploie le sulfate) si la réduction doit'être rapide et efficace; un système de filtres est également essentiel.
Lorsque le sable de silice ou une matière analogue a subi le traitement chimique formant l'objet de la présente invention, il est soumis successivement à des opérations de séparation de la solution, lavage à l'eau et déshydra- tation.
A l'étage de séparation de la solution, tout excès de la solution chimique (pouvant contenir des produits de réaction avec les souillures ou enduits ferreux ou contenant du chrême des grains de sable) peut être séparé des grains de sable.
Au second étage de lavage à l'eau, tous les produits de réaction sont effectivement enlevés par lavage des grains de sable "nettoyés", et l'opération de lavage continue jus- qu'à ce que les grains de sable "nettoyés. et de l'eau clai- re demeurent en contact.
Au,troisième étage (déshydratation), les grains de sable "propres", humides sont libérés de l'eau claire en õn- tact, en produisant des grains de sable "propres", pratique- ment secs.
Il a été prouvé que pour le premeier et le troisième de ces étages, la séparation de la solution ou la déshydra- tation peuvent être effectuées avec succès par la force cen-
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trifuge. Par ce moyen, jusque 98% de la solution chimique peuvent être récupérés. L'appareil centrifuge, qui peut être du type continu ou non continu, est construit en un matériau ou en matériaux qui ne sont pas attaqués par les produits chimiques employés, et qui ne produisent aucune quantité appréciable d'impuretés de fer ou de chrome.
L'appareillage utilisé au second étage, pour le la- vage à l'eau, doit séparer effectivement les deux phases, c'est-à-dire les grains de sable "propres" etles impuretés contenant du fer etdu chrome; l'appareil doit assurer que chaque grain de sable soit effectivement entouré et lavé par l'eau. Un laveur à contre-courant remplit ces conditions.
Dans aucun cas, il ne faut permettre aux impuretés de re- tourner aux grains de sable nettoyés; si des appareils de déshydratation sont utilisés pour diminuer la teneur en hu- midité du sable purifié avant de l'introduire dans des trucs, camions, allèges,etc.., il ne faut pas laisser le sable nettoyé agir comme filtre pour l'eau de lavage contaminée.
Le minéral, avant le traitement par la solution conformément à la présente invention, doit être bien lavé à l'eau etêtre de préférence traité par des méthodes bien connues pour enlever les minéraux lourds, par exemple des méthodes utilisant des tables de séparation de mines.
Les exemples qui suivent .démontrent l'efficacité du procédé pour rendre des sables de qualités douteuses aptes à la production de verre incolore. Dans les données rensei- gnées, on a eu soin, pour éviter la confusion existant souvent dans des exemples donnés dans des brevets plus anciens, ou dans la littérature scientifique, d'attribuer au procédé chimique des perfectionnements qui sont dus ou peuvent être réalisés par le lavage à l'eau seul. C'est seulement en évitant une telle confusion que la valeur du procédé chimi- que peut être appréciée correctement.
Dans les chiffres donnés dans les paragraphes qui @
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suivent, Inaction de purification du procède sur le sable qui a été lave à l'eau, et dont les minéraux lourds ont dejà été enlevés, est clairement démontrée. Le lavage a l'eau a enlève l'argile; la vase et les enduits peu adhérents; la séparation des minéraux lourds a supprimé encore une autre
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source d'impureté de fer (..1 .le Clll'OJ,1e).
L'acuion du nr'uv"au procédé chimique sur l'enduit ou les souillures ferreuses adhérant fortement sur les crains de sable est ainsi re- @ de façon précise.
Les expériences suivante;:, mentrent l'avantage d'emploi de la solution correspondant à la présente invention comparée à d'autres solutions.
Essais sur un sable jaune anglais.
Sable brut ............ 0,090% FeO
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Aprus lavage vigoureux à l'eau O , 07i $1 Fe::P3 A rès séparation des minéraux: lourds 0,054% Fe2O3 .
Tous les essais ont été effectués au moyen de solu-
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t 1 ... i is exposées s a ; 1x c v i >à 1 L J, i; > i at[no[jl)lL6l'i(luo;.
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<tb>
Solutions <SEP> aqueuses <SEP> contenant <SEP> : <SEP> % <SEP> Fe203 <SEP> % <SEP> Fe2O3
<tb>
<tb>
<tb> enlevés <SEP> final
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> TiCl3 <SEP> 0,015 <SEP> 0,039
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> % <SEP> (COOH)2 <SEP> 0,013 <SEP> 0,041
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> TiCl3 <SEP> + <SEP> 1% <SEP> (COOH)2 <SEP> 0,034 <SEP> 0,020
<tb>
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1% TL (;:) 4)2. -t- 1% (COOiï)2 0,039 0,015 0,25% TiC13 0,01 0,042 O;à513 TiC13 + 0,25% (C00=:) 0,(82 0,03 Des expériences analogues faites en utilisant 1% de
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cl1ioiUi,ii,e titaneux et 5"E d'acide formique ou 1% de l'un quei- cunque des produits suivants ;
acide tartrique, oxalate acide
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de sodium, acide sulfurique, acide acétique, sulfate ferreux et sulfate d'hydrazine ont donné de 0,031 à 0,037% de FeO dans le produitfinal.
De même, des expériences analogues ont été effectu- ées en utilisant la solution de sel titaheux-acide oxalique et un acide ou sel additionnel avec les résultats avanta- geux suivants:
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Essais¯sur du sable Sable brut 0,090% Fe2O3 Sable après lavage vigoureux à l'eau 0,0071% Fe2O3 Sable apres lavage vigoureux à l'eau et séparation des minéraux lourds 0,054% Fe2O3
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Solutions aqueuses utilisées F 0 3 Fe 2 0 3 enlevé du dans le sable sable final 1% chlorure titaneux + 1% acide oxalique 0,042 0,012 + 1% de sulfate de sodium
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19 chlorure titnneux + 1% acida oxalique + 1% de chlorure de sodium 0.041 0,013 1% chlorure titaneux + 1% acide oxalique + 1% d'acide sulfurique 0,040 0,
014 il/ chlorure titaneux ¯ 1% acide oxalique + 1% d'acide chlorydrique 0,038 0,016
Une installation pour l'application du procédé peut
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corlBi:Jtl' ewaent1elluIllent un un /llJvnre1l du :Lc.LVCic ù l' U'LlI) suivi d'une table de séparation de mine ayant une série de nervures au dessus desquelles l'eau s'écoule en entraînant les particules de sable libérées des minéraux lourds vers un organe collecteur puis par un convoyeur et une trémie de stockage , dans une machine de déshydratation centrifuge.
Une chaîne à godets ou autre élévateur transporte alors le sable dans une trémie de stockage d'où il est introduit
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dans une enveloppe rotative de section transversale polyo- nale dans laquelle le sable est mis en contact avec la solu- tion chimique décrite ci-dessus. Le mélange tombe -alors dans une trémie qui l'alimente dans une machine centrifuge de séparation de la solution, d'où il tombe sur un cône dis- tributeur dans un pappareil de lavage à tourbillon à jet tangentiel dirigé vers le haut. Le sable est alors pris par un convoyeur et une trémie et transporté dans une machi- ne centrifuge de déshydratation et est finalement transféré dans une trémie de stockage.
REVENDICATIONS.
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1.- Procédé pour la réduction des impuretés ferreu- ses dans des minéraux caractérisé en ce qu'il comprend le traitement du minéral par une solution aqueuse d'un chlo- ruretitaneux ou sulfate titaneux et d'acide oxalique .
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Improvements relating to the purification of minerals.
The object of the invention is the purification of minerals, especially siliceous materials, for example silica sands, quartzites, quartz rocks, gravels, sand stones, but also other minerals such as fluorspar, feldspar. and alumina.
Reducing the content of certain impurities, especially iron and chromium compounds, is important for certain purposes.
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For example, these impurities in the silica sands used for the manufacture of colorless glass, give a harmful coloring to the glass. This discoloration can be partially suppressed or masked by the addition of various materials, for example arsenious oxide or antimony oxide and metallic selenium with cobalt oxide, but this process becomes less efficient at as the impurity content increases.
For good quality colorless glass containers the sands should contain no more iron than 0.03% Fe2O3 and no more chrome than 0.0005% CrO. For the highest quality tableware, suitable sands should not contain more iron than equivalent to 0.010 to 0.015% Fe2O3, with a chromium content equal to or less than the amount / corresponding to 0 , 0002% Cr2O3.
The main object of the present invention is to effect a considerable reduction in the iron oxide content of the mineral in a suitable manner.
Of the silica sands, crushed rocks, etc., which are now available, only a relatively small proportion corresponds to the above specifications of the sands for the manufacture of colorless glass containers or high quality colorless tableware.
Among the methods previously proposed for the purification of siliceous sands or the like, the following methods may be mentioned:
1) Treatment with strong acids, with or without heating, at atmospheric pressure ... or at high pressure, to remove iron oxide.
2) Sand screening with sodium chloride followed
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water leaching.
3) Treatment of the sand by passing it through perforated plates in a tower, against the current of ammonium chloride and dry air at approximately 500 ° C., the reaction gases being conducted in water. Iron is removed carefully, a form of volatile ferric chloride.
4) The sand can be washed with an aqueous solution of sodium carbonate, or sodium sulphide, or else with detergents such as sodium hexametaphosphate, tetrasodium pyrophosphate, etc. in aqueous solution, with or without carbonate sodium.
5) The washed silica sand can be treated with a solution containing 15% sulfuric acid and 5% ferrous sulphate at a temperature between 80 and 100 C; or
6) The sand can still be treated with a solution. aqueous containing a small amount of acid oxalate or quadroxalate, and a small amount of crystallized ferrous sulfate (not more than about half the amount of acid oxalate or quadroxalate). The treatment is carried out with the hot solution considerably below the boiling point, and preferably at a temperature between 80 F and 120 F.
7) It has been proposed to treat sands, etc. with dilute solutions of sulfate or titanium chloride, and a fluorine compound, such as, for example, hydrofluoric acid, sodium fluoride or sodium fluosilicate.
Among the various methods currently available, some of which are outlined above, are some / hardly applicable on an industrial scale, some are expensive and some can only be successfully applied to isolated sands. In some of the pro-
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ceded cited and which can be applied industrially, it is necessary to use temperatures well above the normal temperatures of the atmosphere. or .: use of very corrosive chemicals; each of these two conditions results in an increased cost price or greater difficulty in handling.
The use of hydrofluoric acid in particular is dangerous, the acid is difficult to handle, is expensive and highly corrosive. Due to its well known ability to attack siliceous materials, it should not be expected.
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dre that the I! 1.c1c1l ') hydrofluoric 11U: tno Qf'f'AO t:!. vempnt, be replaced by other acids.
However, it has now been shown that an aqueous solution of titahous chloride and oxalic acid is remarkably effective in the removal of iron compounds in particular, and to a great extent also of other impurities such as iron compounds. chrtme compounds. It has furthermore been proved that less satisfactory results are obtained if the oxalic acid part of the above mixture is replaced by one or more of the following compounds: formic acid, tartaric acid, sodium acid oxalate; chlorydric acid, sulfuric acid, acetic acid, ferrous sulfate and hydrazine sulfate.
It has also been proven that for the treatment of certain sands, the titanous chloride part of the titanous chloride-oxalic acid mixture can be replaced by titanium sulphate although this salt is generally not as effective as the chloride, but with certain sands sulphate even gives better results than chloride.
The concentration of the solution is normally between 0.1 and 5% titanium chloride or sulphate,
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with a variable oxalic acid concentration between analogous limits. Certain English sands can be treated well with solutions containing 1% titanium chloride with 1% oxalic acid.
The titanous chloride-oxalic acid solution may advantageously contain moisturizers or detergents by which intimate contact between the chemicals and the surface of the individual sand grains can be provided. In this way, the coating or the iron soils can even be attacked more quickly and more completely.
Additions of other acids or salts to the titanium salt-oxalic acid solution, for example sulfuric acid, hydrochloric acid, sulfate or sodium chloride, in similar concentrations additionally produce a slight improvement in the purity of the sand produced.
The treatment is normally carried out at atmospheric temperatures, and the process is thus considerably simplified. If, however, certain sands require it, the chemical action can take place at higher temperatures, up to but without reaching 100 C.
To obtain the most effective chemical action on the coating of impurities, intimate contact between the grains of sand and the chemical solution must be maintained by kneading, mixing, riddling and other intimate agitation. Reaction apparatus must perform this mixing efficiently and may include barrels, rotating apparatus (vertical, inclined or horizontal) or friction scrubbers and / or centrifugal pumps. To minimize the oxidation of chemicals, residual air should be excluded and the entry of any additional air during chemical sand treatment should be avoided. Nitrogen or another inert gas
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any one can be used to exclude air and avoid this atmospheric oxidation.
Reaction apparatus must be constructed so as to satisfy these minimum oxidation conditions.
All devices, pumps, etc. are made of material or materials resistant to the action of the chemical solutions used. They must be incapable of introducing into the sand any harmful impurity, such as iron or chrme. Among other materials, it has been proven that certain stainless steels have suitable properties.
The precise duration of contact between the grains of sand and the solution of titanium chloride or sulfate and oxalic acid should be chosen so as to suit the particular sand being treated, and depends on the concentration of the chemical solution, relative proportions of sand and solution used, the temperature of the operation, and the vigor with which the washing or washing is carried out. The contact time does not exceed, under normal conditions, a few minutes.
It has been proven that titanium salts can be recovered from the titanium state and regenerated to the original titanium state by well known methods such as colui carried out in a zinc-mercury amalgam reducer tower. (Jones), or by using a cadmium reducing tower, the cadmium being present in the form of fine particles, or else by applying an electrolytic method such as that used for the industrial preparation of titanium salts.
In the process of the invention for the treatment of sands or similar products by chemical means, it is proposed to make full use of these recovery systems.
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and reclamation, or others, by choosing the reclamation method appropriate to the chemical combination adopted for treating the sand. Thus, if the recommended mixture of titanium chloride or sulfate and oxalic acid is used, an electrolytic recovery system will be used.
It has been proved that the titanium solution should have sufficient acidity, of about 1% by volume of hydrochloric acid when titanous chloride is used (0.3% by volume of sulfuric acid when titanium chloride is used. uses sulfate) if reduction is to be rapid and efficient; a filter system is also essential.
When the silica sand or the like has undergone the chemical treatment forming the object of the present invention, it is successively subjected to operations of separation from the solution, washing with water and dehydration.
At the stage of separation of the solution, any excess of the chemical solution (which may contain reaction products with the soils or ferrous coatings or containing the chrism of the grains of sand) can be separated from the grains of sand.
In the second water wash stage, all reaction products are effectively washed away from the "cleaned" sand grains, and the washing operation continues until the "cleaned" sand grains. clear water remains in contact.
On the third stage (dehydration), "clean", wet grains of sand are released from the clear water in tact, producing "clean", practically dry grains of sand.
It has been proven that for the first and third of these stages, solution separation or dehydration can be carried out successfully by central force.
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trifuge. By this means, up to 98% of the chemical solution can be recovered. The centrifugal apparatus, which may be of the continuous or non-continuous type, is constructed of a material or materials which are not attacked by the chemicals employed, and which do not produce any appreciable amount of iron or chromium impurities.
The equipment used on the second stage, for washing with water, must effectively separate the two phases, that is to say the "clean" grains of sand and the impurities containing iron and chromium; the apparatus must ensure that each grain of sand is effectively surrounded and washed by water. A backwashing machine meets these conditions.
In no case should impurities be allowed to return to the cleaned grains of sand; if dewatering devices are used to reduce the moisture content of the purified sand before placing it in gear, trucks, spandrels, etc., the cleaned sand should not be allowed to act as a filter for the water contaminated wash.
The mineral, prior to treatment with the solution in accordance with the present invention, should be washed well with water and preferably be treated by well known methods for removing heavy minerals, for example methods using mine separation tables.
The examples which follow demonstrate the effectiveness of the process in rendering sands of questionable qualities suitable for the production of colorless glass. In the data given, care has been taken, in order to avoid the confusion often existing in examples given in older patents, or in the scientific literature, to attribute to the chemical process improvements which are due or can be made by washing with water alone. It is only by avoiding such confusion that the value of the chemical process can be properly appreciated.
In the numbers given in the paragraphs that @
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Following, Inaction of purification of the proceeding on the sand which has been washed with water, and from which the heavy minerals have already been removed, is clearly demonstrated. Washing with water removed the clay; mud and poorly adherent plaster; the separation of heavy minerals removed yet another
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source of iron impurity (..1. the Clll'OJ, 1e).
The acuion of the nr'uv "to the chemical process on the plaster or the ferrous soils adhering strongly to the sand chips is thus reflected in a precise manner.
The following experiments show the advantage of using the solution corresponding to the present invention compared to other solutions.
Trials on English yellow sand.
Coarse sand ............ 0.090% FeO
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After vigorous washing with water 0.07i $ 1 Fe :: P3 After separation of minerals: heavy 0.054% Fe2O3.
All tests were carried out using solutions
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t 1 ... i is exposed s a; 1x c v i> to 1 L J, i; > i at [no [jl) lL6l'i (luo ;.
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<tb>
Aqueous <SEP> solutions <SEP> containing <SEP>: <SEP>% <SEP> Fe203 <SEP>% <SEP> Fe2O3
<tb>
<tb>
<tb> removed <SEP> final
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> TiCl3 <SEP> 0.015 <SEP> 0.039
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP>% <SEP> (COOH) 2 <SEP> 0.013 <SEP> 0.041
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> TiCl3 <SEP> + <SEP> 1% <SEP> (COOH) 2 <SEP> 0.034 <SEP> 0.020
<tb>
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1% TL (; :) 4) 2. -t- 1% (COOiï) 2 0.039 0.015 0.25% TiC13 0.01 0.042 O; à513 TiCl3 + 0.25% (C00 = :) 0, (82 0.03 Analogous experiments made using 1% of
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Cl10iUi, ii, e titanium and 5 "E formic acid or 1% of any of the following;
tartaric acid, acid oxalate
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sodium, sulfuric acid, acetic acid, ferrous sulfate and hydrazine sulfate gave 0.031 to 0.037% FeO in the final product.
Likewise, analogous experiments were carried out using the titanium salt-oxalic acid solution and an additional acid or salt with the following advantageous results:
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Tests on sand Untreated sand 0.090% Fe2O3 Sand after vigorous washing with water 0.0071% Fe2O3 Sand after vigorous washing with water and separation of heavy minerals 0.054% Fe2O3
EMI10.2
Aqueous solutions used F 0 3 Fe 2 0 3 removed from in the sand final sand 1% titanous chloride + 1% oxalic acid 0.042 0.012 + 1% sodium sulfate
EMI10.3
19 titanium chloride + 1% oxalic acid + 1% sodium chloride 0.041 0.013 1% titanium chloride + 1% oxalic acid + 1% sulfuric acid 0.040 0,
014 il / titanous chloride ¯ 1% oxalic acid + 1% hydrochloric acid 0.038 0.016
An installation for the application of the process can
EMI10.4
corlBi: Jtl 'ewaent1elluIllent un / llJvnre1l du: Lc.LVCic ù l' U'LlI) followed by a mine separation table having a series of ribs above which water flows, entraining sand particles released heavy minerals to a collecting member then by a conveyor and a storage hopper, in a centrifugal dehydration machine.
A bucket chain or other elevator then transports the sand to a storage hopper from where it is introduced.
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in a rotating envelope of polyonal cross section in which the sand is contacted with the chemical solution described above. The mixture then falls into a hopper which feeds it to a centrifugal solution separation machine, from where it falls onto a distributor cone in an upwardly directed tangential jet vortex washer. The sand is then taken by a conveyor and a hopper and transported to a centrifugal dewatering machine and is finally transferred to a storage hopper.
CLAIMS.
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1.- Process for the reduction of ferrous impurities in minerals, characterized in that it comprises the treatment of the mineral with an aqueous solution of a chloruretitanium or titanium sulfate and oxalic acid.