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"Perfectionnements concernant la purification de minéraux";
Cette invention est relative à la purification de minéraux, spécialement de minéraux siliceux, par exemple sables siliceux, quartzite, quartz de roche, gravier, grès, mais aussi d'autres mi- néraux tels que le spath fluor, le feldspath et l'alumine.
La réduction de la teneur en certaines impuretés, spécia- lement les composés de fer et de chrome, est importante pour cer- taines fins.
Par exemple, ces impuretés dans les sables siliceux utili- sés pour la fabrication du verre incolore, communiquent au verre ' une coloration indésirable. Cette coloration peut être partiel- lement éliminée ou masquée par l'addition de diverses matières,
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par exemple, de l'anhydride arsénieux ou/de l'oxyde d'antimoine et du sélénium métallique avec de l'oxyde de cobalt, mais ceci est moins efficace lorsque la teneur en impuretés augmente.
Pour des récipients de bonne qualité en verre incolore, les sables ne doivent pas contenir plus de fer que ce qui équivaut à 0,03% Fe2O3 et pas plus de chrome que ce qui correspondà 0,0005%Cr2O3. Pour des articles de table et verres à pied de tou- te première qualité, les sables convenables ne doivent pas avoir une teneur en fer supérieure à celle équivalente à 0,010 à 0,015% Fe2O3, avec une teneur en chrome égale ou inférieure à la quanti- té correspondant à 0,0002% Cr2O3.
La présente invention concerne principalement la réduc- tion de la teneur en fer du minéral.
Parmi les sables siliceux, roches broyées ,etc... actuelle- ment disponibles, seule une proportion relativement petite satis- fait aux conditions ci-dessus pour les sables servant à la fabri- cation de récipients en verre incolore ou d'articles de table et verres à pied de qualité supérieure.
Parmi les procédés proposés antérieurement pour la purifi- cation des sables siliceux et analogues, on peut mentionner les procédés suivants: (I) Traitement par des acides forts, avec ou sans chauffage, à pression atmosphérique ou élevée, pour enlever l'oxyde de fer.
(II) Grillage du sable avec du chlorure de sodium, suivi d'un lavage à l'eau.
(III) Traitement du sable en le faisant descendre dans une tour au travers de plaques perforées., en sens inverse d'un cou- rant de chlorure d'ammonium et d'air sec à 500 C environ,les gaz de réaction passant dans l'eau. Le fer est éliminé sous forme de chlorure ferrique volatil.
(IV) Le sable peut être lavé dans une solution aqueuse de carbonate de sodium ou de sulfure de sodium, ou en variante, avec
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des détergente tels que l'herxamétaphosphate de sodium, le tétra- pyrophosphate de sodium, etc..., en solution aqueuse, avec ou sans carbonate de sodium.
(V) Le sable siliceux lavé peut être traité par une solution aqueuse contenant 15% d'acide sulfurique et 5% de sulfate ferreux à une température comprise entre 00 et 100 Ç,ou (VI) en variante, le sable peut être traité par une solution aqueuse contenant une petite quantité d'oxalate acide ou quadro- xalate et une petite quantité de sulfate ferreux cristallisé (ne dépassant pas la moitié environ de la quantité d'oxalate acide ou quadroxalate) . Le traitement est effectué avec une solution chau- de considérablement en dessous du point d'ébullition et de préfé- rence, à une température comprise entre 80 F et 120 F.
(VII) On a proposé de traiter les sables, etc.., avec des solutions diluées de sulfate ou de chlorure titaneux et un compo- sé de fluor tel que, par exemple, l'acide fluorhydrique, le fluo- rure de sodium eu le smlicofluorure de sodium.
Des divers procédés dont on dispose actuellement et dont cer tains ont été esquissés ci-dessus, certains sont à peine appica- blesà une échelle commerciale, certains sont coûteux et certains ne peuvent être appliqués avec succès qu'à des sables particuliers Dans certains des procédés énumérés et qui peuvent être appliqués commercialement, il est nécessaire d'utiliser des températures bien au-dessus des températures atmosphériques normales ou, en variante, d'utiliser des produits chimiques très corrosifs ; les deux cas, il se produit une augmentation du prix de revient et de plus grandes'difficultés de manipulation.
On a maintenant établi que l'on peut obtenir des résultats très datisfaisants dans la diminution des impuretés de fer indé- sirables en traitant le minéral par des solutions aqueuses conte- nant du sulfate et/ou du chlorure titaneux et du sulfate et/ou du chlorure de sodium. Ainsi., on peut utiliser une solution de sulfate titaneux et de sulfate de sodium ou une solution de chlo-
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rure titaneux et de chlorure de sodium. En variante, le sulfate d'un de ces métaux et le chlorure de l'autre peuvent être uti- lisés. L'effet de ces mélanges est beaucoup plus grand que la simple addition des effets des sels pris séparément, comme l'exem- ple donné dans une partie ultérieure en donne la preuxe.
Lorsqu'ils sont pris en solution, les sels mélangés semblent former des sels doubles, tels que le sulfate ou chlorure de sodium tmtaneux; ceux-ci, en solution, donnent un plus grand pouvoir réducteur et attaquent les impuretés d'oxyde de fer plus vigoureusement que chacun des sels pris séparément et, comme il a été clairement mentionné, plus vigoureusement qu'il semblerait résulter d'un simple effet additif des sels séparés. Les sels doubles formés, en solution, semblent être, de façon appréciable, plus stables que les sels simples à l'effet oxydant de l'atmosphère, proprié- té particulièrement utile quand on utilise des solutions de con- centrations relativement basses.
Les équations typiques suivantes représentent la réaction chimique qui se produit:
EMI4.1
premier stade: Ti ( SOI ) 3 f , 0 + Na2S04 + n.H 2 0 Ti2Na2(S04)4.5H20 + (n + 3)H0 second stade : Ti2Na2 (SOly) . 5H0 + (n +3)H 20 + 3H2S01y + Fe203 (du sable,etc.) = TiNao(S0. )3 + Ti(S04)2 +2FeS0. + (n + ll)Ho0.
Il ne semble pas nécessaire que les sels individuels de la solution mélangée soinent dans un rapport exact quelconque de concen- tration. La force ou la concentration de chaque sel dans la solu- tion mélangée doit être en rapport avec la quantité d'impureté d'oxyde de fer qui doit être éliminée, une petite ajoute doit être faite en raison de l'action oxydante de l'atmosphère qui existe dans les conditions de l'installation particulière où se fait le traitement chimique. Il n'est pas avantageux d'utiliser des con- centrations extrêmement élevées des produits chimiques cités. Les concentrations des solutions peuvent varier de manière convena-
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ble depuis un vingtième pour cent ou moins jusque cinq pour cent.
Les solutions décrites possèdent certains avantages dans le traitement commercial. Outre leur fort pouvoir réducteur et leur stabilité relative à l'action oxydante de l'atmosphère, elles évi- tent la formation de précipités tels qu'il s'en produit quand on utilise l'acide oxalique et elles favorisent la récupération et la régénération des produits chimiques. Il peut résulter des avan- tages économiques de l'application d'un procédé de récupération ou de régénération.
Les essais suivants montrent les avantages pbtenus par l'in- vention :
Essais d'un sable jaune britannique (British Yellow Sand
EMI5.1
Sable brut O,O9O%Fe2O3 Sable après lavage vigoureux à l'eau......t.O,071%Fe?0 Sable après lavage vigoureux à l'eau et enlèvement des minéraux lourds..................0,05.%Fe03
En utilisant des solutions à 1%, Solution aqueuse % Fe2O3 Teneur finale en % de contenant retiré au-5 sable fe2O3 dans le sable
EMI5.2
-----------------------------------------¯¯¯¯¯¯2¯¯¯¯¯------------- 1% NaCl 0,006 0,048 1% TiCl3 0,015 0,039 1% TiCl3 + 1% NaCl 0,034 0,020.
1% Na2SO4 0,003 0,051 1% Na2SO4 + 1% TiCl3 0,033 0,021
En utilisant des solutions à 1/4%, Solutions aqueuses % Fe2O3 Teneur finale en % de contenant retiré du sable Fe2O3 dans le sable (1) Séries de chlorure titaneux 1/4% NaCl 0,004 0,050 1/4% TiCl3 0,012 0,042 1/4% TiCl3 + 1/4% NaCl 0,021 0,033
EMI5.3
1/4% TiCl3 + 1/t.% NaS0l 0,019 0,035
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Solutions aqueuses % Fe2O3 Teneur finale en % de
EMI6.1
contenant retiré du sable Fe20 dans le sable ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯--------------¯¯¯¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯-¯¯¯¯%-¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯- - (11) Séries de sulfate titaneux 1/4% Na2SO4 0,002 0,052 1/4% Ti2(SO4)3 0,015 0,
039
EMI6.2
1/1 Ti ( S0 ) 3+ 1/4% Ma2SO4 0,029 0 025
Quand l'échelle du traitement uagmente, il est possible de diminuer la concentration de la solution chimique de 1% à 1/4% indiquée dans les exemples ci-dessus ; dilutions de un ving- tième pour cent ou moins deviennent utilisables.
Diverses substances additionnelles peuvent être incorporées dans la solution, telles que d'autres sulfates, chlorures ou au- tres sels ou un des suivants, à savoir : formique, acide tartrique, acide oxalique, oxalate acide de sodium, acide chlor- hydrique, acide sulfurique, acide acétique, sulfate ferreux et sulfate d'hydrazine.
La solution peut, avantageusement, contenir des agents mouillants ou détergents convenant au point de vue chimique, un contact intime entre les produits chimiques et la surface des grains de sable individuels pouvant ainsi être assuré. De cette manière, le revêtement ferrugineux ou la coloration peut être attaquée encore plus rapidement et plus complètement.
Le traitement est normalement effectué à la température atmosphérique, le procédé étant considérablement simplifié de ce fait ; le risque d'oxydation indésirable par l'atmosphère est, en conséquence, minimisé. Si, cependant, les propriétés de certains sables le rendent nécessaire, l'action chimique sur les impure- tés peut être effectuée à des températures plus élevées qui peu- vent être proches de 100 C mais n'atteignent pas cette températu- re.
Pour obtenir l'action chimique la plus efficace sur la couche d'impureté, un contact intime entre les grains de sable et la solution chimique doit être maintenu en basculant, mélangeant,
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1' remuant ou agitant autrement, complètement. Les cuves ou/instal- lation pour la réaction doivent assurer ce mélange efficace et peu vent comprendre des bacs, cuves tournantes (verticaux, inclinés ou horizontaux) ou des épurateurs à frottement et/ou des pompes centrifuges. Pour minimiser l'oxydation des produits chimiques, l'air résiduel doit être exclu et l'entrée de tout air addition- nel pendant le traitement chimique du sable doit être empêché.
Une nappe d'azote ou d'autre gaz inerte ou un film protecteur d'huile quelconque, etc..., peut être utilisé pour exclure l'air et éviter ou minimiser une telle oxydation atmosphérique.
Les cuves de réaction doivent être conçues et des tempé- ratures minima doivent normalement être utilisées pour satisfaire à ces conditions d'oxydation minium.
Toutes les cuves, pompes, conduits de jonction, etc..., doivent être faitd en une ou des matières résistant à l'action des solutions chimiques utilisées, et/ou doivent être convena- blement revêtus de caoutchouc, etc... Ils doivent être incapa- blesde fournir aucune impureté indésirable, telle que fer ou chrome, ou sable. On a constaté que parmi d'autres matériaux, certains aciers inoxydables possèdent les propriétés convenables.
La durée précise de contact entre les grains de sable et la solution de chlorure ou de sulfate , titaneux et de chlorure / ou de sulfate de sodium ( ou analogue) doit être choisie pour convenir au sable particulier qui est traité; cette durée dépen- dra aussi des proportions relatives de sable et de solution chimi- que, de la concentration de cette dernière, de la température à laquelle s'opère la réaction, de la force avec laquelle l'épura- tion ou le frottement est effectué et du degré de succès obtenu en excluant l'effet d'oxydation de l'atmosphère.
La durée de contact ne doit pas, dans des conditions nor- males, excéder quelques minutes.
On a constaté que les sels de titane peuvent être récu- pérés de l'état titanique et régénérés à l'état titaneux initial
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par un procédé bien connu comme celui de la tour de réduction à l'amalgame de zinc-mercure ("Jones") ou en utilisant une tour de réduction au cadium, dans laquelle le cadmium se trouve en fines particules, ou, en variante, en utilisant une méthode électroly- tique telle qu'employée commercialement pour la préparation des sels titaneux.
Dans le présent procédé de traitement des sables et analo- gues, par des moyens chimiques, on propose de faire plein usage de ces systèmes de récupération et de régénération ou d'autres en choisissant la méthode de récupération qui convient à la combi- naison chimique adoptée pour traiter le sable. Avec des solutions mixtes telles que sulfate titaneux- sulfate de sodium, ou chlo- rure titaneux- chlorure de sodium, etc..., les tours de réduction ou la méthode électrolytique peuvent être utilisées. On a consta- té qu'en utilisant la tour de réduction, la solution titanique doit présenter une acidité suffisante d'environ 3% en volume d'acide sulfurique, si l'on veut une réduction rapide et effica- ce ; un système de filtre est aussi essentiel.
En utilisant le système de récupération électrolytique, une acidité appropriée est essentielle si l'on veut réaliser une opération efficace.
Quand le sable siliceux ou analogue a subi le processus chimique qui forme l'objet de la présente invention, il est sou- mis à son tour aux opérations d'élimination de la solution, de lavage à l'eau et d'élimination; de l'eau.
Au stade d'élimination de la solution, tout; excès de solu- tion (qui peut contenir en solution des produits de la réaction avec la coloration ou couche ferrugineuse ou contenant du chro- me, des grains de sable) doit être complètement séparé des grains de sable ; effets oxydants de l'air doivent être minimisés à ce stade comme dans les parties antérieures du processus chimi - que.
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Au deuxième stade, celui du lavage à l'eau, tous les pro- duits solides de la réaction sont effectivement enlevés par lavage des grains de sable "nettoyés" et l'opération de lavage continue jusqu'à ce qu'uniquement des grains de sable "nettoyés" et de l'eau propre restent en présence.
Au troisième stade (élimination de l'eau), les grains de sables "nettoyés" humides sont libérés de l'eau claire associée, laissant des grains de sable "nettoyés" pratiquement secs.
On a constaté que pour le premier et le troisième de ces stades, l'élimination de la solution ou de l'eau peut seulement être réalisés par une action centrifuge. Par ce moyen, on peut ré- cupérer jusque 98% de la solution chimique et la teneur en eau du sable peut être réduite en dessous de 1% si on le désire. Le centrifugeur, qui peut être du type continu ou non continu, est de contruit en ou recouvert d'une ou/plusieurs matières qui ne sont pas attaquées par les produits chimiques employés et qui ne pro- duisent aucune quantité mesurable d'impuretés délétères telles que le fer et le chrome.
L'installation utilisée au second stade pour le lavage à l'eau doit séparer avec succès les deux phases, c'est-à-dire les grains de sable "nettoyés" et les impuretés contenant du fer ou du chrome ; doit assurer que chaque grain de sable est effectivement entouré et lavé par l'eau. Un laveur à contre- courant ou l'un des types bien connus de classification satisfe- ra à ces exigences. En aucune circonstance, on ne peut permettre aux impuretés de rejoindre les grains de sable nettoyés ; on utilise des systèmes pour séparer l'eau dans le but de réduire la teneur en humidité du sable purifié, avant de le charger sur wa- gons, camions, barges, etc..., ou sur des transporteurs ou de le mettre en tas de réserve, le sable "nettoyé" ne peut agir comme filtre pour l'eau, de lavage contaminée.
Non seulement il est-désirable de traiter le minéral avec la ou les solutions susdites mais il est également désirable d'ef-
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fectuer l'élimination des impuretés par étapes, dans un certain ordre. Le minéral, avant d'être soumis au traitement avec la solution conforme à la présente invention, doit être lave à l'eau et soumis à une séparation des minéraux lourds, par exemple, par une table de séparation de mine, un laveur à jig, etc..., ou par flottation .à mousse.
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R L V L lt D I C 1 T I 0 T S
1. Procédé pour réduire les impuretés de fer dans des miné- raux, qui consiste en un traitement des minéraux par une solu- tion aqueuse de sulfate et/ou de chlorure titaneux et de sulfate et/ou de chlorure de sodium.
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"Improvements in the purification of minerals";
This invention relates to the purification of minerals, especially siliceous minerals, for example silica sands, quartzite, rock quartz, gravel, sandstone, 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.
For example, these impurities in the siliceous sands used in the manufacture of colorless glass impart an undesirable coloration to the glass. This coloring can be partially eliminated or masked by the addition of various materials,
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for example, arsenious anhydride or / antimony oxide and metallic selenium with cobalt oxide, but this is less effective as the content of impurities increases.
For good quality colorless glass vessels, the sands should not contain more iron than equivalent to 0.03% Fe2O3 and no more chromium than equivalent to 0.0005% Cr2O3. For top quality tableware and stemware, suitable sands should not have an iron content greater than that equivalent to 0.010 to 0.015% Fe2O3, with a chromium content equal to or less than the amount. tee corresponding to 0.0002% Cr2O3.
The present invention is primarily concerned with reducing the iron content of the mineral.
Of the siliceous sands, crushed rocks, etc. currently available, only a relatively small proportion satisfies the above conditions for the sands used in the manufacture of colorless glass containers or tableware. and premium stemware.
Among the methods previously proposed for the purification of silica sands and the like, the following methods may be mentioned: (I) Treatment with strong acids, with or without heating, at atmospheric or elevated pressure, to remove iron oxide. .
(II) Roasting of the sand with sodium chloride, followed by washing with water.
(III) Treatment of the sand by making it descend in a tower through perforated plates., In the opposite direction of a current of ammonium chloride and dry air at approximately 500 C, the reaction gases passing through the water. Iron is eliminated as volatile ferric chloride.
(IV) The sand can be washed in an aqueous solution of sodium carbonate or sodium sulfide, or alternatively, with
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detergents such as sodium herxametaphosphate, sodium tetra-pyrophosphate, etc., in aqueous solution, with or without sodium carbonate.
(V) The washed siliceous sand can be treated with an aqueous solution containing 15% sulfuric acid and 5% ferrous sulfate at a temperature between 00 and 100 ° C, or (VI) alternatively, the sand can be treated with an aqueous solution 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 a hot solution considerably below the boiling point and preferably at a temperature between 80 F and 120 F.
(VII) It has been proposed to treat sands, etc., with dilute solutions of sulphate or titanium chloride and a fluorine compound such as, for example, hydrofluoric acid, sodium fluoride or sodium smlicofluoride.
Of the various methods currently available, some of which have been outlined above, some are hardly applicable on a commercial scale, some are expensive, and some can only be applied successfully to particular sands. listed and which can be applied commercially, it is necessary to use temperatures well above normal atmospheric temperatures or, alternatively, to use very corrosive chemicals; in both cases, there is an increase in the cost price and greater handling difficulties.
It has now been established that very satisfactory results can be obtained in reducing unwanted iron impurities by treating the mineral with aqueous solutions containing sulphate and / or titanium chloride and sulphate and / or titanium. sodium chloride. Thus, a solution of titanium sulfate and sodium sulfate or a solution of chlorine can be used.
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titanium ride and sodium chloride. Alternatively, the sulfate of one of these metals and the chloride of the other can be used. The effect of these mixtures is much greater than the mere addition of the effects of the salts taken separately, as the example given in a later section illustrates.
When taken in solution, the mixed salts appear to form double salts, such as sodium sulphate or chloride; these, in solution, give greater reducing power and attack the iron oxide impurities more vigorously than each of the salts taken separately and, as has been clearly mentioned, more vigorously than would appear to result from a simple additive effect of the separated salts. The double salts formed, in solution, appear to be appreciably more stable than the single salts to the oxidizing effect of the atmosphere, a property particularly useful when solutions of relatively low concentrations are used.
The following typical equations represent the chemical reaction that occurs:
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first stage: Ti (SOI) 3 f, 0 + Na2SO4 + n.H 2 0 Ti2Na2 (S04) 4.5H20 + (n + 3) H0 second stage: Ti2Na2 (SOly). 5H0 + (n +3) H 20 + 3H2S01y + Fe203 (sand, etc.) = TiNao (S0.) 3 + Ti (S04) 2 + 2FeS0. + (n + ll) Ho0.
It does not appear necessary for the individual salts of the mixed solution to work in any exact ratio of concentration. The strength or concentration of each salt in the mixed solution should be commensurate with the amount of iron oxide impurity which should be removed, a small addition should be made due to the oxidative action of the atmosphere that exists under the conditions of the particular installation where the chemical treatment is carried out. It is not advantageous to use extremely high concentrations of the chemicals mentioned. The concentrations of the solutions may vary as appropriate.
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wheat from one twentieth percent or less to five percent.
The solutions described have certain advantages in commercial processing. In addition to their high reducing power and relative stability to the oxidizing action of the atmosphere, they prevent the formation of precipitates such as occurs when oxalic acid is used and they promote recovery and regeneration. chemical products. There may be economic benefits from the application of a recovery or regeneration process.
The following tests show the advantages obtained by the invention:
Testing of a British Yellow Sand
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Coarse sand O, O9O% Fe2O3 Sand after vigorous washing with water ...... tO, 071% Fe? 0 Sand after vigorous washing with water and removal of heavy minerals ......... ......... 0.05.% Fe03
Using 1% solutions, Aqueous solution% Fe2O3 Final content in% of container removed with sand fe2O3 in sand
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----------------------------------------- ¯¯¯¯¯¯2¯¯ ¯¯¯ ------------- 1% NaCl 0.006 0.048 1% TiCl3 0.015 0.039 1% TiCl3 + 1% NaCl 0.034 0.020.
1% Na2SO4 0.003 0.051 1% Na2SO4 + 1% TiCl3 0.033 0.021
Using 1/4% solutions, Aqueous solutions% Fe2O3 Final content in% of container removed from sand Fe2O3 in sand (1) Titanium chloride series 1/4% NaCl 0.004 0.050 1/4% TiCl3 0.012 0.042 1 / 4% TiCl3 + 1/4% NaCl 0.021 0.033
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1/4% TiCl3 + 1 / t.% NaSOl 0.019 0.035
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Aqueous solutions% Fe2O3 Final content in% of
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container removed Fe20 sand in sand ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ -------------- ¯¯¯¯¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ -¯¯¯¯% -¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯¯- - (11) Titanium sulfate series 1/4% Na2SO4 0.002 0.052 1/4% Ti2 (SO4) 3 0.015 0,
039
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1/1 Ti (S0) 3+ 1/4% Ma2SO4 0.029 0 025
When the treatment scale increases, it is possible to decrease the concentration of the chemical solution from 1% to 1/4% indicated in the examples above; twentieth percent or less dilutions become usable.
Various additional substances may be incorporated into the solution, such as other sulfates, chlorides or other salts or one of the following, namely: formic, tartaric acid, oxalic acid, sodium acid oxalate, hydrochloric acid, acid. sulfuric acid, acetic acid, ferrous sulfate and hydrazine sulfate.
The solution can advantageously contain chemically suitable wetting agents or detergents, whereby intimate contact between the chemicals and the surface of the individual sand grains can be ensured. In this way, the ferruginous coating or the coloring can be attacked even faster and more completely.
The treatment is normally carried out at atmospheric temperature, the process being considerably simplified thereby; the risk of unwanted oxidation by the atmosphere is therefore minimized. If, however, the properties of certain sands make it necessary, the chemical action on the impurities can be carried out at higher temperatures which may be close to 100 ° C but do not reach this temperature.
To achieve the most effective chemical action on the impurity layer, intimate contact between the sand grains and the chemical solution must be maintained by rocking, mixing,
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Stirring or otherwise stirring completely. The reaction vessels or / installation must ensure this efficient mixing and may include tanks, rotating vessels (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 prevented.
A blanket of nitrogen or other inert gas or any protective film of oil, etc., can be used to exclude air and avoid or minimize such atmospheric oxidation.
Reaction vessels should be designed and minimum temperatures should normally be used to meet these minimum oxidation conditions.
All tanks, pumps, junction conduits, etc., must be made of one or more materials resistant to the action of the chemical solutions used, and / or must be suitably lined with rubber, etc. must be unable to supply any unwanted impurity, such as iron or chromium, or sand. It has been found that among other materials, certain stainless steels possess the suitable properties.
The precise duration of contact between the grains of sand and the solution of chloride or sulfate, titanium and sodium chloride / or sulfate (or the like) should be chosen to suit the particular sand being treated; this duration will also depend on the relative proportions of sand and chemical solution, on the concentration of the latter, on the temperature at which the reaction takes place, on the force with which the purification or the friction is performed and the degree of success achieved in excluding the oxidizing effect of the atmosphere.
The contact time should not, under normal conditions, exceed a few minutes.
It has been found that titanium salts can be recovered from the titanium state and regenerated to the initial titanium state.
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by a well-known method such as that of the zinc-mercury amalgam reduction tower ("Jones") or by using a cadium reduction tower, in which the cadmium is in fine particles, or, alternatively, using an electrolyte method as used commercially for the preparation of titanium salts.
In the present method of treating sands and the like by chemical means, it is proposed to make full use of these or other recovery and regeneration systems by selecting the recovery method which is suitable for the chemical combination. adopted to treat sand. With mixed solutions such as titanium sulfate-sodium sulfate, or titanium chloride-sodium chloride, etc., reduction towers or the electrolytic method can be used. It has been found that, using the reduction tower, the titanium solution must have a sufficient acidity of about 3% by volume of sulfuric acid, if rapid and efficient reduction is to be desired; a filter system is also essential.
When using the electrolytic recovery system, proper acidity is essential for an efficient operation.
When the siliceous sand or the like has undergone the chemical process which forms the object of the present invention, it in turn is subjected to the operations of removing from solution, washing with water and removing; some water.
At the stage of removing the solution, everything; excess solution (which may contain reaction products with the color or ferruginous layer in solution or containing chromium, grains of sand) must be completely separated from the grains of sand; Oxidizing effects of air should be minimized at this stage as in earlier parts of the chemical process.
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In the second stage, that of washing with water, all the solid products of the reaction are effectively washed away from the "cleaned" grains of sand and the washing operation continues until only the grains of sand. "cleaned" sand and clean water remain present.
In the third stage (water removal), the wet "cleaned" sand grains are released from the associated clear water, leaving the "cleaned" sand grains substantially dry.
It has been found that for the first and third of these stages, removal of solution or water can only be achieved by centrifugal action. By this means, up to 98% of the chemical solution can be recovered and the water content of the sand can be reduced below 1% if desired. The centrifuge, which may be of the continuous or non-continuous type, is constructed of or covered with one or / more materials which are not attacked by the chemicals used and which do not produce any measurable amount of deleterious impurities such as than iron and chrome.
The plant used in the second stage for washing with water must successfully separate the two phases, that is, the "cleaned" grains of sand and the impurities containing iron or chromium; must ensure that each grain of sand is effectively surrounded and washed away by water. A backwashing machine or one of the well known types of classification will satisfy these requirements. Under no circumstances can impurities be allowed to join the cleaned sand grains; systems are used to separate the water in order to reduce the moisture content of the purified sand, before loading it on wagons, trucks, barges, etc., or on transporters or piling it up reserve, the "cleaned" sand cannot act as a filter for contaminated washing water.
Not only is it desirable to treat the mineral with the above solution (s) but it is also desirable to effect
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carry out the removal of impurities in stages, in a certain order. The mineral, before being subjected to the treatment with the solution according to the present invention, must be washed with water and subjected to a separation of heavy minerals, for example, by a mine separation table, a jig washer. , etc ..., or by foam flotation.
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R L V L lt D I C 1 T I 0 T S
1. A process for reducing iron impurities in minerals which consists of treating the minerals with an aqueous solution of sulphate and / or titanium chloride and sodium sulphate and / or chloride.