BR112020026581B1 - PROCESS FOR RECOVERING TITANIUM DIOXIDE FROM TITANIUM-CONTAINING MATERIALS - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA RECUPERAR DIÓXIDO DE TITÂNIO A PARTIR DE MATERIAIS CONTENDO TITÂNIO. Um processo operando em pressão super atmosférica para lixiviar um minério contendo titânio com um HCl e produzir dióxido de titânio com etapas integradas de extração por solvente para a remoção de ferro a partir do minério lixiviado e extração por solvente de um rafinato enriquecido de titânio resultante para produzir partículas adequadas para acabamento em TiO2 de grau de pigmento. O processo pode integrar a recuperação de HCl a partir das etapas de recuperação de solvente e da recuperação de solvente. O processo também produz cloreto férrico de grau comercial.PROCESS FOR RECOVERING TITANIUM DIOXIDE FROM MATERIALS CONTAINING TITANIUM. A process operating at super atmospheric pressure for leaching a titanium-containing ore with an HCl and producing titanium dioxide with integrated solvent extraction steps for removing iron from the leached ore and solvent extraction of a resulting enriched titanium raffinate for produce particles suitable for pigment grade TiO2 finishing. The process can integrate HCl recovery from the solvent recovery and solvent recovery steps. The process also produces commercial grade ferric chloride.
Description
[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente US N° 16/022.603, depositado em 28 de junho de 2018. Todo o conteúdo deste pedido é incorporado neste documento por referência.[001] This application claims the benefit of US Patent Application No. 16/022,603, filed on June 28, 2018. The entire contents of this application are incorporated herein by reference.
[002] Esta invenção geralmente se refere ao processamento de minérios contendo titânio e à produção de produtos à base de titânio, tais como dióxido de titânio de grau de pigmento.[002] This invention generally relates to the processing of titanium-containing ores and the production of titanium-based products, such as pigment grade titanium dioxide.
[003] Existem métodos conhecidos para converter minérios contendo titânio em dióxido de titânio, titânio metálico e produtos de grau de pigmento relacionados para uso em aplicações de revestimentos. Tais métodos conhecidos têm se concentrado na fabricação usando ácido sulfúrico, cloro ou ácido clorídrico aquoso como lixiviantes para extrair titânio a partir de uma variedade de minérios. Vários métodos conhecidos se referem a condições, composições, etapas de processamento e mecanismos para processamento de minério, mas têm uma série de desvantagens, incluindo viabilidade comercial, eficiência e questões ambientais. Os métodos convencionais típicos usam batelada em vez de processos contínuos e falham em converter efetivamente os componentes do minério em materiais úteis e/ou ambientalmente amigáveis. As limitações nos métodos convencionais muitas vezes limitam as condições do processo e os minérios adequados para o processamento.[003] There are known methods for converting titanium-containing ores into titanium dioxide, metallic titanium and related pigment grade products for use in coatings applications. Such known methods have focused on manufacturing using sulfuric acid, chlorine or aqueous hydrochloric acid as leachants to extract titanium from a variety of ores. Several known methods refer to conditions, compositions, processing steps and mechanisms for ore processing, but they have a number of disadvantages, including commercial viability, efficiency and environmental issues. Typical conventional methods use batch rather than continuous processes and fail to effectively convert ore components into useful and/or environmentally friendly materials. Limitations in conventional methods often limit the process conditions and ores suitable for processing.
[004] Os processos de recuperação de ferro também podem produzir outro produto útil. Tais produtos incluem cloreto férrico para uso como coagulante em processos de tratamento de água. Atualmente, os resíduos da decapagem do ferro, tal como a moagem de laminação a frio, fornecem uma fonte comum para tais coagulantes. No entanto, tais fontes deixam um conteúdo catiônico significativo e podem ter acidez residual (o excesso de HCl degradará o pH da água), ambos prejudicando o uso de tais fontes como coagulante de tratamento de água.[004] Iron recovery processes can also produce another useful product. Such products include ferric chloride for use as a coagulant in water treatment processes. Currently, residues from iron pickling, such as cold rolling milling, provide a common source for such coagulants. However, such sources leave significant cationic content and may have residual acidity (excess HCl will degrade the pH of the water), both of which undermine the use of such sources as a water treatment coagulant.
[005] Assim, há uma necessidade de tecnologias novas e distintas para processar vantajosamente minérios contendo titânio e produzir dióxido de titânio, bem como outros produtos.[005] Thus, there is a need for new and distinct technologies to advantageously process titanium-containing ores and produce titanium dioxide, as well as other products.
[006] Esta invenção supera ou melhora os problemas acima descritos da técnica anterior com um processo que recupera eficientemente valores de metal e outros produtos a partir de minério contendo titânio em um arranjo único de etapas especializadas. Implementações de processos e sistemas descritos neste documento podem facilitar o processamento de minério de titânio de uma maneira comercialmente viável com materiais para produzir produtos de dióxido de titânio que são de grau de pigmento. O processo também pode fornecer uma solução de cloreto férrico superior para uso de coagulante no tratamento de água.[006] This invention overcomes or improves the above-described problems of the prior art with a process that efficiently recovers metal values and other products from titanium-containing ore in a unique arrangement of specialized steps. Implementations of processes and systems described herein can facilitate the processing of titanium ore in a commercially viable manner with materials to produce titanium dioxide products that are pigment grade. The process can also provide a superior ferric chloride solution for coagulant use in water treatment.
[007] Algumas formas de realização desta invenção usam processos contínuos em fluxo específico e arranjos de unidades para aumentar a viabilidade econômica e reduzir os impactos ambientais em relação àqueles dos processos comerciais existentes. A abordagem única de conversão de minério empregada nos processos e sistemas desta invenção pode eliminar ou melhorar as várias restrições anteriores sobre as condições de processamento e uso de minério, enquanto ainda produz produtos de grau de pigmento comercialmente aceitáveis de forma eficiente e econômica. Assim, a tecnologia geral e vários aspectos tecnológicos descritos neste documento são distintos e vantajosos com relação às tecnologias convencionais e conhecidas.[007] Some embodiments of this invention use specific flow continuous processes and unit arrangements to increase economic viability and reduce environmental impacts relative to those of existing commercial processes. The unique ore conversion approach employed in the processes and systems of this invention can eliminate or improve the various foregoing restrictions on ore processing and use conditions, while still producing commercially acceptable pigment grade products efficiently and economically. Thus, the general technology and various technological aspects described in this document are distinct from and advantageous with respect to conventional and known technologies.
[008] Implementações de processos e sistemas descritos neste documento facilitam o processamento de minério de titânio ou materiais de forma mais eficiente para produzir produtos de dióxido de titânio de grau de pigmento, bem como obter outros subprodutos, de uma maneira comercialmente viável. As implementações preferidas usam um processo contínuo e vários recursos descritos neste documento para aumentar a viabilidade econômica e reduzir os impactos ambientais comuns aos processos comerciais existentes. Qualquer uma das etapas de processo aqui descritas pode usar a configuração do vaso conforme descrito ou um outro tipo de vaso de pressão adequado e partes internas. Esta invenção também fornece um maior benefício pelo fato de compreender a utilização dos vasos pressurizados e estes podem empregar gases inertes tais como N2 ou CO2 para finalidades de diluente e de média pressão onde for apropriado.[008] Implementations of processes and systems described in this document facilitate the processing of titanium ore or materials more efficiently to produce pigment grade titanium dioxide products, as well as obtain other by-products, in a commercially viable manner. Preferred implementations use a continuous process and various features described in this document to increase economic viability and reduce environmental impacts common to existing business processes. Any of the process steps described herein may use the vessel configuration as described or another suitable type of pressure vessel and internal parts. This invention also provides a greater benefit in that it comprises the use of pressurized vessels and these can employ inert gases such as N2 or CO2 for diluent and medium pressure purposes where appropriate.
[009] Esta invenção melhora os métodos convencionais que usam batelada em vez de processos contínuos e falham em resolver os problemas anteriores de conversão de componentes de minério em materiais úteis e/ou ambientalmente amigáveis. Os métodos convencionais também sofrem de limitações nas condições de processo e limitações nos minérios em métodos de processamento conhecidos. Implementações de processos e sistemas descritos neste documento facilitam a eliminação de várias restrições nas condições de processamento e fornecem uma abordagem única para a conversão de minérios em produtos de grau de pigmento comercialmente aceitáveis com o benefício econômico concomitante.[009] This invention improves on conventional methods that use batch rather than continuous processes and fail to solve previous problems of converting ore components into useful and/or environmentally friendly materials. Conventional methods also suffer from limitations in process conditions and limitations in ores in known processing methods. Implementations of processes and systems described in this document facilitate the elimination of various constraints on processing conditions and provide a unique approach for converting ores into commercially acceptable pigment grade products with concomitant economic benefit.
[010] Em uma forma de realização de processo abrangente e ampla, esta invenção é um processo para a produção de um produto de óxido de titânio de grau de pigmento. O processo lixivia um material de alimentação compreendendo minério contendo titânio em alta intensidade com uma solução de lixiviação ácida compreendendo água e HCl para formar uma pasta de lixiviação opcionalmente tendo um teor de sólidos de pelo menos 20% em peso em uma base de pasta total e separa a pasta de lixiviação em uma corrente de resíduo sólido e um licor fértil compreendendo compostos de titânio e ferro. A extração por solvente remove então os compostos de ferro do licor fértil e fornece uma corrente enriquecida de ferro e uma corrente esgotada de ferro. A extração por solvente então extrai compostos de titânio da corrente esgotada de ferro e produz uma corrente enriquecida de titânio e uma corrente de rafinato esgotada de titânio, e recupera HCl a partir da corrente enriquecida de ferro e a corrente de rafinato esgotada de titânio para reuso na etapa de lixiviação. A hidrólise da corrente enriquecida de titânio sob condições de fluxo em pistão produz uma corrente de hidrolisado compreendendo partículas de TiO2.H2O. Todas as etapas anteriores do processo operam em condições super atmosféricas. A secagem da corrente de hidrolisado em condições suaves remove a água intersticial enquanto inibe a ruptura das partículas de TiO2.H2O para produzir uma corrente de hidrolisado seca que sofre calcinação do TiO2.H2O para produzir um material de TiO2 calcinado adequado para conversão em um produto de óxido de titânio de grau de pigmento.[010] In a comprehensive and broad process embodiment, this invention is a process for producing a pigment grade titanium oxide product. The process leaches a feed material comprising titanium-containing ore at high intensity with an acid leaching solution comprising water and HCl to form a leaching slurry optionally having a solids content of at least 20% by weight on a total slurry basis and separates the leach slurry into a solid waste stream and a fertile liquor comprising titanium and iron compounds. Solvent extraction then removes iron compounds from the fertile liquor and provides an iron-enriched stream and an iron-depleted stream. Solvent extraction then extracts titanium compounds from the iron-depleted stream and produces a titanium-enriched stream and a titanium-depleted raffinate stream, and recovers HCl from the iron-enriched stream and the titanium-depleted raffinate stream for reuse. in the leaching stage. Hydrolysis of the titanium-enriched stream under plug flow conditions produces a hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles. All previous steps of the process operate in super atmospheric conditions. Drying the hydrolyzate stream under mild conditions removes pore water while inhibiting rupture of the TiO2.H2O particles to produce a dry hydrolyzate stream that undergoes calcination of the TiO2.H2O to produce a calcined TiO2 material suitable for conversion to a product of pigment grade titanium oxide.
[011] Esta forma de realização pode incorporar uma ampla faixa de variações. Em uma variação simples, a pasta de lixiviação opcionalmente tem um teor de sólidos de 20% em peso a 35% em peso. Em uma outra variação, o HCl misturado com a água tem uma concentração de HCl acima de 11N. Em uma outra variação, a água e o HCl na solução de HCl ácida tem uma concentração de HCl acima da concentração de azeótropo de HCl. Em ainda uma outra variação das formas de realização acima, as condições de fluxo em pistão são fornecidas por um arranjo de reator. Outras formas de realização desta invenção podem variar as etapas e arranjos conforme aqui ensinado.[011] This embodiment can incorporate a wide range of variations. In a simple variation, the leach slurry optionally has a solids content of 20% by weight to 35% by weight. In another variation, HCl mixed with water has an HCl concentration above 11N. In another variation, the water and HCl in the acidic HCl solution have an HCl concentration above the HCl azeotrope concentration. In yet another variation of the above embodiments, plug flow conditions are provided by a reactor arrangement. Other embodiments of this invention may vary the steps and arrangements as taught herein.
[012] Uma forma de realização de processo mais limitada desta invenção lixivia um material de alimentação compreendendo minério contendo titânio tendo um tamanho médio de partícula abaixo de 100 mícrons em alta intensidade, por contato do material de alimentação com uma solução de lixiviação ácida compreendendo água e HCl em uma concentração de HCl acima de 11N para formar uma pasta de lixiviação tendo um teor de sólidos de 20 a 35% em peso em uma base de pasta total. Este arranjo lixivia a pasta em uma corrente de resíduo sólido e um licor fértil compreendendo compostos de titânio e ferro e, em seguida, adiciona cloro ao licor fértil para promover a conversão de FeCl2 (cloreto ferroso) em FeCl3 (cloreto férrico). Isso forma um licor fértil tratado a partir de cuja extração por solvente remove FeCl3 e para produzir uma corrente enriquecida de FeCl3 e uma corrente esgotada em FeCl3. A extração por solvente adicional remove compostos de titânio a partir da corrente esgotada de FeCl3 para produzir uma corrente enriquecida de titânio e uma corrente de rafinato esgotada de titânio que retorna à lixiviação de alta intensidade como reciclagem. A hidrólise de fluxo em pistão da corrente enriquecida de titânio a uma temperatura de 110 a 125°C produz uma corrente de hidrolisado que compreende partículas de TiO2.H2O. Todas as etapas e operações anteriores ocorrem em pressão super atmosférica. As partículas de TiO2.H2O são submetidas à secagem em condições suaves de 100 a 250°C por 2-4 horas para remover a água intersticial enquanto inibe a ruptura das partículas de TiO2.H2O para produzir uma corrente de hidrolisado seca. A calcinação converte o TiO2.H2O seco na corrente de hidrolisado em TiO2 e produz um material de TiO2 calcinado que o acabamento adicional pode converter em um produto de óxido de titânio de grau de pigmento.[012] A more limited process embodiment of this invention leaches a feed material comprising titanium-containing ore having an average particle size below 100 microns at high intensity, by contacting the feed material with an acidic leaching solution comprising water. and HCl at an HCl concentration above 11N to form a leach slurry having a solids content of 20 to 35% by weight on a total slurry basis. This arrangement leaches the slurry into a solid waste stream and a fertile liquor comprising titanium and iron compounds, and then adds chlorine to the fertile liquor to promote the conversion of FeCl2 (ferrous chloride) to FeCl3 (ferric chloride). This forms a fertile treated liquor from which solvent extraction removes FeCl3 and to produce a FeCl3-enriched stream and a FeCl3-depleted stream. Additional solvent extraction removes titanium compounds from the depleted FeCl3 stream to produce a titanium-enriched stream and a titanium-depleted raffinate stream that is returned to high-intensity leaching as recycling. Plug-flow hydrolysis of the titanium-enriched stream at a temperature of 110 to 125°C produces a hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles. All previous steps and operations take place at super atmospheric pressure. The TiO2.H2O particles are subjected to drying under mild conditions of 100 to 250°C for 2-4 hours to remove pore water while inhibiting the rupture of the TiO2.H2O particles to produce a dry hydrolyzate stream. Calcination converts the dry TiO2.H2O in the hydrolyzate stream to TiO2 and produces a calcined TiO2 material that further finishing can convert to a pigment grade titanium oxide product.
[013] Um aspecto independente simplificado desta invenção é um método de lixiviação de alta intensidade para a lixiviação de titânio a partir de um minério contendo titânio. O método faz entrar em contato um material de alimentação compreendendo um minério contendo titânio com uma solução de lixiviação ácida à pressão super atmosférica para formar uma pasta de lixiviação tendo um teor de sólidos acima de 20% em peso em uma base de pasta total. A solução de lixiviação ácida compreende água e HCl em uma concentração de HCl de pelo menos 5% em peso acima da concentração de azeótropo água-HCl.[013] A simplified independent aspect of this invention is a high-intensity leaching method for leaching titanium from a titanium-containing ore. The method contacts a feed material comprising a titanium-containing ore with an acidic leach solution at super atmospheric pressure to form a leach slurry having a solids content above 20% by weight on a total slurry basis. The acid leaching solution comprises water and HCl at an HCl concentration of at least 5% by weight above the water-HCl azeotrope concentration.
[014] Um outro aspecto independente desta invenção é um método de hidrólise para hidrolisar uma corrente rica em titânio para produzir uma corrente de hidrolisado compreendendo partículas de TiO2.H2O. O método inclui alimentar a corrente rica em titânio em um reator de fluxo em pistão a uma pressão super atmosférica e a uma temperatura de 110 a 125°C.[014] Another independent aspect of this invention is a hydrolysis method for hydrolyzing a titanium-rich stream to produce a hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles. The method includes feeding the titanium-rich stream into a plug flow reactor at super atmospheric pressure and a temperature of 110 to 125°C.
[015] A invenção também fornece um método para secar uma corrente de hidrolisado compreendendo partículas de TiO2.H2O em condições de secagem suaves mantidas em uma faixa de 100 a 250°C por 2-4 horas. Estas condições suaves removem a água intersticial a partir da corrente de hidrolisado enquanto inibem a ruptura das partículas de TiO2.H2O, para produzir uma corrente de hidrolisado seca com partículas de TiO2.H2O intactas e um teor de umidade abaixo de 5% em peso.[015] The invention also provides a method for drying a hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles under mild drying conditions maintained in a range of 100 to 250°C for 2-4 hours. These mild conditions remove pore water from the hydrolyzate stream while inhibiting rupture of the TiO2.H2O particles, to produce a dry hydrolyzate stream with intact TiO2.H2O particles and a moisture content below 5% by weight.
[016] Uma forma de sistema desta invenção produz um produto de óxido de titânio de grau de pigmento. O sistema entrega uma alimentação de minério contendo titânio para uma unidade de lixiviação configurada para lixiviação de alta intensidade por contato com uma solução de lixiviação ácida compreendendo água e HCl a uma concentração de HCl acima de 11N para formar uma pasta de lixiviação tendo um teor de sólidos entre 20-35% em peso em uma base de pasta total. Um separador no sistema separa a pasta de lixiviação em uma corrente de resíduo sólido e um licor fértil compreendendo compostos de titânio e ferro para o qual uma unidade de adição de cloro supre cloro que contata o licor fértil com cloro para promover a conversão de FeCl2 em FeCl3 para formar um licor fértil tratado. O sistema contata o licor fértil tratado com um solvente orgânico em uma primeira unidade de extração por solvente configurada de forma a remover FeCl3 e fornecer uma corrente enriquecida de FeCl3 e uma corrente esgotada de FeCl3. Uma segunda unidade de extração por solvente com uma configuração de sistema para receber a corrente esgotada de FeCl3 e uma composição de solvente orgânico extrai compostos contendo titânio a partir da corrente esgotada de FeCl3 para produzir uma corrente enriquecida de titânio e uma corrente de rafinato esgotada de titânio. Uma unidade de recuperação de HCl do sistema recebe a corrente enriquecida de FeCl3 e a corrente de rafinato esgotada de titânio é configurada para recuperar uma corrente de HCl de alta concentração para reuso na unidade de lixiviação de alta intensidade. Uma unidade de hidrólise configurada para receber a corrente enriquecida de titânio a converte em uma corrente de hidrolisado para produzir uma corrente de hidrolisado compreendendo partículas de TiO2.H2O sob condições de fluxo em pistão a uma temperatura de 110-125°C. A configuração do sistema opera todas as etapas anteriores em pressão super atmosférica. O sistema incorpora uma unidade de secagem para secar a corrente de hidrolisado em condições suaves para remover água intersticial enquanto inibe a ruptura das partículas de TiO2.H2O, para produzir uma corrente de hidrolisado seca. Uma unidade de calcinação da configuração seca a corrente de hidrolisado e converte TiO2.H2O em TiO2, produzindo assim um material de TiO2 calcinado que uma unidade de conversão final do sistema pode converter em um produto de óxido de titânio de grau de pigmento.[016] One form of the system of this invention produces a pigment grade titanium oxide product. The system delivers a feed of titanium-containing ore to a leaching unit configured for high-intensity leaching by contact with an acidic leaching solution comprising water and HCl at an HCl concentration above 11N to form a leach slurry having a content of solids between 20-35% by weight on a total paste basis. A separator in the system separates the leach slurry into a solid waste stream and a fertile liquor comprising titanium and iron compounds to which a chlorine addition unit supplies chlorine which contacts the fertile liquor with chlorine to promote the conversion of FeCl2 to FeCl3 to form a fertile treated liquor. The system contacts fertile liquor treated with an organic solvent in a first solvent extraction unit configured to remove FeCl3 and provide an enriched FeCl3 stream and a depleted FeCl3 stream. A second solvent extraction unit with a system configuration for receiving the depleted FeCl3 stream and an organic solvent composition extracts titanium-containing compounds from the depleted FeCl3 stream to produce a titanium-enriched stream and a depleted raffinate stream. titanium. An HCl recovery unit of the system receives the enriched FeCl3 stream and the depleted titanium raffinate stream is configured to recover a high concentration HCl stream for reuse in the high intensity leaching unit. A hydrolysis unit configured to receive the titanium-enriched stream converts it into a hydrolyzate stream to produce a hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles under plug flow conditions at a temperature of 110-125°C. The system configuration operates all previous steps at super atmospheric pressure. The system incorporates a drying unit to dry the hydrolyzate stream under mild conditions to remove pore water while inhibiting disruption of TiO2.H2O particles, to produce a dry hydrolyzate stream. A calcination unit of the configuration dries the hydrolyzate stream and converts TiO2.H2O to TiO2, thereby producing a calcined TiO2 material that a final conversion unit of the system can convert into a pigment grade titanium oxide product.
[017] Aspectos independentes adicionais desta invenção incluem reatores para uso nos mesmos. Em um tal aspecto, um reator de hidrólise compreendendo um conduto de reação boustrofedônico tendo uma entrada que recebe a corrente rica em titânio, e uma saída que libera a corrente de hidrolisado para processamento adicional. O arranjo de reator pode incluir controles de temperatura e de pressão para operar a uma temperatura de 110 a 125°C e condições super atmosféricas. Em um outro aspecto de reator desta invenção usa-se um reator de hidrólise para hidrolisar uma corrente rica em titânio e produz-se uma corrente de hidrolisado compreendendo partículas de TiO2.H2O por passagem através de um conduto de reação de fluxo em pistão tendo uma entrada que recebe a corrente rica em titânio, e uma saída que libera a corrente de hidrolisado. A operação do reator inclui sistemas de controle de temperatura e de pressão para manter uma temperatura de 110 a 125°C e uma pressão super atmosférica.[017] Additional independent aspects of this invention include reactors for use therein. In one such aspect, a hydrolysis reactor comprising a boustrophedonic reaction conduit having an inlet that receives the titanium-rich stream, and an outlet that releases the hydrolyzate stream for further processing. The reactor arrangement may include temperature and pressure controls to operate at a temperature of 110 to 125°C and super atmospheric conditions. In another reactor aspect of this invention a hydrolysis reactor is used to hydrolyze a titanium-rich stream and a hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles is produced by passing through a plug flow reaction conduit having a inlet that receives the titanium-rich stream, and an outlet that releases the hydrolyzate stream. The reactor operation includes temperature and pressure control systems to maintain a temperature of 110 to 125°C and super atmospheric pressure.
[018] Outros aspectos de tecnologia da invenção se aplicam ao processamento de correntes contendo titânio. Por exemplo, um projeto de reator vantajoso hidrolisa uma corrente rica em titânio para produzir a corrente de hidrolisado compreendendo partículas de TiO2.H2O que inclui a alimentação da corrente rica em titânio em um reator de fluxo em pistão e/ou um conduto de reação boustrofedônico operado acima da pressão atmosférica e em uma temperatura de 110 a 125°C. O método de secagem também fornece benefícios ao processamento do minério por meio da secagem da corrente de hidrolisado de partículas de TiO2.H2O, em condições de secagem suaves de 100 a 250°C por 2 a 4 horas. A secagem suave remove a água intersticial da corrente de hidrolisado enquanto inibe a ruptura das partículas de TiO2.H2O, mantendo assim as partículas secas na corrente de hidrolisado intactas enquanto reduz o teor de umidade, opcionalmente para menos de 5% em peso. Os recursos específicos utilizados na prática da invenção, isoladamente ou em combinação, incluem a operação de forma seletiva de certas etapas do processo acima da pressão atmosférica, fornecendo um estágio de lixiviação de alta intensidade para lixiviar titânio a partir do material de alimentação, e operar um sistema de recuperação de HCl que quebra o azeótropo HCl- água para regenerar um material de HCl de alta concentração (ou seja, acima da concentração do azeótropo) para reuso no estágio de lixiviação.[018] Other technological aspects of the invention apply to the processing of titanium-containing chains. For example, an advantageous reactor design hydrolyzes a titanium-rich stream to produce the hydrolyzate stream comprising TiO2.H2O particles that includes feeding the titanium-rich stream into a plug flow reactor and/or a boustrophedonic reaction conduit. operated above atmospheric pressure and at a temperature of 110 to 125°C. The drying method also provides ore processing benefits by drying the hydrolyzate stream of TiO2.H2O particles under mild drying conditions of 100 to 250°C for 2 to 4 hours. Gentle drying removes pore water from the hydrolyzate stream while inhibiting rupture of the TiO2.H2O particles, thereby keeping the dry particles in the hydrolyzate stream intact while reducing the moisture content, optionally to less than 5% by weight. Specific features utilized in the practice of the invention, alone or in combination, include selectively operating certain process steps above atmospheric pressure, providing a high-intensity leaching stage to leach titanium from the feed material, and operating an HCl recovery system that breaks down the HCl-water azeotrope to regenerate a high-concentration (i.e. above azeotrope concentration) HCl material for reuse in the leaching stage.
[019] A descrição adicional da invenção, juntamente com os desenhos, fornece características tecnológicas únicas adicionais para incorporação na prática da invenção.[019] The additional description of the invention, together with the drawings, provides additional unique technological features for incorporation into the practice of the invention.
[020] As Figs. 1a e 1b mostram um diagrama de fluxo para processamento de minério contendo titânio.[020] Figs. 1a and 1b show a flow diagram for processing titanium-containing ore.
[021] As Figs. 2a e 2b mostram um diagrama de fluxo alternativo daquele mostrado nas Figs. 1a e 1b para processamento de minério contendo titânio.[021] Figs. 2a and 2b show an alternative flow diagram to that shown in Figs. 1a and 1b for processing titanium-containing ore.
[022] As Figs. 3a-3g são diagramas esquemáticos de configurações do reator de hidrólise.[022] Figs. 3a-3g are schematic diagrams of hydrolysis reactor configurations.
[023] A Fig. 4 é um esquema de um arranjo para um reator de hidrólise.[023] Fig. 4 is a schematic of an arrangement for a hydrolysis reactor.
[024] As técnicas aqui descritas referem-se a processos e sistemas aprimorados para processamento de minério contendo titânio e produção de dióxido de titânio, particularmente de grau de pigmento. Os processos e sistemas descritos neste documento incluem vários recursos inovadores que facilitam o aumento da eficiência e/ou qualidade do produto, como será descrito em mais detalhes abaixo.[024] The techniques described herein refer to improved processes and systems for processing titanium-containing ore and producing titanium dioxide, particularly pigment grade. The processes and systems described in this document include several innovative features that facilitate increased efficiency and/or product quality, as will be described in more detail below.
[025] O termo “cerca de” significa uma variação de mais ou menos 5% de qualquer valor declarado.[025] The term “about” means a variation of plus or minus 5% of any declared value.
[026] A notação “bar-g” significa pressão manométrica.[026] The notation “bar-g” means gauge pressure.
[027] O termo “pressão super atmosférica” significa pressão acima da pressão atmosférica.[027] The term “super atmospheric pressure” means pressure above atmospheric pressure.
[028] Em algumas implementações, o processo pode ser usado para processar um ou mais tipos de minério contendo titânio, tais como rutilo, que tem um alto teor de Ti, e/ou ilmenita, que tem um teor de Ti notavelmente inferior. Outras fontes de titânio também podem ser usadas como matéria-prima para o processo. Por exemplo, as fontes de titânio podem incluir escória aprimorada, rejeitos de mina e semelhantes. Em algumas implementações, o processo inclui a preparação de uma matéria- prima contendo titânio a partir de uma ou mais fontes e inclui, por exemplo, pelo menos qualquer quantidade de 20% em peso a 50% em peso de Ti na alimentação no processo.[028] In some implementations, the process can be used to process one or more types of titanium-containing ore, such as rutile, which has a high Ti content, and/or ilmenite, which has a notably lower Ti content. Other sources of titanium can also be used as raw materials for the process. For example, sources of titanium may include upgraded slag, mine tailings, and the like. In some implementations, the process includes preparing a titanium-containing feedstock from one or more sources and includes, for example, at least any amount from 20% by weight to 50% by weight of Ti in the feed into the process.
[029] O processo pode aceitar minérios extraídos de várias composições tendo um tamanho de partícula adequado e para a maioria das aplicações terá um diâmetro médio menor do que 100 mícrons, preferencialmente menor do que 75 mícrons, e tipicamente entre 50-100 mícrons, 60-90 mícrons, ou 70-80 mícrons. Minérios comercialmente disponíveis tipicamente não atendem a esta especificação e serão submetidos a moagem em uma etapa de pré-tratamento inicial do processo. Preferencialmente, a alimentação de minério compreende ilmenita com um teor de óxido de titânio relativamente baixo de 35-55% em peso, 40-50% em peso ou 45% em peso, por exemplo.[029] The process can accept mined ores of various compositions having a suitable particle size and for most applications will have an average diameter of less than 100 microns, preferably less than 75 microns, and typically between 50-100 microns, 60 -90 microns, or 70-80 microns. Commercially available ores typically do not meet this specification and will be subjected to milling in an initial pretreatment step of the process. Preferably, the ore feed comprises ilmenite with a relatively low titanium oxide content of 35-55% by weight, 40-50% by weight or 45% by weight, for example.
[030] Múltiplas fontes de titânio diferentes podem ser misturadas a montante, de tal modo que o material moído alimentado no processo tenha certas propriedades predeterminadas ou desejadas, por exemplo, teor de Ti, granulometria e/ou outras propriedades de composição.[030] Multiple different titanium sources can be mixed upstream, such that the ground material fed into the process has certain predetermined or desired properties, for example, Ti content, particle size and/or other compositional properties.
[031] As Figs. 1a,b e 2a,b mostram duas versões dos muitos arranjos de fluxo diferentes para a prática do processo desta invenção. Essas figuras são esquemáticas e não mostram todos os equipamentos e controles relacionados que são bem conhecidos e comumente usados para praticar tais arranjos de fluxo. Os números de referência referem-se aos conteúdos dos condutos que tocam suas linhas principais.[031] Figs. 1a,b and 2a,b show two versions of the many different flow arrangements for practicing the process of this invention. These figures are schematic and do not show all of the related equipment and controls that are well known and commonly used to practice such flow arrangements. Reference numbers refer to the contents of the conduits that touch your main lines.
[032] Nos arranjos de fluxo das Fig. 1a e 2a, o material contendo titânio 10 passa por um pré-tratamento para redução de tamanho realizado pela etapa de moagem 12, que pode incluir peneiramento para produzir material moído 14. O material moído preferido tem uma granulometria relativamente consistente.[032] In the flow arrangements of Fig. 1a and 2a, the titanium-containing material 10 undergoes a size reduction pretreatment carried out by the grinding step 12, which may include sieving to produce ground material 14. The preferred ground material It has a relatively consistent grain size.
[033] O material moído 14 passa por uma ou mais etapas de lixiviação realizadas nas respectivas unidades de lixiviação. Preferencialmente, a lixiviação ocorre continuamente, como mostrado por uma etapa de lixiviação contínua 16, na qual o material moído é colocado em contato com uma solução de lixiviação ácida 18 (também referida como o lixiviante). Uma solução de lixiviação 22, preferencialmente compreendendo uma alta concentração de HCl, passa para a etapa de lixiviação contínua 16.[033] The ground material 14 goes through one or more leaching steps carried out in the respective leaching units. Preferably, leaching occurs continuously, as shown by a continuous leaching step 16, in which the ground material is brought into contact with an acidic leaching solution 18 (also referred to as the leachant). A leaching solution 22, preferably comprising a high concentration of HCl, passes to the continuous leaching step 16.
[034] Preferencialmente, a lixiviação 16 é realizada com um teor de sólidos relativamente alto e altas concentrações de ácido. Por exemplo, a lixiviação normalmente ocorre com um teor de sólidos pelo menos maior do que 10% em peso, mais tipicamente pelo menos maior do que 15% em peso e em muitos casos maior do que 20% em peso. Faixas comuns de teor de sólidos nas faixas de lixiviação de 20 a 35% em peso, preferencialmente 25 a 35% em peso, e frequentemente em uma faixa estreita de 27 a 33% em peso. As condições ácidas podem ser fornecidas usando uma solução de lixiviação normal tendo uma concentração de HCl de cerca de 11 a 13N, 11,5 a 12,5N, ou cerca de 12N. A solução de HCl pode ser fornecida com um teor de HCl de pelo menos 30% em peso, ou entre 30 a 37% em peso, ou 35 a 37% em peso, por exemplo. A solução ácida também pode ser aumentada com HCl anidro. As tecnologias convencionais para operações de lixiviação tendem a usar baixos teores de sólidos (por exemplo, abaixo de 10% em peso) e baixos níveis de acidez (por exemplo, abaixo de 10N). Esta invenção usa um teor de sólidos de minério consideravelmente mais alto do que o convencional na lixiviação, que é notavelmente mais alta do que os níveis convencionais, uma vez que a diluição é frequentemente a base para conduzir esta conversão.[034] Preferably, leaching 16 is carried out with a relatively high solids content and high acid concentrations. For example, leaching typically occurs with a solids content at least greater than 10% by weight, more typically at least greater than 15% by weight, and in many cases greater than 20% by weight. Common solids content ranges in leaching range from 20 to 35 wt%, preferably 25 to 35 wt%, and often in a narrow range of 27 to 33 wt%. Acidic conditions can be provided using a normal leach solution having an HCl concentration of about 11 to 13N, 11.5 to 12.5N, or about 12N. The HCl solution may be supplied with an HCl content of at least 30% by weight, or between 30 to 37% by weight, or 35 to 37% by weight, for example. The acidic solution can also be augmented with anhydrous HCl. Conventional technologies for leaching operations tend to use low solids (e.g. below 10% by weight) and low acidity levels (e.g. below 10N). This invention uses a considerably higher than conventional ore solids content in leaching, which is notably higher than conventional levels, since dilution is often the basis for driving this conversion.
[035] A Fig.1a mostra a solução de lixiviação ácida 18 preparada ao combinar água de lixiviação 20 e uma fonte de HCl 22 antes de suprir a solução de lixiviação ácida 18 para a unidade de lixiviação. Neste cenário, a água e o HCl podem ser misturados em uma unidade de mistura e, em seguida, a solução de lixiviação ácida 18 pode ser alimentada na unidade de lixiviação por meio de uma única entrada.[035] Fig. 1a shows the acid leaching solution 18 prepared by combining leaching water 20 and a source of HCl 22 before supplying the acid leaching solution 18 to the leaching unit. In this scenario, water and HCl can be mixed in a mixing unit and then the acidic leaching solution 18 can be fed into the leaching unit through a single inlet.
[036] Alternativamente, a Fig. 2a mostra a água 20 e a fonte de HCl 22 supridas por meio de entradas separadas na etapa de lixiviação 16 para formar a solução de lixiviação ácida in situ dentro de um ou mais vasos. A introdução por meio de múltiplas correntes individuais pode aprimorar os parâmetros de reação de controle.[036] Alternatively, Fig. 2a shows water 20 and HCl source 22 supplied through separate inlets in leaching step 16 to form the acidic leaching solution in situ within one or more vessels. Introduction via multiple individual streams can improve control reaction parameters.
[037] A etapa de lixiviação 16 pode usar uma combinação de alimentação de uma mistura de HCl e água conforme a Fig. 1a e também como uma corrente separada conforme a Fig. 2a. Assim, a unidade de lixiviação 16 pode acomodar as várias formas de alimentação de solução de lixiviação com entradas e controles de fluxo correspondentes. A fonte de HCl pode incluir HCl recuperado a partir de um sistema de reciclagem, conforme descrito em detalhes abaixo.[037] The leaching step 16 can use a combination of feeding a mixture of HCl and water as in Fig. 1a and also as a separate stream as in Fig. 2a. Thus, the leaching unit 16 can accommodate various ways of feeding leaching solution with corresponding inlets and flow controls. The source of HCl may include HCl recovered from a recycling system, as described in detail below.
[038] O HCl anidro pode ser adicionado à etapa de lixiviação 16 em um ou mais pontos no trem de digestão e pode estabilizar o conteúdo de prótons da solução conforme o cloreto é absorvido pela reação para tornar os componentes do minério solúveis como cloreto e/ou sais de hidróxi cloreto. A etapa de lixiviação contínua 16 pode, assim, ser equipada com entradas apropriadas para adicionar compostos de correntes diferentes e aditivos em locais diferentes. A etapa de lixiviação 16 pode injetar gás HCl em um vaso de lixiviação por meio de distribuidores localizados nele.[038] Anhydrous HCl can be added to the leaching step 16 at one or more points in the digestion train and can stabilize the proton content of the solution as chloride is absorbed by the reaction to make the ore components soluble as chloride and/or or hydroxy chloride salts. The continuous leaching step 16 can thus be equipped with appropriate inlets for adding compounds of different streams and additives at different locations. The leaching step 16 may inject HCl gas into a leaching vessel through distributors located therein.
[039] A lixiviação de alta intensidade pode fornecer vantagens operacionais e benefícios no processo de extração de titânio desta invenção. Alguns benefícios incluem tamanhos de equipamento reduzidos, tempo de reação reduzido (por exemplo, em 50%) e uma extração de titânio acima de 90% em peso da alimentação de minério. O consumo de energia também é reduzido, pois as reações exotérmicas geram um nível significativo de energia térmica no sistema de reação de lixiviação.[039] High-intensity leaching can provide operational advantages and benefits in the titanium extraction process of this invention. Some benefits include reduced equipment sizes, reduced reaction time (e.g. by 50%) and an extraction of titanium above 90% by weight of the ore feed. Energy consumption is also reduced as exothermic reactions generate a significant level of thermal energy in the leaching reaction system.
[040] Preferencialmente, o HCl compreende o componente acidificante substancial da solução ácida usada na etapa de lixiviação 16. No entanto, algumas implementações alternativas podem empregar qualquer modificação de processo necessária para usar HCl em combinação com outros compostos e/ou outros ácidos. O processo pode usar sobrepressão para conter componentes voláteis, tais como vapores de HCl.[040] Preferably, HCl comprises the substantial acidifying component of the acid solution used in leaching step 16. However, some alternative implementations may employ any process modification necessary to use HCl in combination with other compounds and/or other acids. The process may use overpressure to contain volatile components such as HCl vapors.
[041] A etapa de lixiviação contínua 16 produz uma pasta de lixiviação 24 que passa para uma etapa de separação sólido-líquido 26 que produz um resíduo sólido 28 juntamente com um licor fértil 30 esgotado em material sólido. Uma etapa de separação 26 pode usar qualquer tipo de separador sólido-líquido, incluindo aqueles que usam um ou mais estágios de separação. Métodos possíveis para separação incluem centrifugação para remover sólidos suspensos. Além disso, o resíduo sólido pode ser submetido a tratamentos adicionais a jusante para remover líquido residual ou de outra forma preparar o resíduo sólido para descarte (por exemplo, via aterro, como mostrado nas Figs. 1b e 2b). Por exemplo, uma etapa de lavagem (por exemplo, lavagem ácida) pode recuperar compostos tais como o Ti a partir do resíduo sólido com o líquido de lavagem resultante reciclado de volta para a unidade de lixiviação.[041] The continuous leaching step 16 produces a leaching slurry 24 that passes to a solid-liquid separation step 26 that produces a solid residue 28 together with a fertile liquor 30 depleted in solid material. A separation step 26 may use any type of solid-liquid separator, including those that use one or more separation stages. Possible methods for separation include centrifugation to remove suspended solids. Additionally, the solid waste may be subjected to additional downstream treatments to remove residual liquid or otherwise prepare the solid waste for disposal (e.g., via landfill, as shown in Figs. 1b and 2b). For example, a washing step (e.g., acid washing) can recover compounds such as Ti from the solid residue with the resulting washing liquid recycled back to the leaching unit.
[042] O ferro é então removido do licor fértil 30. Os métodos para remover o ferro incluem uma etapa de conversão de cloreto ferroso 32. A recuperação do ferro continua com uma etapa de extração por solvente (SX) 34 (também conhecido como um processo de troca de solvente). A etapa de conversão 32 adiciona cloro 36 ao licor fértil 30 para promover a conversão de FeCl2 em FeCl3 e produzir uma solução enriquecida de cloreto férrico 38 (solução de lixiviação fértil - PLS) para a extração de ferro dele na etapa de extração de solvente de ferro 34.[042] Iron is then removed from fertile liquor 30. Methods for removing iron include a ferrous chloride conversion step 32. Iron recovery continues with a solvent extraction (SX) step 34 (also known as a solvent exchange process). The conversion step 32 adds chlorine 36 to the fertile liquor 30 to promote the conversion of FeCl2 to FeCl3 and produce an enriched ferric chloride solution 38 (fertile leach solution - PLS) for extracting iron from it in the solvent extraction step of iron 34.
[043] Vários solventes orgânicos 40 podem ser usados para a etapa de extração de solvente de ferro e sua seletividade para metal no licor fértil irá variar. Os solventes típicos são os hidrocarbonetos cetônicos e, preferencialmente, os hidrocarbonetos cetônicos de cadeia ramificada. Os solventes extrativos adequados incluem cetonas da estrutura geral iso-Cx cetona, com uma preferência particular para cetonas com átomos de carbono terciários. A escolha de solventes extrativos geralmente depende da seletividade de solvente desejada nas condições de operação desejadas. Cetonas específicas adequadas para a etapa SX do processo incluem metil isobutil cetona (MIBK), diisobutil cetona (DIBK), hexil cetonas sozinhas ou em combinação e com outros solventes.[043] Various organic solvents 40 can be used for the iron solvent extraction step and their selectivity for metal in the fertile liquor will vary. Typical solvents are ketone hydrocarbons and, preferably, branched-chain ketone hydrocarbons. Suitable extractive solvents include ketones of the general iso-Cx ketone structure, with a particular preference for ketones with tertiary carbon atoms. The choice of extractive solvents generally depends on the desired solvent selectivity under the desired operating conditions. Specific ketones suitable for the SX step of the process include methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK), hexyl ketones alone or in combination and with other solvents.
[044] As condições de temperatura mais úteis na etapa SX geralmente variam com a composição de solvente selecionada, bem como a composição do licor fértil. Os compostos de solvente mais adequados têm pontos de vaporização rápida relativamente baixos e são bastante voláteis nas condições de temperatura de operação típicas na SX. As temperaturas da etapa SX geralmente variam de 35 a 65°C. Consequentemente, o sistema SX normalmente operará sob pressão positiva para evitar a liberação de compostos solventes voláteis. Uma ventilação (não mostrada) também é fornecida para remover os orgânicos antes da liberação do gás inerte (por exemplo, nitrogênio, CO2 são opções potenciais para gás inerte) para a atmosfera após a lavagem.[044] The most useful temperature conditions in the SX step generally vary with the selected solvent composition, as well as the composition of the fertile liquor. The most suitable solvent compounds have relatively low flash vaporization points and are quite volatile under typical operating temperature conditions in SX. SX stage temperatures generally range from 35 to 65°C. Consequently, the SX system will normally operate under positive pressure to prevent the release of volatile solvent compounds. A vent (not shown) is also provided to remove organics before releasing inert gas (e.g., nitrogen, CO2 are potential options for inert gas) to the atmosphere after flushing.
[045] O arranjo da etapa de extração por solvente de Fe (que também pode ser referido como o processo de troca de solvente) recupera altas concentrações de metais sólidos a partir do PLS. A invenção usa um circuito orgânico SX típico para limpar o solvente, extraindo células, lavando células e removendo células que extraem, purificam e separam metais a partir de um dado solvente para fornecer metais de Fe e Ti purificados. O método desta invenção contrasta com outros métodos que dependem de uma diluição mais alta para aumentar a eficácia do solvente.[045] The Fe solvent extraction step arrangement (which can also be referred to as the solvent exchange process) recovers high concentrations of solid metals from the PLS. The invention uses a typical SX organic circuit to clean the solvent by extracting cells, washing cells and removing cells that extract, purify and separate metals from a given solvent to provide purified Fe and Ti metals. The method of this invention contrasts with other methods that rely on higher dilution to increase solvent effectiveness.
[046] A composição de solvente pode incluir um modificador, um redutor de viscosidade e um solvente extrativo. Os modificadores adequados incluem Exxal 13® fabricado pela Exxon compreendendo um corte de destilação a partir de uma produção de óxido de propileno tendo um oxi-hidrocarboneto de cadeia ramificada e uma composição estérica específica que contém unidades polimerizadas de propileno e oxigênio. Redutores de viscosidade adequados incluem querosene tendo uma faixa de ebulição diferente daquela do combustível de jato convencional. O redutor de viscosidade reduz a viscosidade da composição de solvente para permitir uma melhor interação nos sistemas de mistura da(s) unidade(s) SX.[046] The solvent composition may include a modifier, a viscosity reducer and an extractive solvent. Suitable modifiers include Exxal 13® manufactured by Exxon comprising a distillation cut from a propylene oxide production having a branched chain oxyhydrocarbon and a specific steric composition containing polymerized propylene and oxygen units. Suitable viscosity reducers include kerosene having a boiling range different from that of conventional jet fuel. The viscosity reducer reduces the viscosity of the solvent composition to allow for better interaction in the mixing systems of the SX unit(s).
[047] Alguns arranjos desta invenção usam uma abordagem de recirculação única para purificação dos extratores de metal em ambos o Fe (e circuito de Ti, como descrito posteriormente). Esta abordagem purifica o extrator de Fe no circuito de Fe (também aplicável à extração de Ti, conforme descrito posteriormente) com uma remoção essencialmente completa do solvente para a recuperação de Fe. A separação essencialmente completa normalmente carrega alguns cátions indesejáveis. O projeto do sistema de reciclagem retém algum Fe no solvente, de tal modo que a etapa de condicionamento do solvente pode eliminar pelo menos alguns dos cátions indesejáveis. Por exemplo, a invenção pode facilitar a recuperação de Fe com uma SX, por meio da qual o Fe “elimina” o Ti no estágio de extração por solvente de ferro, de tal modo que o Ti permaneça no rafinato de Fe em vez de ser extraído com o FeCl3.[047] Some arrangements of this invention use a single recirculation approach for purification of the metal extractors in both the Fe (and Ti circuit, as described later). This approach purifies the Fe extractor in the Fe circuit (also applicable to Ti extraction, as described later) with essentially complete removal of the solvent for Fe recovery. Essentially complete separation typically carries away some undesirable cations. The design of the recycling system retains some Fe in the solvent, such that the solvent conditioning step can eliminate at least some of the undesirable cations. For example, the invention may facilitate the recovery of Fe with an SX, whereby the Fe “eliminates” the Ti in the iron solvent extraction stage such that the Ti remains in the Fe raffinate rather than being extracted with FeCl3.
[048] A etapa de extração por solvente 34 alimenta a solução enriquecida de cloreto férrico 38 em pelo menos um vaso junto com um solvente de extração de Fe orgânico 40 para produzir um licor enriquecido de ferro 42 e um licor fértil esgotado de ferro 48. O tratamento do licor enriquecido de ferro 42 pode produzir um ou mais produtos finais.[048] The solvent extraction step 34 feeds the enriched ferric chloride solution 38 into at least one vessel together with an organic Fe extraction solvent 40 to produce an iron-enriched liquor 42 and a fertile iron-depleted liquor 48. Treatment of iron-enriched liquor 42 can produce one or more final products.
[049] A Fig.1a mostra a recuperação de licor enriquecido de ferro 42, muitas vezes seguindo uma etapa de evaporação (não mostrada) que forma um concentrado aquoso de uma maneira descrita a seguir em mais detalhes. Tipicamente, este concentrado tem uma composição adequada para uso como coagulante no tratamento e purificação de água. A pureza tipicamente muito alta de FeCl3 no licor 42 enriquecido de ferro facilita a evaporação e a formação de um produto de cloreto férrico 43.[049] Fig. 1a shows the recovery of iron-enriched liquor 42, often following an evaporation step (not shown) that forms an aqueous concentrate in a manner described below in more detail. Typically, this concentrate has a composition suitable for use as a coagulant in water treatment and purification. The typically very high purity of FeCl3 in iron-enriched liquor 42 facilitates evaporation and the formation of a ferric chloride 43 product.
[050] A Fig.2a mostra uma implementação onde um licor enriquecido de ferro 42 é submetido a tratamentos adicionais para recuperar HCl a partir do licor. Esta configuração usa cristalização, conforme descrito a seguir com mais detalhes.[050] Fig. 2a shows an implementation where an iron-enriched liquor 42 is subjected to additional treatments to recover HCl from the liquor. This configuration uses crystallization, as described below in more detail.
[051] Um segundo estágio de lixiviação (não mostrado) digere Fe antes do estágio de cristalização. A cristalização do Fe digerido para formar material cristalino de FeCl2 pode remover quantidades significativas de Fe a partir do licor 42. Algumas implementações desta invenção podem recuperar até 25% em peso de FeCl2 cristalino (por exemplo, rendimento potencial de cristalitos de Fe2 a partir deste segundo estágio de lixiviação.) O controle adequado da concentração de ácido, das condições de temperatura e da solubilidade dos sais ácidos na segunda lixiviação promoverá a cristalização do FeCl2. Em contraste, esses parâmetros irão variar significativamente quando se busca evitar a cristalização do Fe digerido. A remoção do ferro pode fornecer um precursor de pigmento amarelo. O cloreto férrico 43 encontra usos múltiplos do produto.[051] A second leaching stage (not shown) digests Fe before the crystallization stage. Crystallization of digested Fe to form FeCl2 crystalline material can remove significant amounts of Fe from liquor 42. Some implementations of this invention can recover up to 25% by weight of crystalline FeCl2 (e.g., potential yield of Fe2 crystallites from this second leaching stage.) Proper control of acid concentration, temperature conditions, and solubility of acid salts in the second leaching will promote crystallization of FeCl2. In contrast, these parameters will vary significantly when seeking to avoid crystallization of digested Fe. Removal of iron can provide a yellow pigment precursor. Ferric Chloride 43 finds multiple product uses.
[052] A operação de extração de ferro também pode ou alternativamente converter licor enriquecido de ferro 42 em FeOOH por meio de um processo secundário (não mostrado). A conversão em FeOOH pode envolver uma neutralização (por exemplo, com soda cáustica) para precipitar FeOOH a partir da solução de lixiviação fértil, que é parcialmente cristalizado como FeO no processo. Esta etapa alternativa neutraliza o FeCl2 com NaOH sob temperatura controlada para precipitar o hidróxido em configurações cristalinas com qualidade adequada para uso de grau de pigmento. Especificamente, FeOOH é comercialmente útil como um aditivo de pigmentação amarela.[052] The iron extraction operation can also or alternatively convert iron-enriched liquor 42 into FeOOH through a secondary process (not shown). Conversion to FeOOH may involve neutralization (e.g. with caustic soda) to precipitate FeOOH from the fertile leach solution, which is partially crystallized as FeO in the process. This alternative step neutralizes the FeCl2 with NaOH under controlled temperature to precipitate the hydroxide into crystalline configurations with quality suitable for pigment grade use. Specifically, FeOOH is commercially useful as a yellow pigmentation additive.
[053] Com referência às Figs. 1b e 2b, um licor fértil esgotado de ferro 48 produzido pela extração por solvente de ferro 34 passa para uma extração por solvente de Ti 50 para extrair Ti e produz um licor enriquecido de Ti 52 e um rafinato 54. A etapa de extração 50 usa um solvente orgânico 56. Em um sentido amplo duas etapas de extração por solvente 34 e 50 operam como um sistema de purificação de titânio geral para separar titânio de outros componentes do licor fértil 30.[053] With reference to Figs. 1b and 2b, a depleted fertile liquor of iron 48 produced by solvent extraction of iron 34 passes to a solvent extraction of Ti 50 to extract Ti and produces an enriched liquor of Ti 52 and a raffinate 54. The extraction step 50 uses an organic solvent 56. In a broad sense two solvent extraction steps 34 and 50 operate as a general titanium purification system to separate titanium from other components of the fertile liquor 30.
[054] Uma variedade de solventes funcionará no Ti SX. Os solventes preferidos são aqueles previamente descritos para usar o Fe SX. Mais preferencialmente, o Ti SX e o Fe SX usarão o mesmo solvente. A composição do solvente também pode incluir um modificador (do tipo descrito anteriormente), um redutor de viscosidade (do tipo descrito anteriormente), juntamente com o solvente extrativo.[054] A variety of solvents will work on the Ti SX. Preferred solvents are those previously described for using Fe SX. Most preferably, Ti SX and Fe SX will use the same solvent. The solvent composition may also include a modifier (of the type described above), a viscosity reducer (of the type described above), together with the extractive solvent.
[055] O arranjo da etapa Ti SX recupera altas concentrações de metais sólidos. Como no caso da recuperação de ferro, a etapa SX 50 também contrasta com outros métodos que dependem de diluição mais alta para aumentar a eficácia do solvente e podem novamente empregar a abordagem única de recirculação, conforme descrito anteriormente para extração por solvente de ferro 34. A remoção completa do solvente para a recuperação de Ti pode transportar cátions indesejáveis, conforme descrito para a extração por solvente de Fe (como pode acontecer com a recuperação por solvente de Fe) e o sistema de reciclagem e a etapa de condicionamento de solvente retém algum Ti no solvente para eliminar pelo menos uma parte desses cátions. A limpeza do solvente de Ti usará, preferencialmente, um circuito orgânico conforme descrito anteriormente. No caso do Ti, o circuito orgânico processa uma alimentação de principalmente Ti.[055] The Ti SX step arrangement recovers high concentrations of solid metals. As in the case of iron recovery, the SX 50 step also contrasts with other methods that rely on higher dilution to increase solvent effectiveness and may again employ the unique recirculation approach as previously described for iron 34 solvent extraction. Complete solvent removal for Ti recovery can carry away undesirable cations as described for Fe solvent extraction (as can happen with Fe solvent recovery) and the recycling system and solvent conditioning step retains some Ti in the solvent to eliminate at least a portion of these cations. Ti solvent cleanup will preferably use an organic circuit as previously described. In the case of Ti, the organic circuit processes a supply of mainly Ti.
[056] O presente processo produz altas concentrações de Fe e Ti na alimentação para as unidades de extração por solvente. O processo pode produzir concentrações tipicamente 2 a 3 vezes mais altas do que os processos convencionais e na faixa de 60.000 a 70.000 g/l. Esta característica distinta pode facilitar equipamentos menores, tempos de sedimentação mais rápidos na SX e mais fácil remoção e lavagem do solvente para recuperar o(s) metal(is) de interesse. Enquanto o hardware SX (por exemplo, equipamentos tais como tubulações e vasos) pode ser convencional, as condições de operação de mistura e sedimentação são muito mais eficientes no que diz respeito ao consumo de solvente e tempo de residência nas células da unidade SX.[056] The present process produces high concentrations of Fe and Ti in the feed for the solvent extraction units. The process can produce concentrations typically 2 to 3 times higher than conventional processes and in the range of 60,000 to 70,000 g/l. This distinctive feature can facilitate smaller equipment, faster settling times in the SX, and easier solvent removal and washing to recover the metal(s) of interest. While the SX hardware (e.g., equipment such as piping and vessels) may be conventional, the mixing and settling operating conditions are much more efficient with respect to solvent consumption and residence time in the SX unit cells.
[057] Em muitos casos, o licor enriquecido de Ti 52 passa como uma alimentação para hidrólise. O controle do licor 52 pode ajustar sua composição para atender a padrões específicos (por exemplo, concentração de TiOCl2 e cloreto) que facilitam a hidrólise para padrões exatos de tamanho e morfologia.[057] In many cases, the Ti 52-enriched liquor passes as a feed for hydrolysis. Liquor 52 control can adjust its composition to meet specific standards (e.g., TiOCl2 and chloride concentration) that facilitate hydrolysis to exact size and morphology standards.
[058] As Figs. 1b e 2b mostram licor enriquecido de Ti 52 passando para a etapa de hidrólise 58 para produzir o hidrolisado 60. A etapa de hidrólise 58 pode usar diferentes parâmetros de controle de processo e qualquer projeto adequado de reator de hidrólise, tal como os reatores de hidrólise 62 mostrados nas Figs. 3 e 4 e descritos a seguir.[058] Figs. 1b and 2b show Ti-enriched liquor 52 passing to the hydrolysis step 58 to produce the hydrolyzate 60. The hydrolysis step 58 can use different process control parameters and any suitable hydrolysis reactor design, such as hydrolysis reactors. 62 shown in Figs. 3 and 4 and described below.
[059] Os reatores de hidrólise, tais como os reatores de hidrólise 62, operam em condições que formam partículas de TiO2.H2O. Os reatores de hidrólise altamente adequados são aqueles que têm um projeto de fluxo em pistão. Um projeto de fluxo em pistão significa fluxo substancialmente laminar sem mistura de retorno apreciável. Os reatores de projeto de fluxo em pistão preferidos terão um número de Peclet de pelo menos 100.[059] Hydrolysis reactors, such as hydrolysis reactors 62, operate under conditions that form TiO2.H2O particles. Highly suitable hydrolysis reactors are those that have a plug flow design. A plug flow design means substantially laminar flow with no appreciable back mixing. Preferred plug flow design reactors will have a Peclet number of at least 100.
[060] Preferencialmente, o reator em pistão compreenderá uma série de tubos contendo elementos de mistura, tais como tubos dispostos em série e separados por misturadores em linha. Uma variedade de misturadores em linha adequados funcionará, tais como misturadores estáticos. Preferencialmente, a configuração dos misturadores em conjunto com as condições operacionais (por exemplo, taxa de fluxo), fornecerá uma mistura de fluxo substancialmente para a frente com pouca ou nenhuma mistura de retorno. A mistura de retorno inaceitavelmente alta pode complicar o controle do tempo de residência e afetar adversamente o controle do tamanho das partículas.[060] Preferably, the piston reactor will comprise a series of tubes containing mixing elements, such as tubes arranged in series and separated by in-line mixers. A variety of suitable in-line mixers will work, such as static mixers. Preferably, the configuration of the mixers in conjunction with the operating conditions (e.g., flow rate), will provide substantially forward-flow mixing with little or no back mixing. Unacceptably high return mixing can complicate residence time control and adversely affect particle size control.
[061] Em algumas implementações, o reator de hidrólise 62 é configurado como um reator do tipo Buss para promover intensa mistura (conforme ilustrado e oferecido pela IPP - International Process Plants). Um reator do tipo Buss constitui uma nova abordagem para a produção de TiO2.[061] In some implementations, the hydrolysis reactor 62 is configured as a Buss-type reactor to promote intense mixing (as illustrated and offered by IPP - International Process Plants). A Buss-type reactor constitutes a new approach for TiO2 production.
[062] O tempo de residência e a temperatura no reator de hidrólise são controlados para fornecer partículas tendo morfologia adequada (forma arredondada) e aproximadamente o tamanho desejado para o TiO2 de grau de pigmento comercial. Preferencialmente, o tamanho das partículas varia de 180 a 400 nm em distribuição (por exemplo, conforme medido por um analisador óptico que tipicamente gera uma curva em sino). O reator de hidrólise opera a uma pressão que controla a geração de HCl na reação e a uma temperatura bem acima do ponto de ebulição azeotrópico à pressão atmosférica. Na maioria dos casos, a hidrólise opera a uma pressão de até 5 bar-g, preferencialmente de 0,15 a 4 bar-g, mais preferencialmente de 0,15 a 2 bar-g e mais preferencialmente de 0,15 a 0,25 bar-g; e geralmente a uma temperatura de até 125°C, e preferencialmente de 110 a 125°C, e mais preferencialmente de 115 a 120°C.[062] The residence time and temperature in the hydrolysis reactor are controlled to provide particles having suitable morphology (rounded shape) and approximately the desired size for commercial pigment grade TiO2. Preferably, the particle size ranges from 180 to 400 nm in distribution (e.g., as measured by an optical analyzer which typically generates a bell curve). The hydrolysis reactor operates at a pressure that controls the generation of HCl in the reaction and at a temperature well above the azeotropic boiling point at atmospheric pressure. In most cases, the hydrolysis operates at a pressure of up to 5 bar-g, preferably 0.15 to 4 bar-g, more preferably 0.15 to 2 bar-g and most preferably 0.15 to 0. 25 bar-g; and generally at a temperature of up to 125°C, and preferably 110 to 125°C, and more preferably 115 to 120°C.
[063] Os métodos de hidrólise convencionais operam em condições atmosféricas que limitam a temperatura a cerca de 104°C que, por sua vez, retarda a reação consideravelmente e falha em fornecer morfologia aprimorada para o produto hidrolisado. O controle de pressão também permite a ventilação controlada que protege a atmosfera circundante perto do reator e permite a recuperação de substancialmente todo o HCl produzido pela reação de hidrólise. Uma implementação preferida do reator de hidrólise aqui descrito opera a pressão e temperatura elevadas para formar morfologia e tamanho de partícula adequados do hidrolisado de TiO2.[063] Conventional hydrolysis methods operate under atmospheric conditions that limit the temperature to about 104°C which, in turn, slows down the reaction considerably and fails to provide improved morphology for the hydrolyzed product. Pressure control also allows for controlled ventilation that protects the surrounding atmosphere near the reactor and allows for the recovery of substantially all of the HCl produced by the hydrolysis reaction. A preferred implementation of the hydrolysis reactor described herein operates at elevated pressure and temperature to form suitable morphology and particle size of the TiO2 hydrolyzate.
[064] Os processos de hidrólise convencionais têm usado tanques em batelada ou agitados operando no ponto de ebulição do azeótropo de HCl em condições atmosféricas. As Figs. 3a-3g ilustram algumas das configurações preferidas para a etapa de hidrólise 58 e zonas de reação associadas na forma de um conduto de reação 66 compreendendo um tubo. O tipo de tubo do conduto de reação 66 pode usar qualquer configuração que, preferencialmente, forneça um comprimento de tubo estendido. Embora as Figs. 3a-3g mostrem um único conduto, a etapa de hidrólise 58 pode usar vários condutos de reação operando em série e/ou paralelo. As configurações do reator de hidrólise 62 também incluem uma entrada de alimentação 68 e uma saída de produto 70 nas extremidades do conduto de reação 66.[064] Conventional hydrolysis processes have used batch or stirred tanks operating at the boiling point of the HCl azeotrope under atmospheric conditions. Figs. 3a-3g illustrate some of the preferred configurations for the hydrolysis step 58 and associated reaction zones in the form of a reaction conduit 66 comprising a tube. The reaction conduit tube type 66 may use any configuration that preferably provides an extended tube length. Although Figs. 3a-3g show a single conduit, the hydrolysis step 58 may use multiple reaction conduits operating in series and/or parallel. The configurations of the hydrolysis reactor 62 also include a feed inlet 68 and a product outlet 70 at the ends of the reaction conduit 66.
[065] Os condutos de reação 66 podem incluir um ou mais misturadores em linha 71, conforme representado nas Figs. 3a-3d. As configurações preferidas colocam o misturador em linha em intervalos regulares e, tipicamente, nas partes retas dos condutos. Assim, a invenção irá preferencialmente usar pelo menos um e mais preferencialmente múltiplos misturadores distribuídos ao longo do comprimento do conduto de reação.[065] The reaction conduits 66 may include one or more in-line mixers 71, as depicted in Figs. 3a-3d. Preferred configurations place the mixer in-line at regular intervals and typically on straight portions of the conduits. Thus, the invention will preferably use at least one and more preferably multiple mixers distributed along the length of the reaction conduit.
[066] As Figs. 3a-3g mostram apenas uma amostra da ampla variedade de formatos para o tubo que o conduto de reação 66 pode assumir. O conduto de reação 66 pode compreender uma ou mais linhas lineares. As Figs. 3a e 3d mostram os respectivos arranjos de uma única linha e duas seções de tubo linear conectadas por uma seção curva. As Figs. 3b, 3c e 3e mostram o conduto de reação 66 em uma configuração boustrofedônica, ou seja, serpentina. A Fig. 3f ilustra uma configuração em espiral para o conduto de reação 66. Configurações adicionais para o conduto de reação incluem ondas de pulso. A Fig. 3g representa uma variedade de onda quadrada de ondas de pulso como uma configuração de conduto de reação 66.[066] Figs. 3a-3g show just a sampling of the wide variety of shapes for the tube that the reaction conduit 66 can take. The reaction conduit 66 may comprise one or more linear lines. Figs. 3a and 3d show the respective arrangements of a single line and two linear pipe sections connected by a curved section. Figs. 3b, 3c and 3e show the reaction conduit 66 in a boustrophedonic configuration, i.e., serpentine. Fig. 3f illustrates a spiral configuration for the reaction conduit 66. Additional configurations for the reaction conduit include pulse waves. Fig. 3g represents a square wave array of pulse waves as a reaction conduit 66 configuration.
[067] Como mostrado representativamente na Fig. 3b, a etapa de hidrólise 62 também pode incluir um ou mais sensores de temperatura 72 acoplados a um controlador 74, bem como um sensor de tempo de residência 73 e controlador 85. O reator de hidrólise pode operar geralmente adiabaticamente controlando-se o fluxo de entrada de núcleos e TiOCl2 de tal modo que a temperatura do fluido não diminua substancialmente daquela da alimentação de entrada. A medição do tamanho de partícula do efluente por análise óptica antes da alimentação a jusante (por exemplo, para o secador) pode fornecer pontos de ajuste de controle de entrada.[067] As shown representatively in Fig. 3b, the hydrolysis step 62 may also include one or more temperature sensors 72 coupled to a controller 74, as well as a residence time sensor 73 and controller 85. The hydrolysis reactor may generally operate adiabatically by controlling the inlet flow of cores and TiOCl2 in such a way that the temperature of the fluid does not decrease substantially from that of the inlet feed. Measuring effluent particle size by optical analysis prior to feeding downstream (e.g., to the dryer) can provide inlet control set points.
[068] As Figs. 3a-e mostram elementos auxiliares do reator de hidrólise 62. As Figs. 3a-3d mostram cada conduto de reação 66 dentro de um alojamento 74. A Fig. 3e mostra um conduto de reação 66 em um arranjo boustrofônico sem um alojamento e conduto retido no lugar por uma estrutura de suporte 75 tendo braços que se estendem verticalmente a partir de uma base.[068] Figs. 3a-e show auxiliary elements of the hydrolysis reactor 62. Figs. Fig. 3a-3d show each reaction conduit 66 within a housing 74. Fig. 3e shows a reaction conduit 66 in a boustrophonic arrangement without a housing and conduit held in place by a support structure 75 having arms extending vertically to from a base.
[069] A Fig.4 ilustra um outro exemplo do reator de hidrólise 62. Uma camisa de aquecimento 77 circunda o conduto de reação 66 do reator de hidrólise 62 para receber e expelir um fluido de aquecimento para aquecer condutivamente o fluido de hidrólise conforme ele passa através do conduto 66. O fluido de aquecimento tipicamente entra na camisa de aquecimento 77 na extremidade a jusante do conduto de reação 66 e sai da extremidade a montante. Embora a Fig. 4 mostre um único fluxo de fluido de aquecimento através do tubo 66, o fluido de aquecimento pode entrar e/ou sair do conduto de reação 66 em vários pontos em qualquer lugar ao longo de seu comprimento. O fluido de hidrólise também pode passar através de um ou mais elementos de fluxo em pistão 67 que obstruem total ou parcialmente o trajeto através do conduto de reação 66.[069] Fig. 4 illustrates another example of the hydrolysis reactor 62. A heating jacket 77 surrounds the reaction conduit 66 of the hydrolysis reactor 62 to receive and expel a heating fluid to conductively heat the hydrolysis fluid as it passes through conduit 66. Heating fluid typically enters heating jacket 77 at the downstream end of reaction conduit 66 and exits at the upstream end. Although Fig. 4 shows a single flow of heating fluid through tube 66, heating fluid may enter and/or exit reaction conduit 66 at various points anywhere along its length. The hydrolysis fluid may also pass through one or more plug flow elements 67 that completely or partially obstruct the path through the reaction conduit 66.
[070] A Fig. 4 também mostra o trajeto do fluxo de fluido de hidrólise a partir dos tanques de alimentação para um tanque de armazenamento. Preferencialmente, os tanques de alimentação separados fornecerão núcleos e TiOCl2 que passam através de um misturador 79 e, em seguida, entram no conduto de reação 66 através de uma entrada 68 e saem através de uma saída 70. Uma válvula de contrapressão 81 controla a pressão no conduto de reação 66. A Fig.4 mostra um tanque de armazenamento típico que se comunica com a saída 70 para receber o efluente da hidrólise.[070] Fig. 4 also shows the flow path of hydrolysis fluid from the feed tanks to a storage tank. Preferably, the separate feed tanks will supply cores and TiOCl2 which pass through a mixer 79 and then enter the reaction conduit 66 through an inlet 68 and exit through an outlet 70. A back pressure valve 81 controls the pressure. in the reaction conduit 66. Fig. 4 shows a typical storage tank that communicates with the outlet 70 to receive the hydrolysis effluent.
[071] Os núcleos podem ser adicionados com base em vários parâmetros e métodos; produzidos por vários métodos; e adicionados ao conduto de reação 66 de uma variedade de maneiras diferentes das representadas pela Fig. 4. A adição de núcleos frequentemente varia de 0,1% em peso a 2,5% em peso e às vezes em uma concentração de menos do que 1,0% em peso. Os núcleos podem ser produzidos usando uma etapa de neutralização para precipitar TiOCl2 na alimentação de hidrólise. O tamanho dos núcleos cai tipicamente abaixo de 35 nm em tamanho e preferencialmente abaixo de 25 nm em tamanho. A descrição acima não é uma limitação das propriedades dos núcleos, métodos de produção e métodos de adição.[071] Cores can be added based on various parameters and methods; produced by various methods; and added to the reaction conduit 66 in a variety of ways other than those represented by Fig. 4. Addition of nuclei often ranges from 0.1 wt% to 2.5 wt% and sometimes at a concentration of less than 1.0% by weight. Cores can be produced using a neutralization step to precipitate TiOCl2 in the hydrolysis feed. The size of the cores typically falls below 35 nm in size and preferably below 25 nm in size. The above description is not a limitation of the properties of cores, production methods and addition methods.
[072] As Figs. 1b e 2b mostram a corrente de hidrolisado 60 passando do reator de hidrólise 58 para uma seção de separação sólido- líquido 99. A seção de separação 99 pode usar qualquer tipo de separação e muitas vezes emprega uma centrífuga ou filtro, tipicamente em forma de placa, para remover o ácido concentrado e água de lavagem a partir do hidrolisado contido no meio ácido do reator de hidrólise. Uma fração contendo sólidos 76 incluindo partículas de TiO2.H2O passa para um estágio de pré-calcinação 78 para remover a umidade antes da pré- calcinação ou calcinação.[072] Figs. 1b and 2b show the hydrolyzate stream 60 passing from the hydrolysis reactor 58 to a solid-liquid separation section 99. The separation section 99 may use any type of separation and often employs a centrifuge or filter, typically in plate form. , to remove the concentrated acid and wash water from the hydrolyzate contained in the acidic medium of the hydrolysis reactor. A fraction containing solids 76 including TiO2.H2O particles passes to a pre-calcination stage 78 to remove moisture prior to pre-calcination or calcination.
[073] O estágio de pré-calcinação 78 ou estágio remove ou reduz a umidade na fração sólida antes de sofrer calcinação em temperatura elevada. Preferencialmente, o estágio de pré-calcinação 78 opera sob condições de baixa intensidade, nas quais o controle de tempo e de temperatura durante a secagem evita a ebulição da umidade intersticial na fração sólida. Evitar a ebulição rápida previne ou inibe a pressão de criar pressão de partícula interna na partícula e resultar em ruptura ou explosão de partículas, muito similar a pipoca estourando. Conduzir a etapa de pré- calcinação de secagem de uma maneira que remova lentamente qualquer umidade, incluindo água superficial, não ligada e ligada contida nas partículas, evitará o aumento de pressão e prevenirá ou mitigará danos às partículas. Assim, o estágio de pré-calcinação 78 gentilmente seca a fração sólida 76 para produzir uma fração sólida seca 80 contendo TiO2.H2O. A corrente seca a partir do estágio de pré-calcinação 78 pode passar através de uma seção de separação sólido-líquido 79 que supre a fração sólida seca 80.[073] The pre-calcination stage 78 or stage removes or reduces moisture in the solid fraction before undergoing calcination at elevated temperature. Preferably, the pre-calcination stage 78 operates under low intensity conditions, in which time and temperature control during drying prevents the boiling of interstitial moisture in the solid fraction. Avoiding rapid boiling prevents or inhibits pressure from creating internal particle pressure on the particle and resulting in particle rupture or explosion, much like popcorn popping. Conducting the pre-calcination drying step in a manner that slowly removes any moisture, including surface, unbound and bound water contained in the particles, will prevent pressure build-up and prevent or mitigate particle damage. Thus, the pre-calcination stage 78 gently dries the solid fraction 76 to produce a dry solid fraction 80 containing TiO2.H2O. The dry stream from the pre-calcination stage 78 may pass through a solid-liquid separation section 79 which supplies the dry solid fraction 80.
[074] A unidade de secagem opera tipicamente a temperaturas de 100 a 250°C com uma faixa preferida de 120-230°C e um tempo de residência tipicamente não menor do que 2 horas e não maior do que 4 horas. Estas condições de operação podem causar danos corrosivos às partes internas pela liberação de HCl residual nas partículas de TiO2.H2O que se combinam com a evolução da água para fazer um material ácido diluído corrosivo. Este material ácido pode corroer o material usual de aço inoxidável usado para tal equipamento. Construir as partes internas do secador com materiais resistentes à corrosão protege contra tais danos.[074] The drying unit typically operates at temperatures of 100 to 250°C with a preferred range of 120-230°C and a residence time typically of no less than 2 hours and no greater than 4 hours. These operating conditions can cause corrosive damage to internal parts by releasing residual HCl in the TiO2.H2O particles which combine with the evolution of water to make a corrosive dilute acidic material. This acidic material can corrode the usual stainless steel material used for such equipment. Constructing the internal parts of the dryer with corrosion-resistant materials protects against such damage.
[075] Esta fração sólida seca 80 pode então passar para uma etapa de calcinação 82. Em algumas implementações, a saída do secador é um sólido de fluxo livre com apenas um menor teor de umidade de 1 a 3% em peso e, preferencialmente, cerca de 2% em peso ou menos. Antes de entrar na etapa de calcinação 82, a fração sólida pode receber aditivos para finalidades de controle de aglomeração, etc.[075] This dried solid fraction 80 can then pass to a calcination step 82. In some implementations, the output from the dryer is a free-flowing solid with only a lower moisture content of 1 to 3% by weight and, preferably, about 2% by weight or less. Before entering the calcination step 82, the solid fraction may receive additives for agglomeration control purposes, etc.
[076] A fração sólida seca 80 passa para uma etapa de calcinação 82 para produzir um hidrato de TiO2. A calcinação pode usar qualquer equipamento e condições de operação adequados. Preferencialmente, o calcinador compreende um projeto de queima direta e mais preferencialmente o calcinador usará circulação de gás de queima indireta. Tipicamente, a calcinação inclui controle de zona para gerenciar a escalada da temperatura e incluirá vários pontos de controle. As medições de área de superfície BET podem fornecer um parâmetro de controle indicando a redução desejada que ocorre durante o ciclo de calor de calcinação do calcinador. O hidrato de TiO2 tem uma área de superfície típica de 100 m2/g ou mais alta e a área de superfície dos produtos de calcinação deve ser idealmente menor do que 15 m2/g e preferencialmente menor do que 10 m2/g. A invenção pode ganhar uma vantagem particular ao usar uma temperatura de calcinador em uma faixa de 900 a 1050°C.[076] The dry solid fraction 80 passes to a calcination step 82 to produce a TiO2 hydrate. Calcination can use any suitable equipment and operating conditions. Preferably, the calciner comprises a direct firing design and more preferably the calciner will use indirect firing gas circulation. Typically, calcination includes zone control to manage temperature escalation and will include multiple control points. BET surface area measurements can provide a control parameter indicating the desired reduction that occurs during the calcination heat cycle of the calciner. TiO2 hydrate has a typical surface area of 100 m2/g or higher and the surface area of calcination products should ideally be less than 15 m2/g and preferably less than 10 m2/g. The invention can gain a particular advantage when using a calciner temperature in a range of 900 to 1050°C.
[077] As partículas de TiO2 calcinado passam para a etapa de acabamento 84. As unidades de queima direta preferidas podem criar um problema de cor no TiO2, causado pela combustão incompleta dos gases circulantes que depositam carbono sobre a superfície das partículas. A temperatura final do calcinador governa a redução da área de superfície das partículas para criar uma superfície nas partículas adequada para o revestimento de superfície de produtos químicos adicionados no processo de acabamento. Na maioria dos casos, a calcinação opera a uma pressão de até 5 bar-g, preferencialmente de 0,15 a 4 bar-g, mais preferencialmente de 0,15 a 2 bar-g e mais preferencialmente de 0,15 a 0,25 bar-g.[077] The calcined TiO2 particles pass to finishing step 84. Preferred direct firing units can create a color problem in TiO2, caused by incomplete combustion of circulating gases that deposit carbon on the surface of the particles. The final calciner temperature governs the reduction of particle surface area to create a surface on the particles suitable for surface coating of chemicals added in the finishing process. In most cases, calcination operates at a pressure of up to 5 bar-g, preferably 0.15 to 4 bar-g, more preferably 0.15 to 2 bar-g and most preferably 0.15 to 0. 25 bar-g.
[078] O material calcinado 83 pode sofrer tratamentos adicionais, tais como moagem úmida e/ou seca para remover aglomerados formados no calcinador e/ou acabamento adicionando revestimentos de superfície que podem incluir óxidos de metal para conferir força, resistência ao intemperismo, brilho da superfície e outras propriedades de revestimento. Equipamentos e métodos de tratamento incluem tanques agitados em paralelo que recebem quais sais inorgânicos de metais relevantes (por exemplo, Zr, Al, Si, etc.) e/ou resinas com funcionalidade de oxigênio, tais como hidrocarbonetos metóxi para causar precipitação do material acabado a partir do aditivo contendo solução fora da solução. O material precipitado pode sofrer dimensionamento e moagem a jato para remover materiais residuais e agregados a partir do processo de revestimento. O produto final pode então ser seco por pulverização e embalado para embarque a usuários comerciais.[078] The calcined material 83 may undergo additional treatments, such as wet and/or dry grinding to remove agglomerates formed in the calciner and/or finishing by adding surface coatings that may include metal oxides to impart strength, weathering resistance, gloss of the surface and other coating properties. Treatment equipment and methods include parallel agitated tanks that receive inorganic salts of relevant metals (e.g., Zr, Al, Si, etc.) and/or oxygen-functionalized resins such as methoxy hydrocarbons to cause precipitation of the finished material. from the additive containing solution out of solution. The precipitated material may undergo sizing and jet milling to remove residual materials and aggregates from the coating process. The final product can then be spray dried and packaged for shipment to commercial users.
[079] Os tratamentos de acabamento 84, esquematicamente mostrados nas Figs. 1a e 2b, são geralmente selecionados seletivamente para atender às receitas e especificações fornecidas pelos destinatários dos materiais acabados ou especificações ditadas pelos requisitos do cliente. Assim, o processo produz dióxido de titânio calcinado moído que, com ou sem revestimentos opcionais e componentes adicionais, serve como um componente de produtos finais ou intermediários. As Figs. 1b e 2b também mostram produtos de acabamento 84 passando para o acondicionamento 86.[079] The finishing treatments 84, schematically shown in Figs. 1a and 2b, are generally selectively selected to meet recipes and specifications provided by recipients of finished materials or specifications dictated by customer requirements. Thus, the process produces ground calcined titanium dioxide which, with or without optional coatings and additional components, serves as a component of final or intermediate products. Figs. 1b and 2b also show finishing products 84 passing to packaging 86.
[080] A disposição do processo das Figs. 1a,b difere das Figs. 2a,b em sua recuperação de HCl e processamento de rafinato 54. Ambos os arranjos mostram etapas de recuperação acopladas às etapas de extração por solvente 34 e 50, seguidas pela reciclagem de HCl para a etapa de lixiviação 16.[080] The arrangement of the process in Figs. 1a,b differs from Figs. 2a,b in their recovery of HCl and processing of rafinate 54. Both arrangements show recovery steps coupled to solvent extraction steps 34 and 50, followed by recycling of HCl to leaching step 16.
[081] Ambos os arranjos para a reciclagem de HCl podem usar ácido sulfúrico para desidratar as correntes de HCl diluídas produzidas por esta invenção para reuso de uma solução de HCl concentrada. Assim, a química das etapas e fluxos de recuperação de HCl pode ser adaptada para atender a diferentes arranjos de processamento e necessidades de produto. Fazer entrar em contato as correntes de HCl diluídas, que podem ser recuperadas a partir de qualquer número de pontos do processo, com o ácido sulfúrico desidrata o HCl e cria sais de sulfato de metais contidos no ácido reciclado. A remoção subsequente de água do ácido diluído (por exemplo, por meio de evaporação) fornece um HCl concentrado para reciclagem para a etapa de lixiviação 16. O sistema de recuperação de HCl também pode receber fontes de cloreto a partir de fontes internas e/ou externas para equilibrar o HCl reciclado. O equilíbrio de cloreto no processo pode ser mantido para facilitar a alta estabilidade do processo. Tal equilíbrio inclui lidar com os excessos de cloreto e deficiências de cloreto à medida que ocorrem, para manter as propriedades desejadas do ácido reciclado e a estabilidade geral da etapa de lixiviação contínua.[081] Both arrangements for recycling HCl can use sulfuric acid to dehydrate the dilute HCl streams produced by this invention for reuse of a concentrated HCl solution. Thus, the chemistry of HCl recovery steps and flows can be adapted to suit different processing arrangements and product needs. Bringing dilute HCl streams, which can be recovered from any number of points in the process, into contact with sulfuric acid dehydrates the HCl and creates metal sulfate salts contained in the recycled acid. Subsequent removal of water from the dilute acid (e.g., through evaporation) provides a concentrated HCl for recycling to leaching step 16. The HCl recovery system may also receive chloride sources from internal sources and/or to balance the recycled HCl. Chloride balance in the process can be maintained to facilitate high process stability. Such balance includes dealing with chloride excesses and chloride deficiencies as they occur, to maintain the desired properties of the recycled acid and the overall stability of the continuous leaching step.
[082] As diferentes etapas de recuperação de HCl da Fig. 1 e Fig. 2 mostram como o processo desta invenção pode controlar vantajosamente o uso de cloreto com base na produção de dióxido de titânio desejada e sua composição. As configurações da invenção mostradas e descritas reduzem o consumo de energia no ciclo de reciclagem e podem fechar o ciclo de processo para a reciclagem total de HCl a partir do processo. Os métodos convencionais tendem a utilizar ustulação para produzir subprodutos a partir de um processo de TiO2 (abordagem pirometalúrgica), tal como Fe2O3 para a remoção de ferro ou MgO para a remoção de magnésio, mas esses métodos convencionais são intensivos em capital e energia e não compensam economicamente para o cloreto reciclado para o processo de TiO2.[082] The different HCl recovery steps of Fig. 1 and Fig. 2 show how the process of this invention can advantageously control the use of chloride based on the desired titanium dioxide production and its composition. The embodiments of the invention shown and described reduce energy consumption in the recycling cycle and can close the process loop to fully recycle HCl from the process. Conventional methods tend to use roasting to produce byproducts from a TiO2 process (pyrometallurgical approach), such as Fe2O3 for iron removal or MgO for magnesium removal, but these conventional methods are capital and energy intensive and do not economically compensate for recycled chloride for the TiO2 process.
[083] Muitas configurações do sistema de recuperação de HCl podem recuperar uma corrente de HCl com um teor de HCl acima do azeótropo HCl-água de 20,24% em peso de HCl. Várias técnicas de quebra de azeótropo recuperam alta concentração de HCl a partir das correntes de HCl diluídas produzidas pelo processo. As técnicas de quebra de azeótropo podem incluir a adição de um ou mais aditivos de quebra. O teor de HCl está preferencialmente acima da concentração de azeótropo com água (isto é, acima de 20,24% em peso de HCl), preferencialmente pelo menos 5% em peso, 10% em peso ou 15% em peso acima dela. Consequentemente, o arranjo múltiplo da invenção, incluindo aqueles das Figs. 1 e 2, podem facilmente superar a presença de um azeótropo.[083] Many configurations of the HCl recovery system can recover an HCl stream with an HCl content above the HCl-water azeotrope of 20.24% by weight of HCl. Various azeotrope breaking techniques recover high concentration HCl from the dilute HCl streams produced by the process. Azeotrope cracking techniques may include the addition of one or more cracking additives. The HCl content is preferably above the azeotrope concentration with water (i.e. above 20.24% by weight HCl), preferably at least 5% by weight, 10% by weight or 15% by weight above it. Accordingly, the multiple arrangement of the invention, including those of Figs. 1 and 2, can easily overcome the presence of an azeotrope.
[084] Conforme destacado acima, esta invenção fornece grande flexibilidade nas múltiplas maneiras de recuperar e reciclar HCl tendo a composição e concentrações desejadas, bem como ajustando a química das etapas de recuperação de HCl e fluxos associados a elas para atender às diferentes necessidades de processamento e de produto. As Figs. 1 e 2 ilustram algumas das etapas alternativas do processo para fazer isso. As Figs. 1a e b detalham um arranjo de recuperação e reciclagem que recupera o licor de ferro 42 como cloreto férrico 43 sem recuperação de HCl a partir do licor de ferro 42. A Fig. 2 mostra uma variedade expandida de reciclagem e recuperação de HCl integrada com etapas de processamento adicionais.[084] As highlighted above, this invention provides great flexibility in multiple ways of recovering and recycling HCl having the desired composition and concentrations, as well as adjusting the chemistry of the HCl recovery steps and flows associated with them to meet different processing needs. and product. Figs. 1 and 2 illustrate some of the alternative process steps for doing this. Figs. 1a and b detail a recovery and recycling arrangement that recovers iron liquor 42 as ferric chloride 43 without recovery of HCl from iron liquor 42. Fig. 2 shows an expanded array of HCl recycling and recovery integrated with additional processing.
[085] A Fig.1 mostra dois trajetos de recuperação de HCl. Ambos os trajetos, por fim, passam o HCl recuperado 22 a partir de uma etapa de evaporação 90 para a lixiviação contínua 16.[085] Fig.1 shows two HCl recovery paths. Both paths ultimately pass the recovered HCl 22 from an evaporation step 90 to continuous leaching 16.
[086] O trajeto mais simples passa o rafinato 54 diretamente para a etapa de evaporação 90. Todo o rafinato 54 pode passar para a evaporação 90 por meio deste trajeto. No entanto, para ganhar mais benefícios a partir desta invenção, apenas uma porção do rafinato 54 vai para a evaporação 90 e depois para a lixiviação 16 por meio deste trajeto.[086] The simplest route passes raffinate 54 directly to evaporation step 90. All raffinate 54 can pass to evaporation 90 through this route. However, to gain more benefits from this invention, only a portion of the raffinate 54 goes to evaporation 90 and then leaching 16 through this route.
[087] A Fig.1b mostra um trajeto mais complexo de etapas que trata pelo menos uma porção do rafinato 54 adicionando cristais de MgCl2.6H2O 87 e ácido sulfúrico 88 a todo ou a uma porção 55 do rafinato 54. A mistura resultante 91 entra em uma etapa de recuperação de HCl 89 que produz um sulfato de magnésio recuperado 93 e um HCl recuperado 95 que passa para a etapa de evaporação 90. Novamente, todos, mas preferencialmente apenas uma porção do rafinato 54 segue este trajeto mais complexo.[087] Fig. 1b shows a more complex path of steps that treats at least a portion of the raffinate 54 by adding crystals of MgCl2.6H2O 87 and sulfuric acid 88 to all or a portion 55 of the raffinate 54. The resulting mixture 91 enters in an HCl recovery step 89 which produces a recovered magnesium sulfate 93 and a recovered HCl 95 which passes to the evaporation step 90. Again, all but preferably only a portion of the raffinate 54 follows this more complex path.
[088] As Figs. 2a,b mostram três trajetos de recuperação de HCl com diferentes etapas juntamente com etapas para suprir um queimador de HCl 90 com líquido suplementar 61. Cada um dos três trajetos independentes pode ser usado sozinho ou em combinação com um ou mais dos outros trajetos independentes. As Figs. 2a,b também mostram o uso opcional de um líquido suplementar 61 que pode funcionar em conjunto com pelo menos um ou mais desses três trajetos de recuperação. Todos os trajetos de recuperação e o uso de líquido suplementar alimentam o material recuperado assim para lixiviação contínua 16 por meio de um queimador de HCl 90 que eletrolisa a solução para produzir HCl.[088] Figs. 2a,b show three HCl recovery paths with different steps along with steps for supplying an HCl burner 90 with supplemental liquid 61. Each of the three independent paths can be used alone or in combination with one or more of the other independent paths. Figs. 2a,b also show the optional use of a supplemental liquid 61 that can function in conjunction with at least one or more of these three recovery paths. All recovery paths and the use of supplemental liquid feed the recovered material for continuous leaching 16 through an HCl burner 90 which electrolyzes the solution to produce HCl.
[089] O trajeto mais simples da Figura 2a passa pelo menos uma porção do rafinato 54 diretamente para o queimador de HCl 90. Todo o rafinato 54 pode passar para o queimador 90. No entanto, ganha-se mais benefícios a partir desta invenção ao passar apenas uma porção do rafinato 54 diretamente para o queimador 90 e passar pelo menos uma porção do rafinato através de uma ou mais séries opcionais de etapas de tratamento, tais como aquelas mostradas na Fig. 2a,b.[089] The simplest route in Figure 2a passes at least a portion of the raffinate 54 directly to the HCl burner 90. All of the raffinate 54 can pass to the burner 90. However, more benefits are gained from this invention by passing only a portion of the raffinate 54 directly to the burner 90 and passing at least a portion of the raffinate through one or more optional series of treatment steps, such as those shown in Fig. 2a,b.
[090] Um trajeto de etapas mais complexo mostrado na Fig. 2a,b (também substancialmente mostrado na Fig. 1) trata o rafinato 54 adicionando cristais de MgCl2 87 e ácido sulfúrico (não mostrado) a pelo menos uma porção do rafinato 54. A mistura resultante 91 passa para um reator do tipo spray roaster 97 [[a descrição adicional do reator de pirohidrólise do tipo spray roaster pode ser útil]] que produz sulfato de magnésio 93 e HCl recuperado 95 que passa para o queimador de HCl 90.[090] A more complex step path shown in Fig. 2a, b (also substantially shown in Fig. 1) treats raffinate 54 by adding crystals of MgCl2 87 and sulfuric acid (not shown) to at least a portion of raffinate 54. The resulting mixture 91 passes to a spray roaster reactor 97 [[further description of the spray roaster pyrohydrolysis reactor may be helpful]] which produces magnesium sulfate 93 and recovered HCl 95 which passes to the HCl burner 90.
[091] Como mencionado anteriormente, a Fig. 2a mostra um arranjo que cristaliza pelo menos uma porção de licor enriquecido de ferro 42 na etapa de cristalização 44. Esta etapa produz solução de cloreto férrico 45 contendo cristais para fornecer cloreto férrico 43. A solução de cloreto férrico pode ter uma composição adequada para uso comercial e venda com características conforme descrito anteriormente no contexto da Fig. 1a. A etapa de cristalização 44 também produz HCl enriquecido 46 que pode passar sozinho ou em mistura com o rafinato 54 para o queimador de HCl 90.[091] As mentioned previously, Fig. 2a shows an arrangement that crystallizes at least a portion of iron-enriched liquor 42 in crystallization step 44. This step produces ferric chloride solution 45 containing crystals to provide ferric chloride 43. The solution of ferric chloride may have a composition suitable for commercial use and sale with characteristics as previously described in the context of Fig. 1a. The crystallization step 44 also produces enriched HCl 46 which can be passed alone or in mixture with the raffinate 54 to the HCl burner 90.
[092] A recuperação de líquido suplementar coleta um ou ambos do líquido 63 e/ou líquido 65 a partir das etapas de separação sólido-líquido 99 e 79, respectivamente, por meio de uma corrente líquida 61. A corrente 61 passa um ou uma mistura de líquidos de origem única 63 e 65 para um queimador de HCl 90 como um líquido suplementar (a letra F conecta a corrente 61 na Fig. 2b à Fig. 2a).[092] Supplemental liquid recovery collects one or both of liquid 63 and/or liquid 65 from solid-liquid separation steps 99 and 79, respectively, via a liquid stream 61. Stream 61 passes one or a mixing of single source liquids 63 and 65 to an HCl burner 90 as a supplementary liquid (the letter F connects chain 61 in Fig. 2b to Fig. 2a).
[093] As operações convencionais para recuperação de Ti tipicamente empregadas empregam condições atmosféricas que tornam relativamente difícil operar um processo comercial viável. Esta invenção pode, com equipamento de tubulação, válvula e ventilação padrão bem conhecidos, processar prontamente as correntes de líquido e de pasta sob pressão positiva, isto é, uma pressão de operação acima da pressão atmosférica, também definida como condições super atmosféricas. A operação pressurizada melhora muito a eficiência e eficácia do processo em relação aos sistemas padrão da técnica anterior. Qualquer e preferencialmente todas as etapas de lixiviação, extração por solvente, hidrólise e etapas de recuperação relacionadas podem usar condições pressurizadas. A extração por solvente (Ti e Fe) e a hidrólise usam preferencialmente condições pressurizadas. As etapas de lixiviação e de extração por solvente operam preferencialmente a uma pressão de até 0,25 bar-g e preferencialmente em uma faixa de 0,15 a 0,2 bar-g. A etapa de hidrólise normalmente opera a uma pressão de até 3,5 bar-g e, preferencialmente, em uma faixa de 0,15 a 0,25 bar-g. O equipamento apropriado para pressurizar e despressurizar as correntes pode ser usado dentro de tubulação apropriada, vedações, sistemas de gás inerte e semelhantes.[093] Conventional Ti recovery operations typically employed employ atmospheric conditions that make it relatively difficult to operate a viable commercial process. This invention can, with well-known standard piping, valve and venting equipment, readily process liquid and slurry streams under positive pressure, that is, an operating pressure above atmospheric pressure, also defined as super-atmospheric conditions. Pressurized operation greatly improves the efficiency and effectiveness of the process over standard prior art systems. Any and preferably all leaching, solvent extraction, hydrolysis and related recovery steps can use pressurized conditions. Solvent extraction (Ti and Fe) and hydrolysis preferably use pressurized conditions. The leaching and solvent extraction steps preferably operate at a pressure of up to 0.25 bar-g and preferably in a range of 0.15 to 0.2 bar-g. The hydrolysis step typically operates at a pressure of up to 3.5 bar-g and preferably in a range of 0.15 to 0.25 bar-g. Appropriate equipment for pressurizing and depressurizing streams can be used within appropriate piping, seals, inert gas systems, and the like.
[094] Assim, as implementações de processos e sistemas descritos neste documento podem facilitar a produção de dióxido de titânio de grau de pigmento e/ou o processamento de várias correntes e materiais no contexto da extração de materiais valiosos a partir do minério. Aspectos adicionais do processo podem ser adaptados para produzir vários outros graus de dióxido de titânio, se desejado, embora o dióxido de titânio de grau de pigmento seja preferencialmente produzido. Vários processos e sistemas descritos neste documento também podem produzir outras correntes de produto, tais como materiais de pigmento amarelo e sulfato de magnésio. Processamento adicional pode extrair outros compostos ou materiais a partir de certas correntes do processo, por exemplo, se o minério original ou material de alimentação contém certas frações valiosas.[094] Thus, the implementations of processes and systems described in this document can facilitate the production of pigment grade titanium dioxide and/or the processing of various streams and materials in the context of extracting valuable materials from ore. Additional aspects of the process can be adapted to produce various other grades of titanium dioxide if desired, although pigment grade titanium dioxide is preferably produced. Various processes and systems described herein can also produce other product streams, such as yellow pigment materials and magnesium sulfate. Further processing may extract other compounds or materials from certain process streams, for example, if the original ore or feed material contains certain valuable fractions.
[095] A descrição de processos e sistemas no contexto das Figs. 1 e 2 não limita a amplitude desta invenção ao arranjo específico das etapas de processamento; correntes de entrada e saída; e equipamentos mostrados nele. O processo desta invenção pode usar unidades de tratamento intermediárias ou operações não ilustradas ou descritas aqui que submetem certas correntes a processamento entre duas unidades. Por exemplo, o licor fértil 30 produzido pelo separador 26 poderia ser submetido a uma etapa de tratamento adicional antes da adição de cloro 32. A corrente de resíduo sólido 28 poderia sofrer processamento adicional antes do descarte em aterro sanitário, e/ou a corrente enriquecida de titânio 52 poderia receber o processamento antes de alimentar o reator de hidrólise 58. Assim, uma dada corrente de saída de uma unidade pode alimentar diretamente no processamento auxiliar apropriado. Consequentemente, outras unidades e operações de unidade podem complementar a descrição explícita sem se afastar da invenção conforme aqui apresentada.[095] The description of processes and systems in the context of Figs. 1 and 2 do not limit the scope of this invention to the specific arrangement of processing steps; input and output currents; and equipment shown on it. The process of this invention may use intermediate treatment units or operations not illustrated or described here that subject certain streams to processing between two units. For example, the fertile liquor 30 produced by the separator 26 could be subjected to an additional treatment step prior to the addition of chlorine 32. The solid waste stream 28 could undergo additional processing prior to disposal in a landfill, and/or the enriched stream of titanium 52 could receive processing before feeding the hydrolysis reactor 58. Thus, a given output stream from a unit can feed directly into the appropriate auxiliary processing. Accordingly, other units and unit operations may supplement the explicit description without departing from the invention as set forth herein.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/022,603 US10480047B1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Process for recovering titanium dioxide from titanium containing materials |
US16/022,603 | 2018-06-28 | ||
PCT/IB2019/000829 WO2020003004A2 (en) | 2018-06-28 | 2019-06-27 | Process for recovering titanium dioxide from titanium containing materials |
Publications (2)
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