Verfahren zur Gewinnung von leichtlöslichen Titanverbindungen. Es ist bekannt, titanha.ltige Materialien mit Aufschluss.mitteln, wie zum Beispiel Schwefelsäure, in der Weise zu behandeln, dass feste Reaktionsprodukte gebildet werden, die darauf, um in Lösung gebracht zu wer den, einer mechanischen Behandlung, wie Zerkleinern oder auch Pulverisieren. unter- ivorfen werden.
Vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Gewinnung von Titanverbin- rlungen, die zur Herstellung von Titaulösun- gen besonders geeignet sind, durch Behand lung von titanhaltigen Materialien.
zum Bei spiel Ihnenit, mit Aufschlussmitteln, dadurch gekennzeichnet, !dass einem in Bewegung ge haltenen Gemisch des titanhaltigen Materials und des Aufschlussmittels Gase zugeführt werden, uin eine, grössere Mengen Gase ent haltende, poröse und daher leicht lösliche Re aktionsmasse zu erhalten.
Unter Gasen sind hier alle gasförmigen Stoffe, einschliesslich von Dämpfen zu ver stehen. Es wurde weiter gefunden, dass das Ein führen von Wasser, Wasserdampf. oder Stof fen, die Wasser oder Wasserdampf abgeben, in -das Gemisch von Titanmaterial und Auf schlussmittel bei der Ausführung der Reak tion in der angegebenen Weise unter Um- stäuden vorteilhaft ist.
Durch diese Zusätze wird die Reaktion gefördert, und kann ohne weitere Wärmezu fuhr zu Ende geführt werden.
Meistens genügt ein einmaliger Zusatz der genannten Stoffe, erforderlichenfalls können aber dieselben in mehreren Portionen zuge setzt werden.
In vielen Fällen ist eine Vorwärmung er forderlich, um das titanhaltige Material und das Aufschlussmittel auf eine genügend hohe Temperatur zu bringen. Diese Vorwärmung kann in jeder beliebigen Weise ausgeführt werden, zum Beispiel durch Erhitzung des verwendeten Aufschluss,mittels oder des titan- haltigen Rohmaterials oder beider, oder auch durch Erhitzen des Gemisches dieser Male- rialien. Gewöhnlich genügt eine Erhitzung auf<B>50'</B> bis<B>160'</B> C.
Die Temperaturen wer den unter Berücksichtigung der Eigenschaf ten der Rohmaterialien gewählt.
Bei .einigen Titanerzen genügt unter Um ständen die Wärme, welche beim Mischen von Erz und Schwefelsäure sich bildet, zur Erhitzung der Masse auf die erforderliche Temperatur, und in vielen Fällen tritt auch die Reaktion ohne Zusatz von Wasser zur Masse ein.
Auf Grund der besonderen Eigenschaften der Reaktionsmasse kann die Auflösung des aufgeschlossenen Produktes unmittelbar im Reaktionsgefäss stattfinden, wobei die nach dem früheren Verfahren erforderliche Wei terbehandlung der festen Masse vermieden wird.
Im folgenden Beispiel wird eine zwecli.- mässige-Ausführungsfoino. des Verfahrens an gegeben: 10 Tonnen des fein gepulverten Ilmenits erden mit 10 bis 24 Tonnen Schwefelsäure (vorzugsweise mit 72 bis 92/'0 H.->SO,) in einem passenden Behälter, der auch als Re aktionsgRe- aktionsgefäss dienen kan n,
gemi scht .Eswird Dampf in die Mischung eingeblasen, zum Bei spiel durch ein Mundstück, das .sich im un tern Teil der Masse befindet. Der Dampf wärmt die Mischung vor bis auf eine Tem peratur von 50 bis<B>160'</B> C; gewöhnlich wer den Temperaturen von 80 bis 120' C vor gezogen. Auch die Dauer des Erhitzens hängt unter auderenm vorm n _Eignnsnhaften des verwen-j-c eteni---K#zes ab.
Beispielsweise wird angeführt. dass bei Verwendung eines Flo ridaerzes eine Erhitzung auf 120' C und eine Erhitzungsdauer von 35 Minuten gute Ergebnisse liefert. Während der Erhitzung und Umrührung wird die Masse allmählich dickflüssiger. Wenn eine passende Dickflüs sigkeit erreicht ist, wird eine kleine Menge Wasser (2 bis 12 Liter) in die Masse einge führt, vorzugsweise durch Röhren, die in der Nähe des Bodens des Reaktionsgefässes mün den. Dieser Wasserzusatz bewirkt lokale Erhitzung in der Masse und die Reaktion setzt unter Entwicklung von Gasen und Dämpfen sehr lebhaft ein. In den meisten Fällen genügt ein einmaliger Wasserzusatz; indem die in dieser Weise eingeleitete leb hafte Reaktion ohne weitere Wärmezufuhr bis zur Vollendung verläuft.
Bei Verwendung gewisser Erze, wie zum Beispiel norwegischem Ilmenit, genügt ge wöhnlich die bei der Mischung des Erzes mit starker Schwefelsäure entwickelte Wärme zum Hervorbringen einer genügend hohen Temperatur in der Mischung, so da.ss ohne äusserliche Wärmezufuhr eine starke Real,:- tion beim Zusatz von Wasser eintritt.
Vor und während der Reaktion werden in die Masse Luft oder andere dazu geeignete Gase eingeblasen. Durch diese Operation wird eine Reaktionsmasse erhalten, die grö ssere Mengen Gase enthält, und daher porös und infolge ihrer leichten Durchdringbar- keit durch Lösungsmittel leicht löslich ist. Durch die Gaszufuhr wird auch die Masse umgerührt, wodurch man verhindert, da.ss un aufgeschlossenes Titanmaterial sich zu Bo den setzt. Auch ist es, wie oben erwähnt, möglich, die Reaktion durch die eingeführten Gase (zum Beispiel Luft) zu regeln. Wenn zum Beispiel die Reaktion zu lebhaft wird.
oder zu schnell verläuft, so kann sie durch Regeln der Menge, Temperatur und Schnel ligkeit des eingeblasenen Gases verlangsamt werden.
Mechanische Umriihrungsmittel, zum Bei spiel ein rotierendes Rührwerk in der Reak- tionsnasse,--können neben den eingeblasenen Gasen auch verwendet werden. Diese Um rührung gestattet ein leichteres Entweichen der Gase und Dämpfe aus dem Innern der Nasse, wodurch man bei einer zu starken Gasentwicklung ein lästiges Schäumen ver hindern kann.
Sobald die Reaktion vollendet ist, was sieh durch Aufhören der Entwicklung von Dämpfen bemerkbar macht, wird die Luft- oder Gaszufuhr abgeschnitten. Die erhaltene Masse kann nun, ohne dass man sie aus dem Reaktionsgefäss entfernt, gelöst werden, in dem man wasserverdünnte Säure oder Salz- löstingen in die Masse einfühlt, vorzugsweise durch dieselben Röhren, durch welche Luft oder Gase vorher eingeblasen wurden. Als Lösungsmittel kann man auch Waschwasser oder andere Lösungen anwenden, die bei der Fabrikation von Titansäure oder Titanver- bindungen erhalten werden.
Reduktion von gegenwärtigem Ferrieisen und gegebenenfalls auch eine teilweise Re- duktion von vierwertigem Titan zu dreiwer tigem kann durch Einführen von festen, flüs sigen oder gasförmigen Reduktionsmitteln in die Lösung, vorgenommen werden, zum Bei spiel durch Eintauchen von Bleikörben, in denen ein Metall, wie Eisen oder Zink oder eine reduzierende Metallverbindung ange bracht ist.
Die Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann vielfach variiert werden. :Ulan ist zum Beispiel keineswegs an die im obigen Beispiel beschriebene Apparatur ge bunden, sondern kann jede geeignete Anord nung anwenden. Auch die Vorwärmung und ITmrührung kann in jeder beliebigen Weise erfolgen; so braucht zum Beispiel erstere nicht unbedingt durch Einblasen von Dampf bewirkt zu werden.
Process for the production of easily soluble titanium compounds. It is known to treat titanium-containing materials with disintegrating agents, such as, for example, sulfuric acid, in such a way that solid reaction products are formed which, in order to be brought into solution, are subjected to mechanical treatment, such as crushing or pulverization . are subject to.
The present invention relates to a method for the production of titanium compounds, which are particularly suitable for the production of titanium solutions, by treating titanium-containing materials.
For example, youit, with disintegration agents, characterized in that gases are fed to a mixture of the titanium-containing material and the disintegration agent, which is kept in motion, in order to obtain a porous and therefore easily soluble reaction mass containing larger quantities of gases.
Gases are understood here to mean all gaseous substances, including vapors. It was further found that the introduction of water, water vapor. or substances which give off water or water vapor, in which the mixture of titanium material and disintegration agent may be advantageous when carrying out the reaction in the manner indicated.
These additives promote the reaction and can be completed without additional heat.
In most cases, it is sufficient to add the substances mentioned once, but if necessary they can be added in several portions.
In many cases, preheating is necessary in order to bring the titanium-containing material and the decomposition agent to a sufficiently high temperature. This preheating can be carried out in any desired manner, for example by heating the digestion used, by means of or the titanium-containing raw material or both, or also by heating the mixture of these materials. Usually heating to <B> 50 '</B> to <B> 160' </B> C.
The temperatures are chosen taking into account the properties of the raw materials.
In the case of some titanium ores, the heat which is formed when the ore and sulfuric acid are mixed is sufficient to heat the mass to the required temperature, and in many cases the reaction occurs without the addition of water to the mass.
Due to the special properties of the reaction mass, the disintegration of the digested product can take place directly in the reaction vessel, avoiding the further treatment of the solid mass required by the earlier process.
The following example uses a two-way execution Foino. of the procedure: 10 tons of the finely powdered ilmenite ground with 10 to 24 tons of sulfuric acid (preferably with 72 to 92 / '0 H .-> SO,) in a suitable container, which can also serve as a reaction vessel,
mixed. Steam is blown into the mixture, for example through a mouthpiece that is located in the lower part of the mass. The steam preheats the mixture to a temperature of 50 to 160 ° C; usually who preferred temperatures of 80 to 120 ° C. The duration of the heating also depends on the n _significance of the used-j-c eteni --- K # zes.
For example is given. that when using a fluoride ore, heating to 120 ° C and heating time of 35 minutes gives good results. As it is heated and stirred, the mass gradually becomes thicker. When a suitable thick liquid has been reached, a small amount of water (2 to 12 liters) is introduced into the mass, preferably through tubes that open near the bottom of the reaction vessel. This addition of water causes local heating in the mass and the reaction starts very vigorously with the development of gases and vapors. In most cases a single addition of water is sufficient; in that the lively reaction initiated in this way proceeds to completion without the need for additional heat.
When using certain ores, such as Norwegian ilmenite, the heat developed when the ore is mixed with strong sulfuric acid is usually sufficient to produce a sufficiently high temperature in the mixture, so that, without external heat input, a strong real: Addition of water occurs.
Before and during the reaction, air or other suitable gases are blown into the mass. This operation produces a reaction mass which contains larger quantities of gases and is therefore porous and, due to its easy penetrability by solvents, is easily soluble. The gas supply also stirs the mass, which prevents undigested titanium material from settling on the floor. As mentioned above, it is also possible to regulate the reaction using the gases introduced (for example air). For example, if the reaction becomes too lively.
or runs too fast, it can be slowed down by regulating the amount, temperature and speed of the gas blown in.
Mechanical stirring means, for example a rotating agitator in the reaction liquid, can also be used in addition to the gases that have been blown in. This stirring allows an easier escape of the gases and vapors from the interior of the wet, which can prevent annoying foaming ver in the event of excessive gas development.
As soon as the reaction is complete, as indicated by the cessation of the development of vapors, the air or gas supply is cut off. The mass obtained can now, without removing it from the reaction vessel, be dissolved by pouring water-diluted acid or salt solvents into the mass, preferably through the same tubes through which air or gases were previously blown. Wash water or other solutions obtained in the manufacture of titanic acid or titanium compounds can also be used as solvents.
Reduction of current ferrous iron and possibly also a partial reduction of tetravalent titanium to trivalent titanium can be carried out by introducing solid, liquid or gaseous reducing agents into the solution, for example by dipping lead baskets in which a metal, such as Iron or zinc or a reducing metal compound is attached.
The implementation of the method according to the invention can be varied in many ways. : Ulan, for example, is in no way tied to the apparatus described in the example above, but can use any suitable arrangement. Preheating and stirring can also be done in any way; for example, the former need not necessarily be effected by blowing steam.