CS263257B1

CS263257B1 - Způsob využiti kyseliny sirové adsorbované na vymytém gelu hydrátu oxidu titaničitého při výrobě titanové běloby sulfátovým způsobem

Info

Publication number: CS263257B1
Application number: CS86338A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Dr Ing Nedorost; Alexander Ing Csc Palffy; Vladimir Ing Chaloupka; Ladislav Ing Mraz; Jiri Ing Zavodnik; Kvetoslava Halamova; Karel Ing Tomasek; Karel Ing Simecek; Milan Rndr Laskafeld; Milan Ing Pokorny; Hana Vynuchalova; Ladislav Ing Kalik
Original assignee: Nedorost Miroslav; Palffy Alexander; Vladimir Ing Chaloupka; Ladislav Ing Mraz; Z Jiri Ing; Kvetoslava Halamova; Tomasek Karel; Karel Ing Simecek; Milan Rndr Laskafeld; Milan Ing Pokorny; Hana Vynuchalova; Ladislav Ing Kalik
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS33886A1

Abstract

Způsob využití kyseliny sírové adsorbované na hydrátu TÍO2 před kalcinací titanové běloby na přípravu kompozičních pigmentů typu Ti02~CaS04 a TiOi-BaSOd za snížení nebo odstranění exhalátů oxidů síry SO3 a SO2, při kterém se suspenze vymytého, hydrátu TÍO2 před nebo po přídavku kalcinačníqh přísad a rutilových zárodků zneutralizuje vápenatými nebo barnatými sloučeninami za vzniku síranu vápenatého nebo síranu barnatého, zfiltruje se a kalcinuje při teplotě 800 až 1 000 °C.

Description

Vynález se týká způsobu využití kyseliny sírové adsorbované na hydrátu TiO₂ před kalcinací titanové běloby na přípravu kompozičních pigmentů typu TiO₂-CaSO₄ a TiOj-BaSO^.

Při výrobě titanové běloby sulfátovou technologií obsahuje promytý hydrát TiO₂ cca 10 % adsorbované kyseliny sírové. Při kalcinaci se kyselina sírová adsorbuje a rozkládá se na oxidy síry SO₃ a částečně i na SC>₂ a s dalšími zplodinami kalcinace C0₂ a vodní parou se odvádí nejčastěji komínem do ovzduší, což má negativní dopad na životní prostředí a korozi. Množství exhalovaných plynů představuje u dnešních výroben titanové bělobylcca 2 000 až 10 000 t H₂S0₄/rok.

Výrobci titanové běloby se již po mnoho let snaží exhalační zplodiny zneškodnit jednak stavbou vysokých komínů, aby se zplodiny před dopadem co nejvíce zředily, a jednak stavbou nákladných absorpčních zařízení. V posledních desetiletích se v některých výrobnách neutralizuje hydratovaný gel amoniakem, přičemž 60 až 70 % kyseliny sírové se zneutralizuje na síran amonný, který se po filtraci a vymytí odvádí do odpadních vod. Nevýhodou tohoto postupu je, že zpracováni zředěného roztoku síranu amonného je velmi nákladné a u přímořských výroben se tento problém řeší odpouštěním odpadních vod do moře.

Navržený vynález řeší tento závažný problém originálním a jednoduchým způsobem tím, že se hydratovaný TiO₂ před kalcinaci neutralizuje hydrátem vápenatým, uhličitanem vápenatým nebo uhličitanem barnatým. Při obsahu cca 8 % adsorbované HjSO^ sestává vykalcinovaný produkt cca z 90 % TiC>₂ a 10 % CaS0₄ nebo 84 % TiO₂ a 16 % BaSO^. Kalcinační plyny jsou prakticky prosté sirných sloučenin.

Síran vápenatý - anhydrid a síran barnatý - blanc-fixe jsou hodnotná bílá plniva, která se v průmyslu barev a laků i v plastických hmotách běžně zpracovávají do výrobků a pro tento účel se samostatně vyrábějí.

Přípravou kompozičních pigmentů, hlavně typu TiO₂-CaSO₄ se zabývala celá řada autorů. Připravují se jednak pouhým míšením obou komponent, nebo koprecipitací TiO₂ na CaSO^ a nebo obráceně.

Žádný z autorů nevyužil k jejich výrobě kyseliny sírové adsorbované na hydrátu TiO₂ za současného odstranění exhalovaných oxidů síry, tak jak je to uvedeno v předkládaném' vynálezu.

Podle způsobu uvedeného ve vynálezu je možné vyrábět 4 typy kompozičních pigmentů:

TiO₂ anatas - CaSO₄, TiO₂ anatas - BaSO^, TiO₂ rutil - CaSO_4> TiO₂ rutil - BaSO^.

Pro speciální použití je možné neutralizovat adsorbovanou kyselinu sírovou vápenatými a barnatými sloučeninami současně nebo za sebou v různých poměrech, přičemž se obdrží pigment TiOj-CaSO^ + BaSO^.

Kalcinační a rutilizačni přísady, které se běžně přidávají do hydrátu TiOj před kalcinaci titanové běloby, lze přidat před i po neutralizaci hydrátu TiO₂ přibližně ve stejném složení a množství prakticky bez vlivu na kvalitu anatasového a rutilového pigmentu TiO₂·

Složeni kompozičního pigmentu je závislé na množství zneutralizované adsorbované kyseliny sírové a je uvedeno v následující tabulce:

Tabulka č. 1

Množství adsorbované H₂SO₄/TiO₂ Složení pigmentu

87.8 » TiO₂ + 12,2 % CaSO₄

80.8 % TiO₂ + 19,2 % BaSO₄ %

Tabulka £.1 pokračování

Množství adsorbované HjSO^/TiOj Složení pigmentu

90,0	%	tío₂	+	10,0	%	CaSO
84,0	%	tío₂	+	16,0	%	BaSO
91,2	%	tío₂	+	8,8	%	CaSO₍
85,7	%	TiO₂	+	14,3	%	BaSO
92,3	%	TiO₂	+	7,7		CaSO₍
87,5	%	TiO₂	+	12,5	«	BaS0₍

Kompoziční pigmenty TiO₂ anatas s CaSO^ jsou vhodné především do základových nátěrových hmot a vnitřních emailů. Aplikace je obdobná jako u neupravené anatasové a rutilové titanové běloby. Kompoziční pigmenty, zvláště TiO₂ - rutil s BaSO^, je možno povrchově upravovat stejným způsobem jako samotný rutilový pigment a dají se aplikovat do všech druhů průmyslových výrobků jako povrchově upravená rutilová běloba.

Předmětem vynálezu je způsob využití kyseliny sírové adsorbované na hydrátu TiO₂ na výrobu kompozičních pigmentů: TiO₂ - anatas - CaSO^, TiO₂ anatas - BaSO^, Tio₂ rutil - CaSO^, T10₂ rutil - BaSO^ nebo T10₂ anatas, rutil - CaSO^ + BaSO^.

Současně se odstraní nebo podstatně sníží exhalace oxidů síry během kalcinace pigmentu.

Způsob využití kyseliny sírové adsorbované na hydrátu Tio₂ před kalcinaci spočívá v tom, že se vodná suspenze hydrátu TiO₂ o koncentraci 100 až 400 g/1 zneutralizuje za míchání a při teplotě 40 až 60 °C hydrátem vápenatým, uhličitanem vápenatým nebo uhličitanem barnatým během 30 až 90 minut na pH 6 až 7. Po neutralizaci se suspenze zfiltruje a kalcinuje', při výrobě anatasového kompozičního pigmentu při teplotě 900 až 950 °C, u rutilového kompozičního pigmentu při teplotě 800 až 930 °C. Kalcinačni přísady a rutilové zárodky se přidají před nebo až po neutralizaci hydrátu TiO₂ v množství a složeni přibližně stejném jako při výrobě samotné anatasové a rutilové běloby.

Podle vynálezu lze vyrábět kompoziční pigmenty i s vyšším obsahem CaSO^ a BaSO^ 25 až 50 %, přidá-li se k suspenzi hydrátu TiO₂ kyselina sírová a ekvivalentní množství neutralizační látky.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v tom, že se využije kyselina sírová adsorbovaná v hydrátu TiO₂ na výrobu kompozičních pigmentů a současně se odstraní exhalace oxidů síry do ovzduší, což má kladný dopad na zlepšení životního prostředí a omezení koroze. Vynález umožňuje odstranit exhalace oxidů síry bez vynaložení obrovských investičních nákladů na jejichž zachycení a zpracování.

Další ekonomické výhody jsou u zpracovatele kompozičních pigmentů v tom, že TiO₂ s CaSO^ a BaSO^ se zpracovává jako jednotná látka a nikoliv jako směs dvou látek, oož umožňuje jejich snadnější zpracováhí téměř do všech druhů barev a různých průmyslových výrobků.

Příklad 1

250 ml suspenze vymytého hydrátu oxidu titaničitého, který obsahuje 91 g TiO₂ a 7,28 g adsorbované H₂SO^, naimpregnovaného draselnými a fosforečnými solemi pro anatasový pigment, se zahřeje za míchání na 60 °C a přidá se najednou 293 ml vodné suspenze obsahující 14,65 g BaCOj. Po 90minutové prodlevě se suspenze zfiltruje a kalcinuje 80 minut při teplotě 920 °C Kalcinačni produkt obsahuje 83,51 % anatasového pigmentu TiO₂ a 15,99 % BaSO^.

Příklad 2

250 ml suspenze vymytého hydrátu oxidu titaničitého, který obsahuje 91 g TiO₂ a 7,28 g adsorbované H₂SO₄, naimpregnovaného draselnými a fosforečnými solemi pro anatasový pigment, se zahřeje za míchání na 60 °C a přidá se najednou 32,9 ml hydrátu vápenatého o koncentraci 126,4 g CaO/1. Po 90minutové prodlevě se suspenze zfiltruje a kalcinuje 80 minut při teplotě 920 °C. Kalcinační produkt obsahuje 89,5 % anatasového pigmentu TiO₂ a 10 % CaSO^.

Přiklad 3

Postup podle příkladu 1 s tím rozdílem, že impregnace hydrátu oxidu titaničitého draselnými a fosforečnými solemi se provede pro rutilový pigment s přídavkem rutilových zárodků.

K neutralizaci se použije poloviční množství 7,32 g BaCO, a kalcinuje se při nižší teplotě 840 °C. Vykalcinovaný produkt obsahuje 90,7 % rutilového pigmentu TiO₂ a 7,99 % BaSO^.

Příklad 4

Postup podle příkladu 2 s tím rozdílem, že impregnace hydrátu oxidu titaničitého draselnými a fosforečnými solemi se provede pro rutilový pigment s přídavkem rutilových zárodků.

K neutralizaci se použije poloviční množství 16,45 ml hydrátu vápenatého o koncentraci 126,4 CaO/1 a kalcinuje se při nižší teplotě 850 °C. Vykalcinovaný produkt obsahuje 93,7 % rutilového pigmentu TiO₂ a 5 % CaSO^.

Příklad 5

Postup podle příkladu 2 s tim rozdílem, že se k neutralizaci použije 22,9 ml hydrátu vápenatého o koncentraci 126,4 g CaO/1 a 88 ml vodné suspenze obsahující 4,4 g BaCO^. Vykalcinovaný produkt obsahuje 88,13 % anatasového pigmentu TiO₂, 6,83 % CaS0₄ a 5,03 % BaSO^

Claims

Způsob využití kyseliny sírové adsorbované na vymytém gelu hydrátu oxidu titaničitého při výrobě titanové běloby sulfátovým způsobem za vzniku produktu obsahujícího hmotnostně 85 až 95 % oxidu titaničitého a 5 až 15 4 síranu vápenatého nebo 80 až 90 % oxidu titaničitého a 10 až 20 % síranu barnatého, vyznačený tím, že se vymytá suspenze hydrátu oxidu titaničitého před nebo po přídavku kalcinačních přísad a eventuálně rutilových zárodků zneutralizuje vápenatými nebo barnatými sloučeninami za vzniku síranu vápenatého nebo síranu barnatého, zfiltruje, kalcinuje při teplotě 800 až 1 000 °C.