DE152257C

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

JVr 152257 KLASSE 12«.

Es ist bekannt, daß man das Titan von den es begleitenden Metallen, wie Eisen, Aluminium usw., dadurch trennen kann, daß man die schwefelsaure Lösung unter Zusatz von Reduktionsmitteln (insbesondere schweflige Säure), welche die Oxydation des Eisens zu oxydischen Sulfaten und damit seine Fällung als basische Sulfate verhindern sollen, kocht. Es fällt dann das Titan als Metatitansäure Ti O (OH)₂ aus, während Eisen, Aluminium usw. als Sulfate gelöst bleiben. Versuche haben nun ergeben, daß diese Trennungsmethode bei sehr reichlichem Vorhandensein der das Titan begleitenden Metalle, besonders von Eisen, im Großen nicht rationell durchführbar ist, da die Titansäure immer stark mit Eisen verunreinigt ausfällt, was eine mehrmalige Reinigung in gleicher Weise notwendig macht.

Es wurde nun gefunden, daß die Trennung der Titansäure von den Begleitmetallen, besonders Eisen, bedeutend leichter erfolgt, wenn man auf die saure Lösung des Rohstoffs in einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure (oder Alkalibisulfat), Salzsäure oder Flußsäure, oder in einer organischen Säure, wie Oxalsäure, solche Metalle (Zinn, Zink, Eisen, Natriumamalgam usw.) einwirken läßt, welche mit der Säure der Lösung unter SaIzbildung Wasserstoff liefern, oder wenn man die saure Titanlösung der Elektrolyse an der Kathode unterwirft, wobei gleichfalls Wasserstoff erzeugt wird. Bei Anwendung von Eisen als Reduktionsmittel erhitzt man zweckmäßig, um die Reduktion einzuleiten, während bei Anwendung von Zink und Natriumamalgam gelindes Erwärmen genügt. Bei Anwendung der kathodischen Reduktion arbeitet man am besten kalt oder nur lauwarm. Es wird bei dieser Arbeitsweise die Titansäure in eine niedrigere Oxydationsstufe (Oxydul) , übergeführt, in welcher Form alles "Titan schon aus schwachsaurer Lösung, also nach annähernder Neutralisierung der Flüssigkeit, als bläulicher Niederschlag ausfällt, der an der Luft oder durch Oxydationsmittel leicht wieder in die weiße Oxydationsstufe übergeht. Eisen oder andere Metalle fallen dabei weder als Metall noch in oxydischem Zustande aus, so daß eine Wiederholung des Trennungs-Prozesses nicht erforderlich ist. Das vorliegende Verfahren hat gegenüber der Verwendung anderer Reduktionsmittel, wie schweflige Säure, den weiteren Vorzug, daß man die Titansäure in hydratischem, also leicht wieder löslichem Zustande gewinnt, während es nach der bisher üblichen Scheidungsmethode, also unter Anwendung von schwefliger Säure usw. als Reduktionsmittel, als unlösliche Metasäure erhalten wird. Anstatt nach beendeter Reduktion mit Alkali oder dergl. zu neutralisieren kann man auch Stoffe zusetzen, welche, wie die Salze der schwefligen Säure, Essigsäure, Ameisensäure, die angewendete Säure durch Umsetzung mit ihr binden, das Titanoxydul aber nicht zu lösen vermögen.

Daß durch Reduktionsmittel, wie Zinn, Zink, Natriumamalgam, in saurer Lösung

das Titanoxyd zu einer blauen niedrigeren Oxydationsstufe reduziert werden kann, ist bereits bekannt (Classen, Ausgewählte Methoden der analyt. Chemie 1902, S. 765; ferner Zeitschrift f. anorgan. Chemie, Bd. 19 [1899], S. 306/307, und Gazetta chimica italiana, Bd. 25,2 [1898], S. 542); nicht bekannt war aber bislang, daß durch Behandlung der Titansäure in saurer Lösung mittels Metallen, welche mit der Säure Wasserstoff geben, oder durch Elektrolyse der Lösung an der Kathode und nachfolgende teilweise oder vollständige Neutralisation der das Titanoxydul in Lösung haltenden Säure eine glatte Trennung des Titans von anderen Metallen erreicht werden kann.

Beispiel I. Man löst 100 Teile eines neben 70 Prozent Eisenoxyd etwa 20 Teile Titanoxyd enthaltenden Rückstandes der Bauxitverarbeitung durch Digerieren mit einer warmen Lösung von etwa 100 Teilen konzentrierter Schwefelsäure, 300 Teilen Natriumbisulf at und 1000 Teilen Wasser, filtriert vom unlöslichen Rückstande und unterwirft die Lösung in der Weise der Elektrolyse, daß man sie unter Verwendung einer Tonzellc als Diaphragma, als Kathodenflüssigkeit benutzt, während als Anodenflüssigkeit mit Schwefelsäure angesäuertes Wasser dient.

Als Elektroden verwendet man an beiden Polen Blei. Die zuerst schwach grüne Lösung wird allmählich blau, worauf man Sodalösung in der Menge von etwa 90 Prozent der zur völligen Neutralisierung erforderlichen Quantität zufügt. Hierdurch wird alles Titan frei von Eisen usw. gefällt. Man filtriert und wäscht den bläulichen Niederschlag wiederholt mit Wasser, wobei man von vornherein etwas Bisulfit zufügt, um Oxydation in der Flüssigkeit zu verhindern. Der gewaschene Niederschlag wird an der Luft rein weiß und ist dann nahezu völlig reines Titansäurehydrat Ti (OH)^ Noch schneller färbt er sich weiß durch den Zusatz leicht zu reduzierender Lösungen, wie Wasserstoffsuper-. oxyd oder anderen Superoxyden.

Beispiel II. Man bereitet die saure Titanlösung wie unter Beispiel 1 angegeben, gibt dann metallisches Zink hinzu, erwärmt etwa 10 Minuten, bis die erst gelbe Lösung braun erscheint, und verfährt im übrigen wie unter Beispiel I beschrieben.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Abscheidung der Titansäure aus Gemischen derselben mit Eisen, Aluminium und anderen Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung dieser Gemische in Säuren in der Kälte oder Wärme mit Metallen behandelt, welche mit den Säuren Wasserstoff geben, und sodann mit Alkali, Erdalkali oder den entsprechenden Karbonaten oder in anderer Weise nahezu neutralisiert oder mit Stoffen versetzt, welche, wie die Salze der schwefligen Säure, Essigsäure, Ameisensäure, die angewendete Säure zu binden, das entstandene Titanoxydul aber nicht zu lösen vermögen, wobei alles Titan in Form des Oxyduls ausgeschieden wird.

2. Abänderung des durch Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahrens, darin bestehend, daß man den Wasserstoff in der das Titan und die begleitenden Metalle enthaltenden sauren Lösung durch Elektrolyse der letzteren an der Kathode erzeugt.