DE2200954A1 - Process for the preparation of ferrous, titanium-containing material - Google Patents
Process for the preparation of ferrous, titanium-containing materialInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Veickmann,Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Veickmann,
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
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Haverton Hill Road, Billingham, Teesside, EnglandBRITISH TITAN LIMITED
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"Verfahren zur Aufbereitung eisenhaltigen, titanhaltigen Materials" "Process for the preparation of ferrous, titanium-containing material"
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Äufberei- ■ tung eisenhaltiger, titanhaltiger Materialien durch Auslaugen mit wäßriger Chlorwasserstoffsäure.The invention relates to an improved method for processing ■ ferrous and titanium-containing materials by leaching with aqueous hydrochloric acid.
Ein Verfahren zur Aufbereitung eines eisenhaltigen titanreichen Materials, z.B. zerkleinerten massiven Ilmenits ist in der deutschen Patentschrift .... (Patentanmeldung P ) beschrieben. Das vorliegende Verfahren kann jedoch zum Auslaugen irgendeines eisenhaltigen titanhältigen Materials verwendet werden, obwohl die erfindungsgemäß zu erzielende Wirkung nicht übermäßig groß ist, wenn das in dem Material verwendete Eisen vor dein Auslaugen bereits vollständig in dem zweiwertigen Zustand vorhanden ist.A method for processing a ferrous, titanium-rich material, e.g. crushed massive ilmenite, is described in the German Patent specification .... (patent application P) described. However, the present process can be used for leaching any ferrous titanium-containing material is used, although the effect to be obtained according to the present invention is not unduly great if the iron used in the material is present your leaching is already fully present in the divalent state.
209850/0586209850/0586
Die Erfindung betrifft demzufolge ein Verfahren, das darin besteht, daß man ein zerkleinertes eisenhaltiges titanhaltiges Material mit wäßriger Chlorwasserstoffsäure unter reduzierenden Bedingungen behandelt und danach ein festes Material isoliert, das einen erhöhten Titangehalt besitzt.The invention accordingly relates to a method which consists in that one crushed iron-containing titanium-containing material with aqueous hydrochloric acid under reducing Treated conditions and then isolated a solid material that has an increased titanium content.
Die mittlere Gewichts-Teilchengröße des eisenhaltigen titanhalt igen Materials vor dem Auslaugen liegt im allgemeinen unterhalb 355/U, vorzugsweise unterhalb 100,u. Ein besonders zufriedenstellendes Auslaugen kann erreicht werden, wenn das Material bis zu einer mittleren gewichteten Teilchengröße unterhalb etwa 4^7u vermählen wurde.The mean weight particle size of the iron-containing titanium-containing material before leaching is generally below 355 / U, preferably below 100, u. Particularly satisfactory leaching can be achieved when the material has been ground to a weighted average particle size below about 4 ^ 7 microns.
Das Ausgangsmaterial kann z.B. zerkleinerter massiver Ilmenit, Sedimentilmenit oder Leucoxen sein, wobei die Materialien physikalischen Abtrennverfahren, wie Schwerkrafttrennverfahren und magnetischen und/oder elektrostatischen Trennverfahren unterzogen wurden, um sich von eisenhaltigen titanhaltigen Materialien unterscheidende Verunreinigungen zu entfernen. Normalerweise enthalten die Ausgangsmaterialien 15 bis 60 % Titan, als TiO2 ausgedrückt.The starting material can be, for example, crushed solid ilmenite, sedimentilmenite or leucoxene, the materials having been subjected to physical separation processes, such as gravity separation processes and magnetic and / or electrostatic separation processes, in order to remove impurities different from ferrous, titanium-containing materials. Typically the starting materials contain 15 to 60 % titanium, expressed as TiO 2.
Vorzugsweise wird das Eisen in einem Einstufen-Auslaugverfahren abgetrennt, indem das zerkleinerte eisenhaltige titanhaltlge Material mit ifäßriger Chlorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von etwa 18 bis 25 6ew.-5S bei erhöhter Temperatur in Berührung gebracht wird.The iron is preferably separated off in a one-stage leaching process by removing the comminuted iron-containing titanium content Material containing aqueous hydrochloric acid at a concentration from about 18 to 25 6ew.-5S at elevated temperature in contact is brought.
Die verwendete Säuremenge liegt vorzugsweise in einem 80 bis 150 Jiigen stöchiometrischen Überschuß, bezogen auf die Menge der in dem auszulaugenden Material enthaltenen säurelöslichen Verunreinigungen, wie z.B. Eisen, Magnesium, Mangan und/oder Kalzium. Es wurde gefunden,- daß eine Säuremenge im Bereich von 100 bis 130 % der stöchiometrischen Menge besonders geeignet ist.The amount of acid used is preferably in an 80 to 150% stoichiometric excess, based on the amount of acid-soluble impurities such as iron, magnesium, manganese and / or calcium contained in the material to be leached. It has been found that an amount of acid in the range from 100 to 130 % of the stoichiometric amount is particularly suitable.
209850/0586209850/0586
— 3 —- 3 -
Das Auslaugen erfolgt normalerweise bei einer Temperatur im Sereich
von 800C bis zum Siedepunk·
liegenden atmosphärischen Druck.The leaching normally takes place at a temperature in the range from 80 0 C to the boiling point
lying atmospheric pressure.
reich von 800C bis zum Siedepunkt der Mischung unter dem vor-rich from 80 0 C to the boiling point of the mixture below the
Es wurde gefunden, daß die Auslauggeschwindigkeit der (unter den Auslaugbedingungen) Chlorwasserstoffsäure-lösuchen Verunreinigungen in dem eisenhaltigen titanhaltigen Material beträchtlich erhöht wird, wenn das Auslaugen in Gegenwart eines Reduktionsmittels erfolgt.It was found that the leaching rate of the (under the leaching conditions) hydrochloric acid dissolves impurities in the ferrous titanium-containing material is increased considerably when the leaching in the presence of a Reducing agent takes place.
Beispiele geeigneter Reduktionsmittel sind Eisen, z.B. in Porm von Eisenschrott oder Schmiedeeisen sowie Kupfer, Zinn-(II)-salze, wie Zinn-(ll)-chlorid und Schwefeldioxyd. Von diesen Materialien ist Eisen sowohl wegen der Kosten als auch deswegen, da man es als Eisen-(II)-chlorid während des Verfahrens zu der Mischung zusetzen kann, bevorzugt.Examples of suitable reducing agents are iron, e.g. in Porm of scrap iron or wrought iron as well as copper, tin (II) salts, such as tin (II) chloride and sulfur dioxide. Of these Iron is both because of its cost and because it is used as ferrous chloride during the process of making the materials Can add mixture, preferably.
Normalerweise wird eine ausreichende Reduktionsmittelmenge zugesetzt, um einen geringfügigen stöchiornetrischen Überschuß über die Menge zu erreichen, die erforderlich ist·, um das anfänglich in dem eisenhaltigen titanhaltigen Material vorhandene Eisen vom dreiwertigen Zustand in den zweiwertigen Zustand zu reduzieren, obwohl geringere Mengen zu vorteilhaften Ergebnissen führen und in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, wobei auch darauf hingewiesen sei, daß gewünsehtenfalls auch grössere Mengen verwendet werden können.A sufficient amount of reducing agent is normally added to by a slight stoichiometric excess to achieve the amount required to remove the iron initially present in the ferrous titanium-containing material reduce from the trivalent state to the divalent state, although lower amounts produce beneficial results and fall within the scope of the present invention, wherein It should also be pointed out that, if desired, larger Quantities can be used.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es' möglich, die Auslaugzeit in einer einzigen Stufe von 10 bis 24 Stunden auf einen Bereich von 2 bis 8 Stunden zu vermindern, wobei ähnliche Eisensengen aus dem titanhaltigen Material entfernt werden.According to the method according to the invention, it is possible to reduce the leaching time decrease to a range of 2 to 8 hours in a single step of 10 to 24 hours, with similar Iron singe be removed from the titanium-containing material.
Die Auslauggesehwindigkeit kann bei des erfinöungsgemäßen Verfahren noch weiter gesteigert v/erden, indem man dein Reduktionsmittel ein oberflächenaktives netzmittel zusetzt. Dabei zeigtenThe leaching rate can be varied in the process according to the invention can be increased even further by using your reducing agent a surface-active wetting agent is added. Showed
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sich kationische oberflächenaktive Mittel als besonders wirksam.. Dabei werden vorzugsweise Mengen im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Menge des eisenhaltigen titanhaltl" gen Materials verwendet.Cationic surface-active agents are found to be particularly effective. Amounts in the range from 0.01 to 1% by weight , based on the amount of iron-containing, titanium-containing material, are preferably used.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt im allgemeinen zu einem Produkt, das mindestens 70 % Titan (als TiO2 ausgedrückt) enthält und wird vorzugsweise zur Herstellung eines Produktes verwendet, das nach dem Trocknen bei 1050C 70 bis 80 Gew.-# Titan, bezogen auf dieses Material, enthält. Derartige Produkte sind insbesondere als Ausgangsmaterialien zur Herstellung pigmentförmigen Titandioxyds gemäß dem gut bekannten SuIfatverfahren geeignet.The process according to the invention generally leads to a product which contains at least 70 % titanium ( expressed as TiO 2 ) and is preferably used to produce a product which, after drying at 105 ° C., contains 70 to 80% by weight, based on titanium this material contains. Such products are particularly suitable as starting materials for the production of pigmented titanium dioxide according to the well-known sulfate process.
Wenn ein Produkt mit höherem Titangehalt hergestellt werden soll, das z.B. als Ausgangsmaterial für die Halogenierung zu Titantetrahalogeniä verwendet werden soll, kann es vorteilhaft sein, das eisenhaltige titanhaltige Material vor dem Auslaugen einer zusätzlichen magnetischen Abtrennstufe, z.B. unter Anwendung eines Naßtrennverfahrens, zu unterwerfen, um das eisenhaltige titanhaltige Material so gut wie möglich von Verunreinigungen, hauptsächlich von kieselsäurehaltigem Material, zu befreien. In dieser Weise kann man gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Material erhalten, das nach dem Trocknen bei 1050C bis zur Gewichtskonstanz eine Titanmenge (ausgedrückt als TiO2) von mehr als etwa 90 % enthält und das nach dem Glühen bei 80O0C einen Titangehalt von mindestens 95 % aufweisen würde.If a product with a higher titanium content is to be produced, which is to be used, for example, as a starting material for halogenation to form titanium tetrahalogenia, it can be advantageous to subject the iron-containing titanium-containing material to an additional magnetic separation step, for example using a wet separation process, before leaching to free the iron-containing titanium-containing material as much as possible from impurities, mainly from silicic acid-containing material. In this way, the method according to the invention can be obtained according to a material that after drying at 105 0 C to constant weight a titanium amount (expressed as TiO 2) contains greater than about 90% and a titanium content after annealing at 80O 0 C of at least 95 % .
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie Jedoch zu beschränken. Dabei zeigen die Beispiele 1 bis.5 verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen während das Beispiel 6 als Vergleichsbeispiel dient.The following examples are intended to explain the invention further without, however, restricting it. Examples 1 show to.5 different embodiments of the invention during Example 6 serves as a comparative example.
209850/058 6209850/058 6
Zerkleinerter massiver norwegischer Ilmenit wurde vermählen, bis nur mehr 10 bis 15.£ des Materials eine Teilchengröße von mehr als 44^u aufwies. Das Material enthielt 45,2, # Titan,, ausgedrückt als'TiO2, und 34,6 % Eisen, ausgedrückt als Fe.Crushed massive Norwegian ilmenite was ground until only 10-15 pounds of the material had a particle size of more than 44 pounds. The material contained 45.2 % titanium expressed as TiO 2 and 34.6% iron expressed as Fe.
Das vermahlsne Material wurde mit I2IO % der stöchiometrischen Menge einer 20 gew.-56igen wäßrigen Chlorwasserstoff säure und mit einer Menge Zinn-(II)-Chlorid, die ausreichte, um das in dem Material enthaltene im dreiwertigen Zustand vorhandene Eisen in den zweiwertigen Zustand zu überführens vermischt.The milled material was acidified with I 2 IO % of the stoichiometric amount of a 20 wt Convict state s mixed.
Die Mischung wurde in eine Reihe gleich großer Portionen aufgeteilt, die wie folgt behandelt wurden:The mixture was divided into a number of equal portions, which were treated as follows:
Ip Zweistündiges Sieden bei 112°C. Das Produkt enthielt nach dem Trocknen bei 1050C bis zur Gewichtskonstanz 80,7 % Titan, ausgedrückt als TiO2, und 4,2 % Eisen, ausgedrückt als Pe. Der Glühverlust bei 800°C betrag 5,25 Ϊ. Ip Boiling at 112 ° C for two hours. After drying at 105 ° C. to constant weight, the product contained 80.7% titanium, expressed as TiO 2 , and 4.2 % iron, expressed as Pe. The loss on ignition at 800 ° C is 5.25 Ϊ.
2. Erhitzen während 3 1/4 Stunden auf 1000C. Das Produkt enthielt nach dem Trocknen bis zur Gewichtskonstanz bei 1050C 80,2 % Titan, ausgedrückt als TiO2, und 2,9 % Eisen, ausgedrückt als Fe. Der Glühverlust bei 8000C betrug 5,9 35.2. Heat for 3 1/4 hours at 100 0 C. The product contained, after drying to constant weight at 105 0 C 80.2% titanium, expressed as TiO 2, and 2.9% iron, expressed as Fe. The loss on ignition at 800 ° C. was 5.9 35.
Beispiel 2 , Example 2 ,
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde die Mischung währendThe procedure of Example 1 was repeated except that the Mix during
(a) 5 Stunden und(a) 5 hours and
(b) 6 Stunden - *(b) 6 hours - *
auf 10O0C erhitzt, wobei bei (a) nur 2/3 und bei (b) nur 1/6heated to 10O 0 C, wherein in (a) only 2/3 and (b) only 1/6
209 8 5 0/0586209 8 5 0/0586
der in Beispiel 1 verwendeten Menge an Zinn-(II)-Chlorid zugesetzt wurden.the amount of tin (II) chloride used in Example 1 was added became.
Das Produkt von (a) enthielt 80,8 % Titan, ausgedrückt als TiO2, und 2,4 % Eisen, ausgedrückt als Pe. Der Glühverlust bei 8000C betrug 5,9 %, The product of (a) contained 80.8 % titanium, expressed as TiO 2 , and 2.4 % iron, expressed as Pe. The loss on ignition at 800 ° C. was 5.9 %,
Das Produkt von (b) enthielt 72,5 % Titan, ausgedrückt als TiO2, und 10,2 % Eisen, ausgedrückt als Fe. Der Glühverlust bei 80O0C betrug 3,8 Ji.The product of (b) contained 72.5 % titanium, expressed as TiO 2 , and 10.2 % iron, expressed as Fe. The loss on ignition at 80O 0 C was 3.8 Ji.
Portionen des in Beispiel 1 beschriebenen zerkleinerten und vermählten norwegischen Ilmenits wurden mit den im folgenden angegebenen unterschiedlichen Mengen 20 Jiiger wäßriger Chlorwasserstoffsäure und mit einer ausreichenden Menge Zinn-(Il)-chlorid, die erforderlich war, um das im dreiwertigen Zustand vorhandene Elsen in den zweiwertigen Zustand zu reduzieren, versetzt, worauf die Mischungen während der angegebenen Zeiten auf 1000C erhitzt wurden. Der Titangehalt der getrockneten Produkte ist in der folgenden Tabelle zusammengefaßt :Portions of the crushed and ground Norwegian ilmenite described in Example 1 were mixed with the different amounts of 20% aqueous hydrochloric acid given below and with a sufficient amount of tin (II) chloride that was necessary to convert the oleene present in the trivalent state into the divalent To reduce the state, added, whereupon the mixtures were heated to 100 0 C during the specified times. The titanium content of the dried products is summarized in the following table:
209850/0586209850/0586
HCl-Gehalt der
Mischung
(-1 der stöchiometrlsch erforderlichen
Menge)HCl content of the
mixture
(-1 of the stoichiometrically required amount)
- 120- 120
- 110 - 110
100
Λ 90
80100
Λ 90
80
(Std.)Heating time
(Hours.)
gehalt
(als TiO2)
% titanium
salary
(as TiO 2 )
%
gehalt
(als Fe)
% iron
salary
(as Fe)
%
lust bei
8000C
% Annealing
lust at
800 0 C
%
Bei s ρ i el 4 . - At s ρ i el 4. -
2 kg des in Beispiel 1 beschriebenen zerkleinerten und vermahlenen norwegischen Ilmehits wurden mit einem 1*10 jSigen stöchiometrischen Überschuß von 20 jSiger wäßriger Chlorwasserstoffsäure und mit 700 g Eisenschrott vermischt und während 6 Stunden auf 100°C erhitzt.2 kg of the comminuted and ground described in Example 1 Norwegian Ilmehits were given a 1 * 10 jSigen stoichiometric Excess of 20% aqueous hydrochloric acid and mixed with 700 g of scrap iron and heated to 100 ° C for 6 hours.
Das Produkt enthielt nach dem Trocknen bei 1050C 80,2 % Titan, ausgedrückt als TiO2 und zeigte einen Glühver-lust bei 800°C von 4,6 f. ■ The product contained, after drying at 105 0 C 80.2% titanium, expressed as TiO 2, and showed a Glühver-loss at 800 ° C of 4.6 f. ■
Dieses Verfahren wurde wiederholt, wobei jedoch ein Schmiedeeisenstab mit einem Durchmesser von 2,54 cm, der 190 g Eisen entsprach, verwendet und das. Erhitzen xvährend 5 Stunden durchge führt wurde.This procedure was repeated, but using a wrought iron rod with a diameter of 2.54 cm, which corresponded to 190 g of iron, was used and the heating continued for 5 hours was leading.
Das Produkt enthielt in diesem Fall 77,6 $ Titan, ausgedrückt als TiO2. Der GlQhverlust bei 8000C betrug 4,8 %, The product in this case contained $ 77.6 titanium, expressed as TiO 2 . The GlQhverlust at 800 0 C was 4.8%,
200 g Portionen norwegischen Ilmenits wurden vermählen, bis nur noch 10 bis 15 % des Materials eine Korngröße von größer als 44 /u aufwiesen. Das Material wurde dann mit 7^7 ml 20,24 $iger HCl (l4o % der stöchiometrisch erforderlichen Menge) bei 1000C in Gegenwart von Kupferspänen während der in der folgenden Tabelle angegebenen Zeiten ausgelaugt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle zusammengefaßt: 200 g portions of Norwegian ilmenite were ground until only 10 to 15 % of the material had a grain size greater than 44 / u. The material was then leached with 7 ^ 7 ml 20.24 $ HCl (l4o% of the stoichiometrically required amount) at 100 0 C in the presence of copper chips during the indicated times in the following table. The results obtained are also summarized in the following table:
Kupfermenge Auslaugzeit Titangehalt Glühverlust bei 80O0C (g) (Std.) (als TiO0)Amount of copper Leaching time Titanium content Loss on ignition at 80O 0 C (g) (hours) (as TiO 0 )
20985 0/058620985 0/0586
Beispiel 6Example 6
Der in den vorhergehenden Beispielen beschriebene norwegische Ilmenit wurde mit 1*10 % der erforderlichen stöchiometrischen Menge Chlorwasserstoffsäure, Jedoch ohne Zugabe eines Reduktionsmittels vermischt, worauf die Mischung während 2*? Stunden auf 100°C erhitzt wurdeαThe Norwegian ilmenite described in the previous examples was mixed with 1 * 10% of the required stoichiometric amount of hydrochloric acid, but without the addition of a reducing agent, whereupon the mixture was mixed for 2 *? Was heated to 100 ° C for hours
Das Endprodukt enthielt 8ls9 % Titan, ausgedrückt als TiOp und zeigte einen Glühverlust bei 800°C von 4,6 %« The final product contained 8l s 9% of titanium, expressed as TIOP and showed a loss on ignition at 800 ° C of 4.6% "
Während des Auslaugens wurde der Eisengehalt der Auslaugflüssigkeit bestimmt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt; ,During the leaching, the iron content of the leaching liquid became determined and the results obtained are summarized in the following table; ,
2098 50/05862098 50/0586
CStd,)Leach time
CStd,)
der Auslaugflüs3igkeit
(als Pe)Iron content (g / l)
the leaching liquid
(as Pe)
Das Beispiel 6 wurde nicht "gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt und dient lediglich zu Vergleichszwecken.Example 6 was not "according to the method of the invention carried out and is only used for comparison purposes.
209850/0586209850/0586
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB1360671 | 1971-05-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2200954A1 true DE2200954A1 (en) | 1972-12-07 |
Family
ID=10026097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722200954 Pending DE2200954A1 (en) | 1971-05-06 | 1972-01-10 | Process for the preparation of ferrous, titanium-containing material |
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Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE2200954A1 (en) |
FR (1) | FR2135343A1 (en) |
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1971
- 1971-12-13 ZA ZA718342A patent/ZA718342B/en unknown
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-
1972
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- 1972-05-05 FR FR7216213A patent/FR2135343A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
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