DE2824090A1

DE2824090A1 - Verfahren zur herstellung von titandioxid

Info

Publication number: DE2824090A1
Application number: DE19782824090
Authority: DE
Inventors: Yagi Katsumi; Kura Yasuo; Kosaki Yoshio
Original assignee: Dong Hwa Titanium Industrial Co Ltd
Current assignee: HANKOOK TITANIUM IND CO Ltd SEOUL KR
Priority date: 1978-06-01
Filing date: 1978-06-01
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE2824090B2; DE2824090C3

Description

Verfahren zur Herstellung von Titandioxid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Titandioxid, insbesondere ein verbessertes Verfahren zur von Herstellung Titandioxid ddrch direkte Hydrolyse einer schwefelsauren Lösung von Ilmeniterz ohne vorheriges Konzentrieren der sauren Erzlösung.
Neben anderen Gebrauchs zwecken wird Titandioxid überall in der Welt in beträchtlichen Mengen als Pigment für Anstrichfarben verwendet. Um diesem Gebrauchzweck zu genügen, muß die Teilchengröße des Titandioxids sorgfältig gesteuert werden.
So gibt es bereits eine Reihe von Verfahren zur Steuerung oder Einstellung der Teilchengröße von aus den verschiedensten Quellen, z.B. aus Ilmeniterz, gewonnenem Titandioxid. In der Regel erhält man Titandioxid aus Ilmeniterz durch Auflösen des Erzes in einer bestimmten Menge Schwefelsäure und anschließende Hydrolyse der Lösung zur Ausfällung des Titandioxids.
Häufig wird bei derartigen Verfahren zur Entfernung von in der Lösung enthaltenem Eisen(III)sulfat vor der Hydrolyse die Lösung auf einen Titanoxidgehalt von über 200 g/l konzentriert, worauf die konzentrierte Lösung hydrolysiert wird.
Diese Maßnahme einer der Hydrolyse vorgeschalteten (ersten) Konzentration der Titanoxidlösung ist auch deshalb besonders wichtig, weil das ohne eine solche Vorkonzentration erhaltene Titandioxid qualitativ schlecht ist und sich nicht zur Verwendung als Pigment eignet (da sich seine Teilchengröße nicht steuern läßt).
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein zur Verwendung als Pigment geeignetes Titandioxid sorgfältig gesteuerter Teilchengröße herzustellen, wobei nicht nur ein Titandioxid hervorragender Eigenschaften hergestellt, sondern auch die bisher vor der Hydrolyse durchgeführte erste Konzentration des Titandioxids in der Säurelösung vermieden werden soll.
Erfindungsgemäß erhält man Titandioxid gleichbleibender und hervorragender Teilchengröße aus einer nicht-konzentrierten, schwefelsauren Lösung mit höchstens 200 g, vorzugsweise weniger als 180 g Titandioxid pro 1 Lösung, indem man die nicht-konzentrierte Lösung etwa 1 bis 2 h lang auf eine Temperatur etwa am Kochpunkt erhitzt, bis ein Hydrolysegrad von etwa 10 bis 20 % erreicht ist. Danach wird die teilweise hydrolysierte Titandioxidlösung zur Entfernung der gebildeten großen weißen filtrierbaren Titandioxidteilchen und zur Gewinnung eines nahezu klaren Filtrats filtriert. Das bei dieser Filtration erhaltene Filtrat kann dann zur weiteren Hydrolyse erneut erhitzt werden. Schließlich wird das Filtrat innerhalb von etwa 5 bis 8 h unter Aufrechterhaltung einer Temperatur (der Lösung) von etwa 90"C bis zum Kochpunkt langsam mit weiterer nicht-hydrolysierter und nicht-konzentrierter schwefelsaurer Titandioxidlösung versetzt. Andererseits braucht das nahezu klare Filtrat nicht durch direktes Erhitzen weiter hydrolysiert zu werden, es kann vielmehr die zusätzliche nicht-hydrolysierte und nicht-konzentrierte schwefelsaure Titandioxidlösung innerhalb von 5 bis h direkt zu dem (dauernd) 900C heißen bis zu kochenden Filtrat zugegeben werden. Die Gesamtmenge zu dem Filtrat frisch zugesetzter Titandioxidlösung beträgt pro 1 Teil Filtrat 6 bis 8 Teile frische Lösung.
Diese Verfahrensmaßnahmen führen im Rahmen einer langsamen und gleichbleibenden weiteren Hydrolyse des Titandioxids zu eineiteuerung der gebildeten Teilchengröße. Erfindungsgemäß steht, wenn die Titandioxidteilchen langsam im Filtrat wachsen gelassen werden, die Größenzunahme der Teilchen im Verhältnis zu der zugesetzten Menge an weiterer nichtkonzentrierter Lösung. Die erfindungsgemäß erhältlichen Titandioxidteilchen lassen sich ohne Schwierigkeiten filtrieren und mit Wasser waschen. Sie besitzen dann einen Farbindex in der Größenordnung von 1.500 oder dartiber im Vergleich zu einem Farbindex von 1.250, wie er nach üblichen Verfahren erreichbar ist.
Das folgende Beispiel soll die Erfindllnq näher veranschaulichen.
Beispiel Eine nicht-konzentrierte Mutterlauge in Form einer wäßrigen Lösung von, jeweils bezogen auf 1 1 Lösung, 152,7 g Titandioxid, 3 g Ti203, 71 g FeO, 92,9 g freier ,S04 und 377,3 g Gesamt-fl2 SO4 wird auf eine Konzentration von 130 g Titandioxid pro 1 eingeengt und auf eine Temperatur von 1000C erhitzt. Nachdem eine 18,5 %ige Hydrolyse des Titandioxids stattgefunden hat, haben sich große Titandioxidteilchen gebildet. Das Erhitzen wird nun abgebrochen. Nach 90 minütigem Kühlen wird die Lösung zur Entfernung der großen Titandioxidteilchen filtriert. Das hierbei erhaltene Filtrat wird dann wiederum auf eine Temperatur von etwa 900C erhitzt, wobei man eine hydrolysierte Saatlösung erhält. 500 ml der erhaltenen Saatlösung werden in einen Kolben gefüllt, auf eine Temperatur von etwa 900C weiter erhitzt und innerhalb von 6 h langsam und tropfenweise mit 3 1 frischer, nicht-konzentrierter Mutterlauge derselben Zusammensetzung, wie sie die ursprüngliche Mutterlauge aufwies, versetzt. Während des Zutropfens wird die Temperatur auf etwa 900 bis 1000C gehalten. Hierbei erfolgt eine weitere Hydrolyse. Nach Beendigung des 6-stündigen Zutropfens wird das Hydrolyseprodukt abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und zu Titandioxid eines mit Hilfe eines Colorimeters ermittelten Farbindex von 1.595 calciniert. Die Endmenge an erhaltenem Titandioxid beträgt 200 g (kg).

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von titandioxid gesteuerter Teilchengröße, dadurch gekennzeichnet, daß man eine höchstens 200 g TiO2 pro 1 Lösung enthaltende wäßrige Schwefelsäurelösung solange erwärmt, bis der Hydrolysegrad etwa 10 bis 20 % beträgt und sich ein Niederschlag filtrierbarer Teilchen bildet, die Lösung zur Entfernung der (ausgefallenen) TiO2-Teilchen und zur Gewinnung eines nahezu klaren Filtrats filtriert, danach das Filtrat weiter hydrolysiert und langsam mit pro 1 Teil Filtrat 6 bis 8 Volumenteilen der ursprünglichen sauren wäßrigen TiO2-Lösung versetzt und schließlich einen zu TiO2 eines Farbindex von 1.500 oder darüber calcinierbaren hydrolysierten Niederschlag gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die saure TiO2-Lösung etwa 1 bis 2 h auf eine Temperatur von etwa 90°C bis zum Kochpunkt erwärmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 90°C bis zum Kochpunkt weiter hydrolysiert und die saure wäßricje TiO2-Lösung über 5 bis 8 h zugibt.