DE310304C

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Publication number: DE310304C
Application number: DENDAT310304D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Titanverbindungen und bezweckt die Erzeugung von vierwertigen Titanverbindungen in technisch eisenfreier Form.

In der norwegischen Patentbeschreibung 12282 wird ein Verfahren zur Darstellung von Titanverbindungen in eisenfreier Form aus Lösungen, die Titanverbindungen, Eisen, Aluminium und andere Metalle enthalten, beschrieben.

Nach diesem bekannten Verfahren wird die Lösung durch naszierenden Wasserstoff reduziert, bis alles vierwertige. Titan in eine niedrigere Oxydationsstufe übergeführt worden ist. Hierauf wird der Lösung Alkali oder , Salze schwacher Säuren zugesetzt, wodurch das reduzierte Titanoxyd ausgefällt wird. Die Fällung entsteht infolge der Neutralisation oder Bindung der starken Säuren. Der entstehende Niederschlag ist blau gefärbt.

Das Verfahren, bei analytischer Untersuchung hydratische Titansäure durch Kochen der sauren Titanlösungen zu fällen, wobei der Niederschlag auch aus eisenhaltigen Lösungen eisenfrei ausfallen soll, wenn die Ferrisalze zuvor zu Ferrosalzen reduziert worden sind, führt technisch nicht zu eisenfreiem Produkt, anscheinend weil die Trennung des Niederschlages von der Flüssigkeit bei großen Mengen nicht schnell genug erfolgen kann, um eine Wiederoxydation der Eisensalze zu verhindern. Das beweist der Umstand, daß die Technik sich seit längerer Zeit mit der Aufsuchung von Verfahren für die eisenfreie Darstellung der Titansäure beschäftigt, und daß diese Bestrebungen zur Entnahme einer Anzahl von Patenten geführt haben.

In der deutschen Patentschrift 152257 wird auch in der Einleitung gesagt, daß die Fällung der Metatitansäure nach dieser Methode in reinem Zustande aus Lösungen, die die Begleitmetalle in reichlichen Mengen enthalten, im großen nicht rationell durchführbar ist.

Die vorliegende Erfindung besteht demgegenüber darin, in der die Titansäure bzw. das Sulfat des Oxyds neben Eisenoxydulsalzen enthaltenden Lösung ein stärkeres Reduktionsmittel als die Eisen oxydulsalze zu speichern, um die Oxydation der letzteren zu verhindern. Als solches geeignetstes und zweckentsprechendstes Mittel hat man die dreiwertigen Titanverbindungen entsprechend dem Titansesquioxyd erkannt. Solange solche dreiwertige Titanverbindungen, wenn auch nur in geringen Mengen vorhanden sind, findet eine Oxydation der Verunreinigungen nicht statt, die Titansäure fällt beim Erhitzen der Lösung rein aus und kann ohne Gefahr der Nachfällung des Eisens durch Oxydation filtriert werden. Die dreiwertigen Titanverbindungen, soweit sie sich bei der Filtration oxydieren, fallen ebenfalls als Titansäure aus und bilden keine Verunreinigung.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist erheblich einfacher und billiger als die bisher bekannten Verfahren und führt direkt zur Fällung von vierwertigen Titanverbindungen. Es beruht auf der Beobachtung, daß Metatitansäure Ti O (O H)₂ auch aus sehr konzentrierten Lösungen, die Titan und Eisen enthalten, durch Erhitzen gefällt werden kann, ohne vorher die starke Mineralsäure ganz oder

ίο teilweise zu neutralisieren. Es wurde dagegen beobachtet, daß, wenn alle Titansäure durch Reduktion in niedrigere Oxydationsstufen übergeführt wird, überhaupt keine Fällung oder eine sehr unvollständige durch Erhitzen be-

ιί wirkt wird. Es wurde auch gefunden, daß das auf diese Weise gefällte Titansäurehydrat im technischen Sinne frei von Eisen auch aus Lösungen mit einem hohen Prozentgehalt an Eisensalzen erhalten wird, wenn man dafür Sorge trägt, daß die fraglichen Lösungen zu gleicher Zeit einen kleinen Prozentsatz dreiwertiges Titan enthalten, was man z. B. durch die bekannten Reduktionsmethoden erzielen kann.

Das dreiwertige Titan ist ein sehr starkes Reduktionsmittel, und seine Anwesenheit in der Lösung verhindert die Oxydation von Eisenoxydul in Eisenoxyd und dadurch die Mitfällung mit der Titansäure. Bei diesem Verfahren wird kein dreiwertiges Titan mitgefällt, und der erhaltene Niederschlag ist sogleich weiß. Derselbe Effekt wird mittels anderer Reduktionsmittel, wie z. B. schwefliger Säure, nicht erzielt, sondern nur vermittels des außerordentlich starken Reduktionsmittels: dreiwertiges Titan.

Für die Ausführung des Verfahrens zur Darstellung von weißer Titansäure aus Ilmenit wird folgendes Beispiel gegeben:

Ilmenit in fein verteiltem Zustande wird mittels Schwefelsäure in Lösung gebracht, die alsdann in der Hauptsache Titansulfate sowie Eisenoxydul und Eisenoxydsulfate enthält. Die Lösung wird elektrolysiert unter Anwendung von Diaphragma und Bleikathoden. Die Lösung kann dabei kalt oder heiß sein. Der Kathodenwasserstoff reduziert zuerst alles Eisenoxydsulfat zu Eisenoxydulsulfat. Sobald diese Reduktion beendet ist, werden auch die vierwertigen Titanverbindungen angegriffen und nach und nach in die dreiwertigen Verbindungen übergeführt. Sobald etwa 5 Prozent der vierwertigen Titanverbindungen [ζ, B. Ti (S O₄)J in dreiwertige Verbindungen [Ti₂(SO₄)₃] übergeführt worden sind, wird der Reduktionsprozeß unterbrochen und die Lösung, die nun eine dunkle Farbe hat, zum Sieden erhitzt. Man erhält einen vollkommen weißen Niederschlag von Metatitansäure, während alles reduzierte Titan in der Lösung bleibt. Der Niederschlag kann mit Wasser ohne alle Zusätze gewaschen werden und ist alsdann technisch eisenfrei (er enthält z. B. nur 0,016 Prozent Fe).

Im Vergleich mit dem in der norwegischen Patentbeschreibung 12282 bezeichneten, bereits vorher erwähnten Verfahren, bei dem die ganze Quantität der Titanverbindungen reduziert und dann durch Neutralisation des größeren Teils der starken Säuren gefällt wird, erfordert das vorliegende Verfahren viel weniger elektrischen Strom oder Metalle zur Erzeugung von Wasserstoff, während eine Fällung im wesentlichen frei von Eisen erhalten wird, wenn auch sehr eisenhaltige konzentrierte Lösungen verarbeitet werden, ohne daß Alkalien verbraucht werden. Anstatt die ganze Titanlösung, wie vorher beschrieben, zu elektrolysieren, bis dieselbe etwa 5 Prozent des gesamten Titans in dreiwertiger Form enthält, kann man auch auf elektrolytischem oder anderem Wege dreiwertige Titanverbindungen erzeugen urid davon so viel zusetzen, daß die Lösung etwa 5 Prozent des Gesamtgehalts an Titanverbindungen in dreiwertiger Form enthält, und dann die Metatitansäure durch Kochen ausfällen.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Ausfällung praktisch eisenfreier Titansäure aus eisenhaltigen Titanlösungen durch Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fällung aus der Lösung vierwertigen Titans in Gegenwart dreiwertiger Titanverbindungen vornimmt.