DE508110C - Verfahren zum Loesen von Titanerzen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Lösen von Titanerzen Als das in den meisten Fällen zweck, mäßigste Verfahren, um Titanerze aufzuschließen, hat sich das Behandeln dieser Erze mit Schwefelsäure erwiesen. Trotz mancher Vorteile muß man hierbei aber in Kauf nehmen, daß ein recht erheblicher Bruchteil des Titans beim Lösen des aufgeschlossenen Gutes im Rückstand bleibt. Diese mangelhafte Löslichkeit der Aufschlüsse ist darauf zurückzuführen, daß Titansulfatlösungen sich leicht, besonders beim Erwärmen, zersetzen. Man kann das aufgeschlossene Gut völlig in Lösung bringen, wenn man das Titan in der Lösung nicht als leicht zersetzliches Titansulfat, das dazu neigt, Titansäure abzuscheiden, sondern als Titanalkalidoppelsulfat vorliegen hat, das auch in der Wärme verhältnismäßig beständig ist. Man kann infolgedessen solche Lösungen unbedenklich erwärmen.
• Um solche Doppelsalzlösungen zu erhalten, ist vorgeschlagen worden, das Titanerz, besonders Ilmenit, mit Alkalibisulfat zu erhitzen. Dieses Verfahren hat sich aber wegen des Preises der aufzuwendenden Alkalibisulfate und wegen der zum vollständigen Aufschluß nötigen Temperaturen nicht einbürgern können.
• Es hat sich nun gezeigt, daß man mit Schwefelsäure aufgeschlossene Erze praktisch vollständig in Lösung bringen kann, wenn man das Titanalkalisalz erst beim Lösen erzeugt. Setzt man dem Lösungswasser eine dem Titan entsprechende Menge eines Alkalisalzes zu, so setzt es sich mit der überschüssigen Schwefelsäure und mit dem Titan des Aufschlusses zii dem Doppelsalz um und führt mit großer Geschwindigkeit eine völlige Lösung des aufgeschlossenen Erzes herbei. Dies gelingt überraschenderweise auch bei solchen Aufschlüssen, die bei niedrigen Temperaturen durchgeführt sind und die in Wasser allein nur sehr unvollkommen in Lösung gehen.
• Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, statt einer beliebigen Alkaliverbindung das entsprechende Sulfat zu benutzen. Es macht aber keinen Unterschied, ob man Aufschluß, festes Salz und Wasser zusammenbringt oder ob man das Alkalisalz vorher in Wasser gelöst hat.
• Der Grad der Löslichkeit ist natürlich von dem Alkali im Doppelsalz abhängig. Während das Natriumsalz so löslich ist, daß es nur unter besonderen Vorsichtsmaßregeln zur Kristallisation gebracht werden kann, sind die Salze mit steigendem Atomgewicht des Alkalis immer schwerer löslich. Das Ammoniumsalz steht mit seiner Löslichkeit zwischen dem Kalium- und \Tatriumsalz.
• Benutzt man Ammoniumsulfat oder ein schwerer lösliches Alkalisulfat, gelingt es leicht, Titan als gut wiederlösliches Salz aus der Lösung auskristallisieren zu lassen. Zweckmäßig nimmt man -die Alkalisulfatlösung dabei so stark, daß man beim Lösen des Aufschlusses eine heiß gesättigte Lösung erhält, in der sich gerade eben alles Titan des Aufschlusses gelöst hat. Man filtriert heiß von der unlöslichen Gangart ab und läßt das Filtrat abkühlen. Bei Verwendung von Kaliumsulfat scheiden sich dabei z. B. 2/3 bis 3/i des Kaliums und Titans ab, und es bedarf nur der Verdampfung einer geringen Menge von Wasser, um den größten Teil des Restes zur Kristallisation zu bringen.
• Diese Salze enthalten das Eisen nicht chemisch gebunden, sondern in der anhaftenden Mutterlauge. Man hat hier also eine äußerst bequeme Methode, um das Titan weitgehend von Eisen, mit dem es im Erz zusammen vorkommt, zu trennen. Zur Gewinnung vollständig eisenfreier Salze kann man das Doppelsalz in verdünnter Schwefelsäure umkristallisieren, oder man kann es mit gesättigter Lösung des entsprechenden Alkalisulfats, in der es praktisch unlöslich ist, durch Dekantieren eisenfrei waschen.
• Es lassen sich also außerordentlich einfach Titanverbindungen gewinnen, die weitgehend oder vollkommen eisenfrei sind und die sich zur Weiterverarbeitung zu anderen technischen Zwecken wegen ihrer leichten Löslichkeit in Schwefelsäure besonders gut eignen, beispielsweise zur Gewinnung reinster, weißer Titansäure.
• Man kann die beschriebenen Verbindungen, sowohl die eisenfreien- als auch die schwach eisenhaltigen, in verdünnter Schwefelsäure lösen und aus ihnen in bekannter Weise durch Hydrolyse völlig eisenfreie Titansäure abscheiden. Man kann auch das Doppelsalz in Wasser suspendieren und unter Kochen bei Atmosphärendruck oder im Autoklaven bei höherem Druck durch Zersetzung die Titansäure niederschlagen.
• Man erhält auf diese Weise eine außerordentlich reine Titansäure, die nach dem Glühen auf entsprechende Temperaturen ein Titandioxyd von hervorragenden Eigenschaften ergibt; ein Produkt, das sich durch große Reinheit, blendend weiße Farbe und besonders gute Deckfähigkeit auszeichnet.
• Nach der Zersetzung des Doppelsalzes erhält man eine schwefelsaure Alkalisulfatlösung. Diese kann man ohne weiteres zur Lösung eines neuen Aufschlusses verwenden. Da bei dem beschriebenen Verfahren nur wenig Alkalisulfat verlorengeht, kann die Hauptmenge in dauerndem Kreislauf vom Aufschluß über das Doppelsalz zur Titansäureabscheidung und zurück zum Lösen von neuem Aufschluß wandern. Beispiel Von einem Material, das durch Behandeln von Ilmenit mit Schwefelsäure in an sich bekannter Weise erhalten wurde und das etwa i; °/o Titandioxyd enthält, werden iooo Gewichtsteile mit q.oo Gewichtsteilen Kaliumsulfat von 92 °ö und 25oo Gewichtsteilen Wasser schnell auf 95' C erwärmt. Diese heiß gesättigte Lösung wird rasch vom Rückstand durch ein Heißwasserfilter abfiltriert. Der mit wenig verdünnter Schwefelsäure ausgewaschene Rückstand enthält dann nur noch 3 bis 5 °/o des Titans. Beim Abkühlen auf o bis 5 ° C scheidet sich aus der Lösung das Titankaliumdoppelsalz in einer Menge ab, die 65 bis 75 °/o des gelösten Titans enthält. Das Salz wird durch scharfes Nutschen von der Mutterlauge weitgehend getrennt. Durch Eindampfen kann aus der Mutterlauge noch weiteres Doppelsalz bis zu 9o °/o Gesamtausbeute an Titandioxyd gewonnen werden. Das Salz enthält nach dem Nutschen mit der noch anhaftenden Mutterlauge, auf das Titandioxyd berechnet, etwa i °/o oder weniger Eisen. Dieser Eisenrest kann durch Auswaschen mit gesättigter, kalter Kaliumsulfatlösung oder durch Umkristallisieren aus verdünnter Schwefelsäure entfernt werden. Je nach der beabsichtigten Verwendung wird das Salz getrocknet oder auf reines Titandioxyd weiterverarbeitet. Die hierbei anfallende schwefelsaure -Kaliumsulfatlösung wird zum Lösen von neuem Aufschluß verwandt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Lösen von Titanerzen, die in an sich bekannter Weise aufgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeschlossenen Titanerze beim Lösen mit Alkäli- oder Ammoniumsalzen behandelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkali- oder Ammoniumsulfat verwendet.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man solche Sulfate benutzt, die mit Titansulfat ein in der Kälte schwer lösliches Doppelsalz bilden. q..
4. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Lösen in der Wärme solche Konzentrationen anwendet, daß eben alles Titan gelöst ist, und daß nach Trennen der heißen Lösung von der unangegriflenen Gangart aus der Lösung der größte Teil des Titans und des Alkali- oder Ammoniumsulfats als Doppelsalz auskristallisiert.
5. 5. Verfahren zum Reinigen der nach Ansprüchen i bis 4 gewonnenen Salze, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Auswaschen oder Dekantieren mit kalt gesättigter Lösung des entsprechenden Alkalisulfats völlig von anhaftenden Verunreinigungen befreit werden.
6. 6. Verfahren zur Gewinnung reinster Titansäure, dadurch gekennzeichnet, daß man das nach Ansprüchen i bis 4 oder Ansprüchen i bis 5 gewonnene Salz in Lösung oder Suspension hydrolysiert.
7. 7. Verfahren nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach Anspruch 6 erhaltene Lösung, die Schwefelsäure und das entsprechende Alkalisulfat enthält, zum Lösen eines neuen Aufschlusses verwendet.