DE525908C - Verfahren zur Herstellung von Titanoxyd aus Titan und Eisen fuehrenden Materialien - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Titanoxyd aus Titan und Eisen führenden Materialien Will man titanhaltige Eisenoxydhydraterden oder Eisenschlämme usw., wie sie in der Industrie anfallen, auf Titanoxyd verarbeiten, so stößt man auf beträchtliche Schwierigkeiten; denn die meisten Verfahren der fitangewinnung aus Titanerzen lassen sich auf ein derartiges Ausgangsprodukt, das neben viel Eisen meist nur 5 bis i o % Titanoxyd enthält, nicht anwenden.
• Bei dem hohen Eisengehalt der genannten Produkte erreicht man bestenfalls eine unvollkommene Trennung zwischen Eisen und Titan. Der Umweg über ein eisenhaltiges Titanoxyd als Zwischenprodukt - ein Verfahren also, das gewissermaßen ein Anreicherungsverfahren an Titan darstellt - macht diese an sich schon umständlichen Verfahren noch unwirtschaftlicher; außerdem ist es bei der Verarbeitung dieser titanarmen Ausgangsmaterialien aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich, daß nicht nur das Titanoxyd gewonnen wird, sondern daß sich auch die anfallenden Nebenprodukte vorteilhaft verwerten lassen.
• Eisenoxydhyd'raterden bzw. -schlämme lassen sich wohl leicht und weitgehend mit Säuren aufschließen. Man wird aber stets finden, daß vorwiegend Eisen, Kalk und Tonerde in Lösung gehen, während die Titanverbindungen zu einem Teil in der Lösung, zum anderen Teil unaufgeschlossen im Rückstand vorliegen. Bei dem geringen Titangehalt bedeutet das große Verluste; außerdem lassen sich die sauren, eisenreichen Aufschlußlaugen nur umständlich verarbeiten. Calciniert man das Ausgangsprodukt und reduziert thermisch die Eisenverbindungen zu metallischem Eisen, so läßt sich letzteres mit Säuren in Lösung bringen, ohne daß sich Titan in größeren Mengen auflöst. Das Titan im Rückstand liegt dann aber in schwer aufschließbarer Form vor. Schließt man energisch auf, so geht auch ein Teil des unreduzierten Eisens, das sich unter diesen Bedingungen stets im Rückstand befindet, mit in Lösung und verunreinigt die später durch Hydrolyse ausfallende Titansäure.
• Alle diese Schwierigkeiten lassen sich gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch umgehen, daß das an sich für Titaneisenerze bekannte Verfahren der reduzierenden Röstung unter Luftabschluß bei Temperaturen bis zu goo° C, Auslaugen des Erzeugnisses mittels verdünnter Säuren zwecks Entfernung des in ihm enthaltenen Eisens, Aufschluß der im Rückstand befindlichen Titansäure mittels Schwefelsäure, gegebenenfalls in Gegenwart von Bisulfat, und anschließender Hydrolyse der so erhaltenen Titansulfatlösung zur Verarbeitung industrieller Abfallprodukte von verhältnismäßig hohem Eisen-und geringem Titangehalt, z. B. Eisenschlämmen, Verwendung findet. Ein Zerkleinern des Reduktionsgutes und Aufwand von Energie in Form von Wärme ist nicht. erforderlich. Das Überraschende aber ist, daß alles Eisen restlos in Lösung geht, während Titan in dieser Lösung kaum, evtl. nur in Spuren nachweisbar ist. Das gesamte Titan bleibt im Rückstand und befindet sich infolge der niedrigen Reduktionstemperatur in leicht aufschließbarer Form vor. Das als reine, weiße Titansäure gefällte Titanprodukt ist für Anstrichfarbenherstellung direkt verwendbar. Die schwefelsaure Titanlösung enthält nur ganz geringe Mengen Eisen (weniger als o,o5 g im Liter), die auf die Titanfällung keinen Einfluß mehr haben. Die Trennung zwischen Eisen und Titanverbindungen läßt sich also nach diesem Verfahren auf einfachem Wege praktisch quantitativ durchführen.
• Die salzsaure Eisenlösung wird auf Eisenchlorid oder auch. auf reines Eisenoxyd unter Wiedergewinnung von Salzsäure, die in den Betrieb zurückgeht, verarbeitet; nach dem schwefelsauren T itanaufschluß verbleibt als Rückstand nur noch Kieselsäure mit ein wenig Kalk und Tonerde.
• Es hat sich gezeigt, daß man das Eisen dem Reduktionsgut auch mit verdünnter Schwefelsäure entziehen kann. Will man also die Eisenlauge nicht über Eisenchlorid und Eisensulfat auf Eisenoxyd unter Gewinnung von Salzsäure verarbeiten, so läßt sich nach der Schwefelsäurebehandlung auch direkt Ferrosulfat gewinnen, das bekanntlich in der -Industrie vielfach Verwendung findet.
• Die Konzentration der anzuwendenden Säuren hängt von dem Verlauf des Reduktionsprozesses ab. Sehr gute Ausbeuten wurden unter Einhaltung der angegebenen Bedingungen bei Anwendung von Salzsäure mit dem spez. Gewicht 1,o65 oder Schwefelsäure mit dem spez. Gewicht 2,25o bis 1,320 erzielt. Hierbei wurde Eisen bis unter 0,30 °/o in Lösung gebracht und eine Ausbeute von über 9o °/o Titanoxyd erreicht.
• Ausführungsbeispiel Ein Eisenschlamm, bei ioo° C getrocknet, setzt sich wie folgt zusammen: 4.5 bis 50 90 Fe 2 0s, 7 % Ti 02, 13 °/o Ca0, 10 °/o Al 2 Og, 5 °/o SiOv 15 % Glühverlust. Das gut lufttrockene Material wird mit Kohle im entsprechenden Verhältnis innig gemischt und die Mischung im Vakuum oder Kohlensäurestrom langsam ansteigend auf 85o° C erhitzt und etwa eine Stunde auf Dunkelrotglut gehalten. Die Oberfläche des Materials schützt man im Ofen am besten durch eine Schicht Kohlenstaub.
• Das grauschwarz gefärbte Reaktionsgut wird mit Salzsäure vom spez. Gewicht 1,o65 versetzt und die Eisenverbindungen unter Erwärmen vollständig in Lösung gebracht. Der abfiltrierte, gut ausgewaschene Rückstand enthält unter 0,3 °/o des gesamten Eisens. Der Rückstand wird darauf mit Schwefelsäure getränkt und zwei bis drei Stunden auf 15o bis 2oo° C gehalten, zum Schluß noch kurz bis zum Entweichen von Schwefelsäuredämpfen erhitzt. Beim Erkalten wird der entstandene Kuchen mit Wasser behandelt. Er zerfällt dabei, und die löslichen Bestandteile lassen sich infolgedessen gut auslaugen. Das Filtrat enthält Titansulfat und ist praktisch eisenfrei. Beim Erwärmen der verdünnten Titanlauge tritt bei 6o bis 70° C Hydrolyse ein, und es fällt reine Titansäure aus. Man kann sie als solche gewinnen oder auch direkt auf Bariumsulfat fällen und auf Titanweiß verarbeiten. Aus dem Eisensulfat werden die Eisenverbindungen gewonnen.
• Dieses Verfahren bietet demnach die Vorteile, daß 1. jede Vorbehandlung des grob gemahler_en, lufttrockenen Ausgangsmaterials fortfällt, 2. das Reduktionsgut bei der Reduktion nicht sintert oder ganz zusammenschmilzt, wie das beispielsweise bei der Durchführung der Reduktion bei höheren Temperaturen der Fall ist. Das Material behält seine ursprüngliche Struktur bei und läßt sich ohne weiteres mit Säuren leicht auslaugen, 3. bei der Behandlung des Reduktionsgutes mit verdünnter Säure praktisch das gesamte Eisen in Lösung geht, die übrigen Bestandteile ungelöst zurückbleiben, q.. die Tintanverbindungen sich. vollständig im Rückstand befinden und in leicht aufschließbarer Form vorliegen, so daß der Aufschluß mit Bisulfat unter Zugabe von Schwefelsäure oder auch mit Schwefelsäure allein bei niedrigerer Temperatur durchführbar ist, 5. sich auch die Eisensalzlösung unter Gewinnung wertvoller Nebenprodukte restlos aufarbeiten läßt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Titandioxyd aus Titan und Eisen führenden Materialien durch reduzierende Röstung unter Luftabschluß bei Temperaturen bis zu goo° C, Auslaugen des Erzeugnisses mittels verdünnter Säuren zwecks Entfernung des in ihm enthaltenen Eisens, Aufschluß der im Rückstand befindlichen Titansäure mittels Schwefelsäure, gegebenenfalls in Gegenwart von Bisulfat und anschließender Hydrolyse der so erhaltenen Titansulfatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß industrielle Abfallproduktevonverhältnistnäßig hohem Eisen- und geringem Titangehalt, z. B. Eisenschlämme, Verwendung finden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Röstung in an sich bekannter Weise unter Luftabschluß vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Röstung im Vakuum vorgenommen wird. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Röstung in einem indifferenten Gasstrom, z. B. Kohlensäure, vorgenommen wird.