DE542007C - Verfahren zur Herstellung von Titanverbindungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Titanverbindungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Titanverbindungen. Sie bezieht sich insbesondere auf die Herstellung eines reinen Titanoxvdpigments unter Ausschaltung aller unerwünschten Verunreinigungen, besonders Eisenverbindungen, das besonders weiß ist und im Vergleich zu anderen gebräuchlichen Pimenten ein erhöhtes Deckvermögen besitzt. Das neue Produkt ist auch durch besondere Feinheit und Weichheit gekennzeichnet, wodurch es für die Darstellung von Anstrichfarben und für andere Zwecke besonders geeignet ist.
• Man nimmt an, daß das Deckvermögen der Titanpigmente unter anderem vom Dispersionsgrad der einzelnen Teilchen abhängig ist. Komplexe Pigmente, d. h. solche, die aus einem Träger, wie z. B. Bariumsulfat, mit darauf befestigten Titanverbindungen bestehen, weisen ein wesentlich erhöhtes Deckvermögen auf, anscheinend zum Teil wegen des Dispersionsvermögens des unlöslichen Trägers und der Verhinderung der Bildung von Aggregaten der ausgefällten Titanteilchen in unerwünschtem Grade.
• Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß beim Mischen einer Titanlösung mit der warmen verdünnten Lösung einer organischen Säure oder der Verbindung einer organischen Säure oder aber durch Zusatz einer entsprechenden organischen Verbindung zu einer Titanlösung und Einbringen der Lösung in warmes Wasser Titanverbindungen ausgefällt werden, die sich für die Herstellung von Titanpigmenten ganz besonders gut eignen.
• Diese organischen Verbindungen üben anscheinend bei der hydrolytischen Fällung der Titansäure eine dispergierende Wirkung auf diese aus. Die einzelnen gefällten Titansäurepartikel haben eine solche Struktur, Größe und sind dermaßen dispergiert, daß zach dein Calcinieren ein viel höheres Deckvermögen erreicht wird, als man es bisher erzielt hat. Dieses bisher unerreichte Deckvermögen des Pigments wird anscheinend sowohl durch die Anwesenheit der organischen Verbindungen während der Hydrolyse verursacht, als auch durch die besondere Art und Weise der Ausführung der Hydrolyse.
• Es ist zwar bereits bekannt, Titansäure durch Kochen einer salzsauren Lösung, der vorher Essigsäure oder eine andere organische Säure zugesetzt worden ist, zu fällen. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dein vorliegenden dadurch, daß bei ihm ein Kochen der mineralsauren, organische Säure enthaltenden Titanlösungen vorgenommen wird. Im vorliegenden Falle handelt es sich aber nicht um ein Kochen der organische Säure enthaltenden -Titanlösung, sondern um ein Mischen der Titanlösung mit einer warmen verdünnen Lösung einer organischen Säure. Die Fällung tritt ein, sobald die Mischung stattfindet.
• Vergleichsversuche zwischen dem bekannten und dem vorliegenden Verfahren haben ergeben, daß nach dem bekannten Verfahren keine Titansäure erhalten werden kann, die als brauchbares weißes Titanpigment Verwendung finden kann. Außerdem ist das bekannte Verfahren technisch mit derartigen Schwierigkeiten verbunden, daß es sich zur fabrikmäßigen Herstellung von Titansäure nicht eignet.
• Zur praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung werden zu einer warmen verdünnten Lösung einer organischen Säure, wie z. B. Gerbsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Gallussäure, oder aber zu der Lösung von Verbindungen organischer Säuren, beispielsweise Tartrate, wie Natriumtartrat, Kaliumtartrat oder Kaliumnatriumtartrat, Oxalate, wie Kaliumoxalat oder Natriumoxalat, und Zitrate, z. B. Ammoniumzitrat, eine mineralsaure Titanlösung langsam zugegeben. Salze der betreffenden organischen Säuren mit anderen Metallen als die erwähnten sind ebenfalls verwendbar.
• Man kann auch die organische Säure oder Säureverbindung zur mineralsauren Titanlösung zugeben und die Lösung dann langsam in warmes Wasser geben.
• Man braucht nur verhältnismäßig kleine Mengen dieser organischen Verbindungen, viel weniger, als für eine doppelte Umsetzung mit der ganzen Titanmenge erforderlich ist. Die Zusammensetzung des Endproduktes kann mit den Änderungen in den Darstellungsverhältnissen etwas wechseln.
• Eine typische Analyse ist die folgende: Titandioxyd (Ti0=) 98,75 °/", Schwefelsäureanhydrid (SO,) o, i 2 "/", Phosphorsäureanhydrid (P.OJ o,6o "/", Glühverlust 0,43 "1".
• Nachstehend ist das Verfahren an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Die Arbeitsweise kann indessen innerhalb weiter Grenzen abgeändert werden.
• Einige Titanerze, wie Rutil, können unmittelbar verwendet werden. Es hat sich aber gezeigt, daß gleichmäßigere Ergebnisse erhalten werden, wenn das Titandioxyd des Handels benutzt wird, das nur kleine Mengen von Verunreinigungen enthält.
• Das Titanmaterial wird in einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure, in Lösung gebracht und das gesamte Eisen zu 'Ferroeisen reduziert. Diese Reduktion kann nach bekanntem Verfahren ausgeführt werden, wie z. B. durch Einführung von metallischem Zink. Um sicher zu sein, daß kein Ferrieisen während der Fällung gebildet wird, reduziert man zweckmäßig die Lösung so weit, daß sie Spuren von dreiwertigem Titan enthält, unter Umständen noch mehr.
• -- Beispiel i 135o kg schwefelsaure Titanlösung, enthaltend 7 "/" Titandioxyd, werden im Laufe von 1 Stunde ilr - 5 7001 0,3%ige Oxalsäurelösung von etwa 9o° C gegossen. Die Temperatur wird unter beständigem Umrühren ziemlich konstant aufrechterhalten. Wenn die Lösungen gründlich gemischt sind, ist etwa 95 °1" des Titans als basisches Sulfat in außerordentlich feiner Verteilung ausgefällt, jedoch in solcher Form, daß es sich leicht absetzt und filfriert und gewaschen «,erden kann. Nach dem Filtrieren oder einer anderen Trennung von der Mutterlauge und Auswaschen wird das ausgefällte Produkt bei 700 bis iooo° C calciniert bis zur Erreichung der erwarteten Farbeigenschaften.
• Beispiel e Zu 1 35o kg schwefelsaurer Lösung, enthaltend 701, . Titandioxyd, werden 14,7 kg Oxalsäure zugegeben. 5 700 1 Wasser werden auf 9o° C erhitzt; die Oxalsäure enthaltende Titanlösung wird dann im Laufe i Stunde dem Wasser zugegeben. Die Temperatur wird unter beständigem Umrühren ziemlich konstant aufrechterhalten. Man verfährt dann weiter wie nach Beispiel i. Das Produkt weist die gleichen Eigenschaften auf.
• Das Produkt ist ein weiches, glattes, gleichmäßiges Pulver von großer Feinheit; die Farbe des Produktes ist weißer, als man es bisher nach anderen bekannten Verfahren erreicht hat.
• Die besondere Feinheit des Produktes kann man unter dem Mikroskop beobachten und die Teilchengröße durch Ausmessen und Zählen feststellen. Es ist in dieser Weise z. B. festgestellt worden, daß etwa 75 Gewichtsprozente des Produktes eine Teilchengröße aufweisen, die kleiner als o,89 Mikronen mittleren Durchmessers ist, während eine Reihe anderer untersuchter Titandioxy dpigmente 447 bis io,oo Mikronen zeigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Fällung von Titanverbindungen durch Hydrolyse aus mineralsaurer, beispielsweise schwefelsaurer Titanlösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanlösung bei erhöhter Temperatur, beispielsweise etwa 9o° C, mit der Lösung einer organischen Säure oder Verbindungen einer organischen Säure gemischt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Oxalsäure. 3. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung in fester Form oder in Lösung der mineralsauren Titanlösung zugesetzt und die Mischung dann in heißes Wasser gegossen wird. 4. Verfahren wie in den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag nach Abtrennung der Lösung und Waschen in an sich bekannter Weise calciniert wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Titan in Form von basischem Sulfat ausgefällt wird.