DE569697C - Herstellung einer als Farbstoff geeigneten Titan-Phosphorsaeureverbindung - Google Patents

Description

• Herstellung einer als Farbstoff geeigneten Titan-Phosphorsäureverbindung Titanphosphat wird bekanntlich in Form von weißen dicken Flocken durch Mischen von Phosphorsäure mit Titanchloridlösung ausgefällt; zugleich findet eine vollständige Fällung von einigem in der Lösung enthaltenen Fe.,0.3 statt, wobei der Niederschlag zu einer leuchtenden gummiartigen Masse eintrocknet. Ein basisches Titanphosphat von der Formel 2 Ti0=P,O, 3H=0, das etwas Ammoniak enthält, wird bekanntlich in gallertartiger Form durch Ausfällen von Chlorwasserstoff enthaltenden Titanlösungen mit .@mmoniumphosphat gewonnen. Solche gallertartige Niederschläge sind jedoch schwer zu filtern, waschen und trocknen und würden in technischer Beziehung besonders unvorteilhaft sein. Es ist auch vorgeschlagen, Titanhydrat mit Phosphorsäure oder einem Phosphat zu mischen und das Gemisch für den Gebrauch als ein Pigment zu calcinieren.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist gefunden, daß man ein bisher unbeschriebenes. gefälltes basisches Titanphosphat in einer leicht zu filtrierenden und waschenden Form ausfällen kann. Dieser Stoff ist im wesentlichen von unerwünschten Unreinheiten und insbesondere von Eisen frei und hat die Form eines sehr fein verteilten, aber körnigen und leicht filtrierbaren Niederschlages, der beim Trocknen weder gummi- noch hornartig, sondern leicht zerreiblich wird. Und zwar wird eine Lösung von Titansalz mit Phosphorsäure oder passendem Phosphat behandelt: die hierbei zu beobachtenden Bedingungen hinsichtlich Konzentration, Temperatur, stufenweiser Mischung und freier Säure der Lösung werden nachstehend allgemein angegeben. Auch ergibt das gemäß der Erfindung hergestellte, zu einem Hydrat gemachte basische Titanphosphat nach dem Trocknen und Calcinier en entweder allein oder bis zu einem gewissen Grade mit anderen gewünschten Stoffen gemischt ein weißes Pigment von hervorragender Gerbkraft.
• Die Konzentration der zu fällenden 'Lösung darf, wenn eine von suspendiertem Stoff freie Titansulfatlösung genommen wird, nicht 50,'o des Volumens überschreiten, sie kann vorteilhafterweise beträchtlich niedriger sein; beispielsweise liefert eine Konzentration von 2,5% Ti0= in solcher Lösung gute Ergebnisse. Die Fällungstemperatur soll 5o` C oder höher sein, und die Zunahme der Temperatur der reagierenden Lösung über diese Zahl verbessert beträchtlich die Filtrierbarkeit des Niederschlages. In einigen Fällen werden die besten Ergebnisse dadurch erzielt, daß die Temperatur bis zum- Siedepunkt gesteigert wird. Die Gegenwart einer fein verteilten Substanz, wie Bariumsulfat, in Suspension unterstützt in derselben Richtung und ermöglicht auch die Verwendung einer konzentrierteren Titanlösung. Die Gegenwart von Chloriden, z. B. NaCl, oder Chlorwasserstoff leistet gleichfalls bei der Herstellung eines filtrierbaren Produktes Dienste, während die Anwesenheit von löslichen Sulfaten in entgegengesetzter Richtung wirkt. Es ist auch nicht ratsam, die Reaktion zu plötzlich hervorzubringen, da letzteres die Entstehung eines gallertartigen Produktes fördert. Deshalb wird vorgezogen, das Phosphat mit der Titanlösung allmählich unter Bewegung zumischen. Das Mischen vollzieht sich -in der Weise, daß Phosphorsäure oder Phosphat der Titanlösung zugesetzt wird oder umgekehrt. Wenn die Titanlösung allmählich der Lösung von Phosphorsäure oder Phosphat zugesetzt wird,_verwendet man zweckmäßig eine konzentriertere Titanlösung, als wenn die Mischung in umgekehrter Richtung stattfindet. In einigen solchen Fällen, wo die mannigfaltigen anderen Bedingungen, wie vorerwähnt,- der Gewiniiuiig eines leicht filtrierbaren. Produktes günstig sind, darf solche Konzentration eben gerade io Volumenprozente TiO. übersteigen. Um unerwünschte Unreinheiten, wie Eisen-oder Chromsalze, in Lösung zu erhalten, muß. man freie Säure gegenwärtig haben, und zwar in beträchtlicher Proportion, z. B. in -beträchtlich größerem Verhältnis, als es beim Fällen von basischem Titansulfat gewöhnlich tunlich ist, ohne die gewünschte Fällung zu verhindern, obwohl bei ganz übermäßiger Säurekonzentration die Fällung vermindert oder verhindert werden kann. In solchem Fall kann, vorausgesetzt daß die anderen genannten Bedingungen beachtet werden, die erstrebte Fällung doch zustande gebracht werden, indem ein geeignetes neutralisierendes Mittel, z. B. kohlensaures Natron, in dem er-. forderlichen Maße zugesetzt wird.
• Wenn ein gemischtes Produkt von basischem Titanphosphat mit einer anderen passenden Substanz, z. B. Bariumsulfat oder Calciumsulfat, erzielt werden soll, so kann dies vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß man die Fällung in Gegenwart der anderen gewünschten Substanz ausführt oder es zusammen mit dem basischen Titanphosphat niederschlägt oder bevor letzteres niedergeschlagen wird.
• Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren wird in folgender Weise ausgeführt: Man nimmt eine Lösung von einem Titansalz, zweckmäßig Titansulfat oder -chlorid, das beispielsweise von über 5 bis i o'o oder sogar weniger T10_ und freie Säure, welche teilweise oder ganz aus Chlorwasserstoff bestehen kann, entsprechend über 3 bis i 5011o So; enthält, bei einer Temperatur von etwa 8o bis ioo° C und setzt zu diesem allmählich unter Bewegung eine Lösung von Natriumphosphat oder Phosphorsäure, die hinreichen muß, daß lieber mehr als i Molekel P.,0;, auf je 3 Molekel TiO@ kommt. Unter diesen Bedingungen wird praktisch das ganze Titan in der gewünschten Form ausgefällt, aber ein kleiner überschuß an Phosphat ist erforderlich; die lösbaren Unreinheiten, z. B. Eisen-und Chromsalze, in der Titanlösung werden meist vollständig in der Mutterlauge zurückgehalten; letztere wird durch Filtern und Waschen entfernt, wodurch der Niederschlag im wesentlichen rein erhalten wird. Der nach diesem Beispiel erzielte Niederschlag hat ziemlich annähernd die Zusammensetzung 3 Ti O:, P. O3 6 H., O. Der Niederschlag kann dann getrocknet, zur Beseitigung des gebundenen Wassers vollständig calciniert und, wenn nötig, nach" dem Mahlen als weißes Pigment verwendet werden.
• Oder falls man, wie vorerwähnt, ein gemischtes Produkt erzielen will, nimmt man eine Lösung von Titansalz, zweckmäßig Titansulfat oder -Chlorid, mit einem beispielsweisen Gehalt von -über 5 bis. i % Ti0. und freier Säure, die teilweise oder ganz aus Chlorwasserstoff bestehen kann, entsprechend über 3 bis i 5 % S O3 bei einer Temperatur von etwa 8o .bis ioo° C und setzt hierzu allmählich, in dem Fall einer Sulfatlösung vorzugsweise gleichzeitig, Lösungen von Bariumchlorid und Natriumphosphat oder Phosphorsäure, so daß eher mehr als i Molekel P.05 auf je 3 Molekel TiO"- kommt. Vorzugsweise wird eine solche Menge Bariumchlorid zugesetzt, daß sich nach doppelter Zersetzung mit dem Sulfat ein calciniertes Endprodukt mit mehr als 6o % Ba S O, -und mehr als 2 5 0'o TiO.> ergibt.
• In dem Falle einer Chloridlösung setzt man Bariumsulfat, vornehmlich in einer reinen, weißen, fein verteilten Form, in solcher Menge hinzu, 'daß sich z. B: ein calciniertes Endprodukt mit über 6o% Ba SO, und mehr als über 25% TiO., ergibt. Oder man fügt Schwefelsäure oder ein passendes Sulfat der Titanchloridlösung hinzu und setzt ferner Bariumchl.orid hinzu, um Bariumsulfat, wie früher angegeben, vor dem Zusetzen des Phosphats oder der Phosphorsäure auszufällen. Unter solchen Bedingungen erzielt man eine vollkommene, von Unreinigkeiten leicht trennbare Mischung von Bariumsulfat und Titanphosphat. Diese Mischung kann nach dem Filtern, Waschen, Trocknen, C.alcinieren zur Entfernung des gebundenen Wassers und, wenn nötig, nach dem Mahlen als weißes Pigment verwendet werden. Das Waschen des Niederschlags kann vorteilhaft zuerst durch Dekantieren und schließlich in einem Filter mit Wasser ausgeführt werden. Das Produkt wird tunlichst bei kleinster Temperatur calciniert, um all das ,gebundene Wasser austreiben zu können; denn bei übermäßig hoher Temperatur tritt Veränderung der Farbe ein.
• Die erwähnte Herstellung und Verwendung von gefälltem basischem Titanphosphat hat wesentliche Vorteile bei der Gewinnung von weißen Titanpigmenten. Es bildet allein oder in Verbindung mit anderen geeigneten Substanzen einen Niederschlag, der mit ungewöhnlicher Leichtigkeit zu trennen und in hohem Grade rein von Lösungen ist, die von beträchtlicher Unreinheit sein können. Das "Titan kann, trotzdem es eine gute Farbe hat, vollständiger aus unreinen Lösungen gefällt werden, als es häufig der Fall ist, wenn basisches Sulfat oder zu Hydraten gemachte Oxyde des Titans gefällt werden. Die Tatsache, daß das basische Phosphat aus Lösungen von viel höherem Säuregehalt als in dem Fall basischen Titansulfats gefällt werden kann, drängt weiter zu der Entfernung von Unreinheiten, und das Endprodukt hat nach dem Calcinieren eine sehr gute Deckkraft.

Claims (3)

1. PATniiiTANSPRÜC73E: i. Herstellung einer als Farbstoff geeigneten Titan-Phosphorsäureverbü-idung, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Phosphorsäure oder einem Phosphat in einer Titansalzlösung bei einem Höchstgehalt von et-,va ioo g TiO. im Liter und bei einer Temperatur von mehr als 50° C entstehende Niederschlag gewaschen und calciniert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung in Gegenwart einer anderen Substanz in fein verteilter Form, z. B. Bariumsulfat, ausgeführt wird, wobei ein innigst gemischtes Produkt von kristallwasserhaltigem, basischem Titanphosphat und der anderen Substanz in einer leicht filtrier- und waschbaren Form erzielt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwesenheit von freier Säure, um die Unreinheiten, wie Eisen-und Chromsalze, in Lösung zu erhalten. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwesenheit von Chloriden oder Chlorwasserstoff, wodurch die Filtrierbarkeit des Produktes verbessert wird.