Herstellung von Alkalititanaten Alkalititanate können durch Erhitzen
von Titandioxyd mit Alkalien oder Alkalicarbonaten auf Temperaturen von 60o bis
700° C oder darüber hergestellt werden. Es ist weiter bekannt, daß die Herstellung
von Alkalititanaten auch bei niedrigeren Temperaturen von 8o bis 200° C erfolgen
kann, wenn hydratische Titansauerstoffverbindungen mit Alkalien erhitzt werden.
Bei diesem Verfahren wird ein etwa 300/0 Ti 02 enthaltender Teig aus hydratischer
Titansäure und Wasser hergestellt, mit der nötigen Menge Alkalicarbonat oder -hydroxyd
versetzt und auf eine zwischen ioo und 2000 C liegende Temperatur erhitzt. Das Wasser
wird dabei verdampft. Die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte enthalten
immer Alkalisulfat, da bekanntlich auch hydratische Metatitansäure, sofern sie in
der heutzutage allgemein üblichen Weise aus Titansulfatlösungen gewonnen ist, immer
etwas Sulfat enthält.Manufacture of alkali titanates Alkali titanates can be produced by heating
of titanium dioxide with alkalis or alkali carbonates at temperatures from 60o to
700 ° C or above. It is also known that the manufacture
of alkali titanates can also be carried out at lower temperatures of 8o to 200 ° C
can if hydrated titanium oxygen compounds are heated with alkalis.
In this process, a dough containing about 300/0 Ti 02 is made from more hydrated
Titanic acid and water produced, with the necessary amount of alkali carbonate or hydroxide
added and heated to a temperature between 100 and 2000 C. The water
is evaporated in the process. The products manufactured by this process contain
always alkali sulphate, as it is well known that it is also hydric metatitanic acid, provided it is in
which is nowadays generally obtained from titanium sulphate solutions
contains some sulfate.
Es wurde gefunden, daß die Bildung von Alkalititanaten auch dann leicht
erfolgt, wenn feste Titansauerstoffverbindungen und festes Alkalihydroxyd innig
miteinander gemischt und auf eine Temperatur von etwa i 5o bis 220' C erhitzt werden.
Unter Titansauerstoffverbindungen sind neben Titansäure auch hier die festen Hydrate
des Ti 02 zu verstehen, die aus Titansalzlösungen mittels basischer Fällungsmittel
oder durch Hydrolyse ausgefällt werden können und bekanntlich keiner stöchiometrischen
Zusammensetzung entsprechen, sondern je nach den Herstellungsbedingungen mehr oder
weniger H2 O enthalten und dieses beim Entwässern kontinuierlich abgeben. Für die
Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig ein Titansäurehydrat mit möglichst hohem
Ti-Gehalt von z. B. 8o und mehr Prozent Ti 02 verwendet. Das Verfahren ist sehr
vorteilhaft, weil es die bei der Ausführung des bekannten Verfahrens notwendige
Verdampfung einer großen Wassermenge überflüssig macht. Dadurch wird eine große
Energieersparnis erzielt. Ferner hat sich gezeigt, daß ein wäßriger Teig von Titansäurehydrat
und Alkalihydroxyd beim Erwärmen und Trocknen zum Spritzen neigt und dadurch eine
Gefahr für die damit Beschäftigten darstellt. Dieser Übelstand wird durch das neue
Verfahren vermieden.It has been found that the formation of alkali titanates is easy even then
occurs when solid titanium oxygen compounds and solid alkali hydroxide are intimately
mixed together and heated to a temperature of about 150 to 220 ° C.
In addition to titanic acid, the titanium oxygen compounds also include the solid hydrates
des Ti 02 is to be understood from titanium salt solutions by means of basic precipitants
or can be precipitated by hydrolysis and, as is known, not stoichiometric
Composition correspond, but more or depending on the manufacturing conditions
contain less H2 O and release this continuously during dehydration. For the
Carrying out the process is expediently a titanic acid hydrate with as high a value as possible
Ti content of e.g. B. 80 and more percent Ti 02 is used. The procedure is very
advantageous because it is the one necessary when carrying out the known method
Eliminates the need to evaporate a large amount of water. This makes a great one
Energy savings achieved. It has also been shown that an aqueous dough of titanic acid hydrate
and alkali hydroxide tends to splash on heating and drying and thereby a
Poses a danger to those working with it. This evil is compounded by the new
Procedure avoided.
Ferner wurde gefunden, daß nicht nur getrocknete Titansäure ohne Zugabe
von Wasser mit Alkalihydroxyd bei mäßig hohen Temperaturen unter Bildung von Alkalititanaten
reagiert, sondern daß auch geglühtes Titandioxyd in gleicher Weise auf Alkalititanat
verarbeitet werden kann. Dieser Befund ist überraschend, da ja bekanntlich die Reaktionsfähigkeit
von Titansäure durch Glühen stark vermindert wird. Ein großer Vorteil
dieser
Form des neuen Verfahrens liegt darin, daß es die Möglichkeit gibt, solches Titandioxyd
zu verwenden, das durch Glühen restlos von Schwefelsäure befreit worden ist, so
daß alkalisulfatfreie Titanate hergestellt werden können; dies ist besonders dann
vorteilhaft, wenn das Alkalititanat zur Herstellung von anderen, z. B. organischen
Titanverbindungen benutzt werden soll, weil hierbei Verunreinigungen dieser Verbindungen,
z. B: von Alkali-Titan-Oxalsäure-Lösungen mit Alkalisulfat, vermieden werden können.It was also found that not only dried titanic acid without addition
of water with alkali hydroxide at moderately high temperatures with the formation of alkali titanates
reacts, but that also annealed titanium dioxide reacts in the same way to alkali titanate
can be processed. This finding is surprising, since the ability to react is well known
of titanic acid is greatly reduced by annealing. A big advantage
this
The form of the new process is that there is the possibility of such titanium dioxide
to use which has been completely freed from sulfuric acid by annealing, so
that alkali sulfate-free titanates can be produced; this is especially so
advantageous when the alkali titanate for the production of other, z. B. organic
Titanium compounds should be used, because this is because impurities in these compounds,
z. B: from alkali-titanium-oxalic acid solutions with alkali sulfate, can be avoided.
Die Ausführung des neuen Verfahrens kann in einfacher Weise derart
erfolgen, daß getrocknete Metatitansäure oder geglühtes Titandioxyd mit trockenem,
pulverförmigem Alkalihydroxyd mittels einer geeigneten Vorrichtung innig gemischt
und in einem Reaktionsgefäß von geeigneter Beschaffenheit, z. B. einer eisernen
Pfanne mit oder ohne Rührwerk, auf die geeignete Temperatur erhitzt wird. Die für
- die Durchführung des neuen Verfahrens günstigste Temperatur beträgt etwa 15o bis
22o" C, doch können auch niedrigere oder höhere Temperaturen bis unterhalb des Schmelzpunktes
des angewendeten Alkalis angewendet werden. Doch nimmt die Umsetzungsgeschwindigkeit
unterhalb i5o° C so stark ab, daß es praktisch keinen Zweck hat, bei wesentlich
niedrigeren Temperaturen zu arbeiten. Je höher die. Temperatur ist, desto rascher
ist die Reaktion beendet und desto höher steigt innerhalb gewisser Grenzen der Titangehalt
des Produktes, da ja das . technische Alkalihydroxyd immer eine gewisse Menge Wasser
enthält, das während des Erhitzens verdampft; hierzu kommt noch die nach der Gleichung
Ti 02 + 2 K O H - K2 Ti 03 -f - H"0 gebildete Wassermenge. Es kann so viel Alkalihydroxyd
angewendet werden, daß Metatitanate von der Formel Me 2 Ti 03 entstehen; es kann
aber auch weniger Alkalihydroxyd angewendet werden, so daß Produkte von höherem
Ti 02 Gehalt entstehen. Bei der Herstellung von Natriumtitanat ist ein kleiner Überschuß
von Na O H zweckmäßig, weil bekanntlich die Einwirkung von. Natriumhydroxyd auf
Titansauerstoffverbindungen nicht so stark ist wie diejenige von Kaliumhydroxyd.
Nach der Beendigung der Wärmebehandlung kann das Produkt mit oder ohne Zusätze vermahlen
oder auch direkt zur Herstellung anderer Titanverbindungen verwendet werden.The new method can be carried out in a simple manner in this way
take place that dried metatitanic acid or calcined titanium dioxide with dry,
powdered alkali hydroxide intimately mixed by means of a suitable device
and in a reaction vessel of suitable nature, e.g. B. an iron one
Pan with or without a stirrer, heated to the appropriate temperature. The for
- The implementation of the new process, the most favorable temperature is about 15o to
22o "C, but lower or higher temperatures down to below the melting point can also be used
of the applied alkali. But the speed of implementation is slowing
below 150 ° C it falls so sharply that it is practically no use at substantially
lower temperatures to work. The higher the. Temperature is, the faster
once the reaction has ended and the higher the titanium content rises within certain limits
of the product, because that. technical alkali hydroxide always has a certain amount of water
contains which evaporates during heating; to this comes the one according to the equation
Ti 02 + 2 K O H - K2 Ti 03 -f - H "0 amount of water formed. There can be so much alkali hydroxide
be used so that metatitanates of the formula Me 2 Ti 03 arise; it can
but also less alkali metal hydroxide are used, so that products of higher values
Ti 02 content arise. When making sodium titanate there is a small excess
of Na O H useful because, as is well known, the action of. Sodium hydroxide
Titanium oxygen compounds are not as strong as those of potassium hydroxide.
After the end of the heat treatment, the product can be ground with or without additives
or can be used directly for the production of other titanium compounds.
Beispiele 1. 5oo Gewichtsteile Titandioxyd, das aus hydrolytisch gefällter
Metatitansäure durch einstündiges Glühen bei 95o° C hergestellt ist und keine Sulfat
mehr enthält, werden mit 75o Gewichtsteilen technischem, pulverförmigemKaliumhydroxyd
sehr innig gemischt und in einem Trockenschrank etwa 3/4 Stunden lang auf i6o bis
17o° C erhitzt. Das weiße Produkt enthält 41 °/a in kalter Salzsäure lösliches Ti
02 und nur 1,7/, unlöslichen Rückstand. # Es ist sulfatfrei. Das als Ausgangsmaterial
verwendete Titandioxyd ist unter den gleichen Bedingungen in Salzsäure unlöslich.Examples 1.500 parts by weight of titanium dioxide, obtained from hydrolytically precipitated
Metatitanic acid is made by annealing at 95o ° C for one hour and does not contain sulfate
contains more, 75o parts by weight of technical, powdery potassium hydroxide
mixed very intimately and in a drying cabinet for about 3/4 hours at 160 to
Heated to 17o ° C. The white product contains 41% Ti soluble in cold hydrochloric acid
02 and only 1.7 /, insoluble residue. # It is sulfate free. That as the starting material
Titanium dioxide used is insoluble in hydrochloric acid under the same conditions.
2. 5oo Gewichtsteile geglühtes Titandioxyd werden mit 57o Gewichtsteilen
Natriumhydroxydpulver innig gemischt und 6 Stunden auf 2z5° C erhitzt. Das erhaltene
Produkt ist weiß und enthält 39'/, in kalter Salzsäure lösliches Titandioxyd neben
3,7/, unlöslichem Rückstand.2.500 parts by weight of calcined titanium dioxide are combined with 57o parts by weight
Sodium hydroxide powder mixed intimately and heated to 25 ° C for 6 hours. The received
Product is white and contains 39% titanium dioxide, which is soluble in cold hydrochloric acid
3.7 /, insoluble residue.
3. iooo Gewichtsteile bei etwa 50o° C getrockneten Titansäurehydrats
mit einem Gehalt von 91 % Ti 0, und 5,2 °/o S 03 werden mit 136o Gewichtsteilen
trockenen, pulverförmigen Kaliumhydroxyds in einer Mühle innig gemischt und in einem
Heizschrank eine Stunde auf Zoo bis 22o° C erhitzt. Das weiße Produkt löst sich
in 2o°/oiger kalter Salzsäure leicht auf, wobei q.2 °/o Ti 02 in Lösung gehen und"
ein ungelöster Rückstand von o,7 °/o hinterbleibt. Wenn die Titansäure bei tieferen
Temperaturen getrocknet ist, vollzieht sich die Umsetzung noch leichter.3. 1,000 parts by weight of titanium acid hydrate dried at about 50 ° C. with a content of 91 % Ti 0 and 5.2% S 03 are intimately mixed with 136 ° parts by weight of dry, powdery potassium hydroxide in a mill and kept in a heating cabinet for one hour heated to 22o ° C. The white product dissolves easily in 20% cold hydrochloric acid, 2% Ti 02 going into solution and an undissolved residue of 0.7%. When the titanic acid has dried at lower temperatures, implementation is even easier.