DE710495C - Verfahren zur Gewinnung von Titanverbindungen aus titanhaltigem Ausgangsmaterial - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Titanverbindungen aus titanhaltigem Ausgangsmaterial Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Extraktion. von Titanverbindungen, aus Ilmeniterz. Nach dem gewöhnlichen Verfahren der Behandlung von titanhaltig:en Erzen, wie z. B. llmenit, werden diese mit konzentrierter Schwefelsäure erwärmt, bis eine texotherme Reaktion reintritt. Diese exgtherme Reaktion erhitzt die Reaktionsmasse in einem solchen Grade, @daß große Mengen von Dampf und anderen Gasen in der Massee während der Reaktion @entwiekelt werden. Die Dampfentwicklung in der Massee während der Reaktion führt dazu, das Reaktionspridukt porös zu machen, so daß es in Wasser leicht aufgelöst wird. Der Grad dieser Porosität hängt ab von der Viscosität der Masse, welche das Ausmaß bestimmt, bis zu dem der entwickelte Dampf in der Masse zurückgehalten wird.
• Es ist bereits versucht worden, diese Reaktion zu beeinflussen, um ein; gleichmäßigeres Produkt zu sichern. Nach einem bekannten Verfahren (Patenft 478 136) wird die Anwendung von äußerer Hitze zwecks Erwärmung auf die Temperatur, bei der die iexothermne Reaktion beginnt, dadurch vermieden; daß man feucht pulverisiertes titanhaltiges Material mit Oleum behandelt, d. h. mit einer Lösung von Schwefeltrioxyd in Schwefelsäure. Dadurch wird infödge der Reaktion des Oleums mit der Feuchtigkeit, die in dem titanhaltgen Material vorhanden eist, genügend Wärme erzeugt, um die Temperatur so, weit zu steigern, daß die :exotherme Reaktion zwischen dem titanhaltigen Material und der Schwefelsäune ausgelöst wird, wobei der Zweck verfolgt wird, die Reaktion in feiner einfachen und billigen Weise zu regeln.
• Es ist ;auch bereits vorgeschlagen worden (tschechoslowakisches Patent 35 a70), beim Aufschluß von titanhaltigem Material mit Schwefelsäure der Aufschhißmischungvon Anfang an organische Verbindungen, z. B. Kohlehydrate, Albumine usw., zuzusetzen in dem Bestreben, ein Reaktionisprodukt von der gewünschten pornösen Struktur zu erzeugen. Nach diesem bekannten Verfahren wird ein organisches Produkt, z. B. Stärke, in die Mischung von titanhaltige@m Material 'und Schwefelsäure .ein gerühr t, wobei die Mischung entweder kalt ist oder eine Temperatur hat, die wesentlich unter derjenigen liegt, bei der die @exothexme Reaktion beginnt. Der Zweck eines derartigen Zusatzes von organischem Material ist die Erzeugung von Gasen. durch Reaktion mit der Schwefelsäure, ohne nennenswerten Rückstand, -um der Mischung eine poröse Struktur zu geben, bevor die exotherme Reaktion beginnt. Dieses bekannte Verfahren erfordert eine äußere Wärmezufuhr, bevor die exotherme Reaktion ausgelöst wir lya-.und es ist praktisch für hochkonzentrierte#itan.-haltige Ausgangsstoffe gedacht, z: B@r_f,'Ü7. Titankonzentrate mit 850/0 Ti 02.
• Es ist nun gefunden worden; . " ciäf' wenn man der erhitzten Mischung ygn,' Ilmeniterz und Schwefelsäure ein Kohlhydrat in dem Zeitpunkt zusetzt, in wer= chem die Temperatur der Mischung noch eben unterhalb der für den exotherm@en Verlauf der Reaktion erforderlichen Temperatur liegt, dann diese exothermie Reaktion ohne weitere Erwärmung ,ausgelöst und ein befriedigendes Produkt in einer sehr wirtschaftlichen Weise erhalten wird.
• Erfindungsgemäß wird eine Mischung von rohem Ilmeniterz und Schwefelsäure auf Beine Temperatur gebracht, die noch oben unterhalb der für den exothermen Verlauf der Reaktion erforderlichen Temperatur liegt, nämlich :etwa 12o bis 13o° C, und erst dann. wird ein Kohlehydrat zugesetzt, um die exotherme Reaktion auszulösen.
• Es ist vorteilhaft, wenn das benutzte Kohlehydrat eine relativ große Menge von: fein verteiltem Kohlenstoff in der Reaktion mit Schwefelsäure bildet. Es wurde gefunden, daß Dextrin oder Zucker dafür geeignete Kohlehydrate sind. Das nachfolgende Beispiel zeigt :dne Ausführ ungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
• Ilmeniterz, das bis auf 2250 Maschen je Quadratzentimeter zerkleinert ist, wird mit dem Zweifachen seines Gewichts Schwefelsäure von 66' B6 gemischt, und die Mischung wird schnell auf eine Temperatur von 12o bis 130' C erhitzt. Eine kleine Menge Dextrin (etwa o,60,lo des Erzgewichts) wird dann in trockener Form der Masse hinzugefügt. Die Reaktion zwischen Dextrin und Schwefelsäure führt zur voluminösen Bildung von fein verteiltem Kohlenstoff, der die Viscosität der Masse erheblich steigert. Die Wärme, die durch die Reaktion zwischen der Schwefelsäure und der kleinen Menge Diextrin erzeugt wird, reicht aus, um die -exotherme Reaktion zwischen dem Erz und der Schwefelsäure auszulösen, und diese Reaktion schreitet darin mit weiterer Wärmeentwicklung fort. In der Masse findet eine schnelle Entwicklung von Dampf statt. Die erhöhte -Viscosität, die durch das große Volumen des fein verteilten Kohlenstoffs verursacht wird, führt dazu, daß die Masse eine wesentliche Menge des entwickelten Dampfes zurückhält, so daß, wenn die Masse sich am Ende der Reaktion abkühlt, sie :einen porösen Kuchen liefert. Das poröse Reaktionsprodukt wird in Wasser gelöst und ergibt eine Lösung von Titanverbindungen, welche für viele Zwecke geeignet ist.
• Bei der Behandlung von rohem Ilmeniterz etnäß der Erfindung verläuft die Reaktion Enders als bei der bekannten Aufarbeitung ,. Titankonzentraten, bei welcher ebenfalls 'Kohlehydrate mitverwendet werden und Anfängstemperaturen von etwa, 12o° zur Anwendung kommen. Dies zeigt deutlich der folgende, in Anlehnung an das Beispiel des tschechoslowakischen Patents 35 270 ausgeführte Versuch: iooo g eines Titandioxydkonzentrats mit 87,7% Ti 02 wurden innig gemischt mit --o g Stärke, 2o g Kaliumsulfat und 8o- Natriumsulfat. Dieses Gemisch wurde zu 16oo g 93%iger Schwefelsäure, die ,auf 12oy ;erhitzt war, zugegeben. Beim Vermischen wurde keine Temperatursteigerung festgestellt. Das Gemisch wurde i Stunde unter Rühren auf 120" gehalten, wobei die Masse flüssig blieb. Die Masse wurde dann allmählich auf 25o' erhitzt und mehrere Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Es ergab sich ein 'harter, poröser Kuchen, aus welchem nach Zerkleinerung durch Auslaugen mit Wasser eine Ausbeute von 72% T02 .erhalten wurde. Demgegenüber beträgt beim Arbeiten gemäß der Erfindung die Ausbeute an Ti0. bei Behandlung des Ilmeniterzes etwa 97 bis 98%.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Titanverbindungen aus titanhaltigem Ausgangsmaterial dujch @exotherm:e Umsetzung mit Schwefelsäure unter Anwendung von Kohlehydraten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus rohem Ilmeniterz und Schwefelsäure auf eine Temperatur, die noch eben unterhalb der für den exothermen Verlauf der Reaktion erforderlichen Temperatur liegt, nämlich auf etwa 12o bis 13o C erhitzt und dann zwecks Initiierung der exothiermen Reaktion das Kohlehydrat zugesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung solcher Kohlehydrate, wie Zucker oder Dextrin, die durch die Reaktion mit Schwefelsäure eine große Menge fein verteilten Kohlenstoffs bilden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Zucker oder Dextrin in trockener Form der Ilmeniterz-Schwefelsäure-Mischung zusetzt, bei einer Temperatur von :etwa i25" C, in einer Menge von :etwa o,6 Gewichtsprozent des Ilmeniterzes.