Herstellung rein weißen Titandioxyds Bei der Herstellung von Titandioxyd
durch Wärmehydrolyse ist es üblich, in der zu hydrolysierenden Titansalzlösung einen
Gehalt von einigen Gramm je Liter von reduziertem Titan aufrechtzuerhalten. Die
wesentliche Aufgabe des reduzierten Titans in der Lösung ist es, die Abwesenheit
von Ferrieisen zu sichern, das bekanntlich in erster- Linie bei der Hydrolyse durch
das Titandioxyd adsorbiert wird und die Farbe des Erzeugnisses nach dem Calcinieren
verschlechtert. Vorteilhaft ist es auch, das Filtrieren und Waschen des Titandioxyds
in Gegenwart von reduziertem Titan vorzunehmen, um das Entfernen der letzten Eisenspuren
aus dem Hydrolysat zu erleichtern. Wenn auch dieses Verfahren zur Erzielung der
Eisenfreiheit des abfiltrierten Fallprodukts vorteilhaft ist, so hat sich doch gezeigt,
daß es nachteilig ist für die Entfernung anderer metallischer Verunreinigungen,
insbesondere von :Kupfer. Bekanntlich kann Kupfer in -metallischem Zustände nur
in Gegenwart von reduziertem Titan im Hydrolysat bestehen. Infolgedessen ist sein
Entfernen aus dem Fällprodukt unmöglich, eben wegen der Unlöslichkeit des metallischen
Kupfers. Nun hat man festgestellt, daß Kupfer, selbst wenn es nur in Spuren zugegen
ist, die Farbe des calcinierten Titandioxyds ungünstig beeinflußt.Production of pure white titanium dioxide In the production of titanium dioxide
by heat hydrolysis, it is common to have one in the titanium salt solution to be hydrolyzed
Maintain a content of a few grams per liter of reduced titanium. the
The main task of the reduced titanium in the solution is the absence
of ferrous iron, as is well known, primarily through hydrolysis
the titanium dioxide is adsorbed and the color of the product after calcining
worsened. It is also advantageous to filter and wash the titanium dioxide
in the presence of reduced titanium to remove the last traces of iron
to facilitate from the hydrolyzate. Even if this method to achieve the
The absence of iron in the precipitated product filtered off is advantageous, it has nevertheless been shown that
that it is detrimental to the removal of other metallic impurities,
especially of: copper. As is well known, copper can only be in -metallic states
exist in the presence of reduced titanium in the hydrolyzate. As a result is his
It is impossible to remove from the precipitated product, precisely because of the insolubility of the metallic material
Copper. It has now been found that copper, even if it is only present in traces
is, the color of the calcined titanium dioxide is adversely affected.
Zum Entfernen von Verunreinigungen, wie Chrom, @I'anadin und Kupfer,
hat man schon vorgeschlagen, das Titandioxyd mit Alkali zu versetzen, zu glühen
und auszuwaschen. Es leuchtet ein, daß durch Glühen mit Alkali unter oxvdativef
Bedingungen Chrom und Vanadin in Chromate und Vanadate übergeführt `-erden können,
die sich anschließend auswaschen lassen; zum Entfernen von Kupfer ist dieses Verfahren
jedoch nicht geeignet. Da Titandioxyd unter Umständen ungünstig auf Leinöl einwirkt,
ist vorgeschlagen worden, der mehr oder weniger entwässerten Titarisäure Peroxyde
oder Persalze
der Erdalkalien oder des Zinks zuzusetzen. gegebenenfalls
unter Zusatz alkalisch wirkender Stoffe. Einen praktischen Erfolg hat dieser Vorschlag
jedoch nicht gehabt. Zur Ei-. zieleng eines rein weißen Titanpiginents wurdevorgeschlagen,
das gefällteTitandioxyd mit angesäuertem Wasser zu digerieren, dem gegebenenfalls
auch ein Oxydationsmittel zugesetzt werden kann. Vorn Entfernen von Kupfer ist jedoch
keine Rede, das ja auch nur in bestimmten Titanmineralien vorhanden ist und auch
nur bei einer bestimmten Arbeitsweise, nämlich dem Filtern und Waschen in Gegenwart
von Titanoionen, als Kupfermetall auf dem Titandioxyd ausfällt. Im übrigen ist es
auch nicht möglich, Kupfer durch Digerieren des Titandioxyds mit angesäuertem Wasser
allein in Lösung zu bringen.To remove impurities such as chromium, @ I'anadine and copper,
it has already been suggested to add alkali to the titanium dioxide, to glow it
and wash out. It is evident that by annealing with alkali under oxvdativef
Conditions chromium and vanadium can be converted into chromates and vanadates,
which can then be washed out; for removing copper is this procedure
but not suitable. Since titanium dioxide may have an unfavorable effect on linseed oil,
it has been proposed to use the more or less dehydrated titaric acid peroxides
or persalts
to add the alkaline earths or the zinc. possibly
with the addition of alkaline substances. This proposal has had practical success
however not had. To the egg. a pure white titanium pigment was proposed,
to digest the precipitated titanium dioxide with acidified water, if necessary
an oxidizing agent can also be added. However, there is a front removal of copper
no question, that is only present in certain titanium minerals and also
only with a certain working method, namely filtering and washing in the presence
of titanium ions, as copper metal precipitates on the titanium dioxide. Otherwise it is
also not possible, copper by digesting the titanium dioxide with acidified water
to bring into solution alone.
Es wurde nun gefunden, daß das Kupfer gelöst und quantitativ entfernt
werden kann, ohne die Pigmenteigenschaften des Titandioxyds zu verschlechtern, wenn
man das Fäll -produkt, nachdem es zwecks Befreiung vom Eisen in Gegenwart von reduziertem
Titan gefiltert und gewaschen wurzle, mit einem Oxydationsmittel behandelt, um das
(zum Metall reduzierte) Kupfer zu oxydieren. Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt,
daß man das in Gegenwart von Titanoionen abfiltrierte und gewaschene Fällprodukt
in Wasser anschlämmt, das Oxydationsmittel zusetzt und gegebenenfalls zur Beschleunigung
der Reaktion kocht. Die Anschlämmung wird darauf gefiltert und mit Wasser gewaschen.
Durch diese Behandlung wird das gesamte metallische Kupfer in die Cupriform übergeführt,
die in dem Anschlämmungsmittel (Wasser) sehr leicht löslich ist. Diese Oxydationsbehandlung
überführt auch die Spuren von Mangan, Chrom und anderen Metallen, die beim Glühen
gefärbte Oxyde liefern würden, in Ionen höherer Wertigkeit, die durch (las Fällprodukt
anscheinend weniger leicht adsorbiert werden und beim nachfolgenden Filtrieren dementsprechend
leichter entfernt werden. Zur Durchführung des Verfahrens können die verschiedensten
Oxydationsmittel verwendet «-erden. So haben Oxydationsmittel Salpetersäure, Chlorate.
Persulfate, Perborate, Peroxyde usw. als geeignet erwiesen. Die angewandten Mengen
variieren etwas mit der Menge des vorhandenen Kupfers. Im allgemeinen genügen etwa
o,o5 bis o,i °/o, bezogen auf (las Gewicht des Titandioxyds. Beispiel i Hydrolytisch
gefälltes, in Gegenwart von reduziertemTitan (zum Entfernen des Eisens) gefiltertes
und gewaschenes, kupferhaltiges Titandioxyd wird in so viel Wasser angeschlämmt,
daß eine Anschlämmung entsteht, die ioog TiO. je Liter enthält. Zu dieser Aufschlämmung
werden o,i % handelsüblicher konzentrierter Salpetersäure mit einem spezifischen
Gewicht von 1,-4i5 bis 1,42 zugegeben und die Anschläminung eine Stunde lang gekocht.
Hierauf wird die Anschlämmung filtriert, mit der doppelten Menge Wassers gewaschen
und das gewaschene Gut geglüht. Zur gleichen Zeit wird ein Leerversuch durchgeführt.
Es «-erden folgende Ergebnisse erhalten:
Probe Cu entfernt Farbe nach dem
Glühen
Leerversuch 0,0 bräunlichweiß
Behandelt .. 0,005 rein blaustichigweiß
Beispiel i ccm einer io"/oigen H.0.- L ösung wird je Liter zu einer Anschlämmung,
(-lie im Liter i oo g Ti O2 enthält, zugesetzt.It has now been found that the copper can be dissolved and removed quantitatively without impairing the pigment properties of the titanium dioxide if the precipitated product is treated with an oxidizing agent after it has been filtered and washed in the presence of reduced titanium to remove iron to oxidize the copper (reduced to metal). The process is carried out in such a way that the precipitated product, which has been filtered off and washed in the presence of titanium ions, is suspended in water, the oxidizing agent is added and, if appropriate, boiled to accelerate the reaction. The slurry is then filtered and washed with water. Through this treatment, all of the metallic copper is converted into the cupriform, which is very easily soluble in the slurrying agent (water). This oxidation treatment also converts the traces of manganese, chromium and other metals, which would produce colored oxides on annealing, into ions of higher valence, which are apparently less easily adsorbed by the precipitate and are accordingly more easily removed during subsequent filtration A wide variety of oxidizing agents can be used. Oxidizing agents have proven suitable, for example, with nitric acid, chlorates, persulfates, perborates, peroxides, etc. The amounts used vary somewhat with the amount of copper present %, Based on (the weight of the titanium dioxide. Example i. Hydrolytically precipitated, in the presence of reduced titanium (to remove the iron) filtered and washed, copper-containing titanium dioxide is suspended in so much water that a suspension is formed which is equivalent to TiO To this slurry o, i% of commercially available conc Entrated nitric acid with a specific gravity of 1, -4i5 to 1.42 was added and the slurry was boiled for one hour. The slurry is then filtered, washed with twice the amount of water and the washed material is calcined. At the same time an empty test is carried out. The following results will be obtained: Sample Cu removes color after
Glow
Empty test 0.0 brownish-white
Treated .. 0.005 pure bluish white
Example 1 ccm of a 10% H.0 solution is added per liter to a slurry containing 10 g Ti O2 per liter.
-Nachstehende Ergebnisse werden erhalten:
Probe Cu entfernt Farbe nach dem
Glühen
Leerversuch 0,0 bräunlichweiß
Behandelt .. o,oo6 rein blaustichi,gweiß
Beispiel 3 In gleicher Weise wie-in Beispiel 2 werden verschiedene Fällprodukte
behandelt, wobei in jedem Falle die Behandlung mit i ccin einer io°/oigen H.02-
Lösung je Liter einer Anschlämmung durchgeführt wird, die ioo g Ti O, je Liter enthält.
Tafel I
Farbe nach dem Glühen
Probe --
Unbehandelt 14-11t o,i""H@O_ behandelt
schwach braun blaustichigwviß
schwach braun blaustichigweiß
braun blaustichigweiß
Um den schlüssigen Beweis zu liefern, -all die Farbverbesserung auf die Entfernung
de: Kupfers zurückzuführen ist, wurden verschiedene Mengen von Kupfersulfat einem
gereinigten Fällprodukt zugesetzt und dieses daraufhin geglüht. In jedem Falle,
in dein Kupfer zugesetzt war, zeigte sich ein beträchtlicher
Verlust
an Weiße, wie sich aus nachstehender Übersicht ergibt:
Tafel II
Probe Zugesetztes Cu Farbe nach dem
Glühen
z 0,000 rein bläulichweiß
2 0,0005 leicht cremefarbig
3 a,oor leicht braun
q. 0,005 schmutzigbraun
Aus diesen Ergebnissen ersieht man, daß die Gegenwart von Kupfer im Fallprodukt
die Farbe nach dem Calcinieren ungünstig beeinflußt, und daß dementsprechend die
Entfernung des Kupfers aus dem Hydrolysenprodukt vor dem Glühen einen günstigen
Einfluß auf die Farbe ausübt.-The following results are obtained: Sample Cu removes color after
glow
Empty test 0.0 brownish-white
Treated .. o, oo6 purely bluish, white
EXAMPLE 3 In the same way as in Example 2, various precipitated products are treated, the treatment being carried out in each case with a 100% H.02 solution per liter of a slurry containing 100 g of TiO2 per liter . Panel I.
Color after glow
Sample -
Untreated 14-11t o, i "" H @ O_ treated
weak brown bluish white
pale brown bluish white
brown bluish white
In order to provide conclusive evidence that the color improvement can be attributed to the removal of copper, various amounts of copper sulfate were added to a purified precipitated product and this was then annealed. In each case, in which copper was added, there was a considerable loss of whiteness, as can be seen from the following overview: Plate II
Sample added Cu color after
glow
z 0.000 pure bluish white
2 0.0005 slightly cream colored
3 a, oor light brown
q. 0.005 dirty brown
It can be seen from these results that the presence of copper in the fall product adversely affects the color after calcining and, accordingly, the removal of the copper from the hydrolysis product prior to annealing has a beneficial effect on the color.