DE748493C

DE748493C - Verfahren zum Gewinnen von Eisen- und Titanverbindungen aus Erzen oder Gesteinen

Info

Publication number: DE748493C
Application number: DESCH113193D
Authority: DE
Priority date: 1936-07-30
Filing date: 1937-06-29
Publication date: 1944-11-04

Description

Verfahren zum Gewinnen von Eisen- und Titanverbindungen aus Erzen oder, Gesteinen Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Gewinnen von Eisen- und Titanverbindungen aus Erzen oder Gesteinen, z. B. titanhaltigem Eisenerz oder Bauxit, Diahab Peridotit, Wehrlit, mit großem Ferroeisen- und Titangehalt.
Es ist bereits bekannt, eisen- und titanhaltiäes Erz mittels Schwefelsäure, der Eisensulfat zugefügt ist, aufzuschließen. Ferner hat man auch bereits vorgeschlagen, die Behandlung solcher Erze mittels Säure unter Erwärmen vorzunehmen. Diese bekannten Verfahren sind jedoch-mit dem Nachteil behaftet, daß sie einerseits für die Aufschließung der Rohstoffe verhältnismäßig lange Zeit beanspruchen und damit einen entsprechend hohen Raum- und Arbeitsaufwand erfordern und daß sie andererseits nur zu mehr oder minder unreinen Aufschlußerzeugnissen führen.
Demgegenüber gelingt es durch das erfindungsgemäße Verfahren, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, d. h. die zur Aufschließung der Ausgangsstoffe erforderliche Zeit ganz wesentlich, z. B. auf die Hälfte und mehr, abzukürzen und damit auch ganz wesentliche Einsparungen an Raum- und Arbeitsaufwand zu erzielen sowie zu fast chemisch reinem Titanoxyd u. dgl. Verbindungen zu gelangen. Dieses erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Erze oder Gesteine oder ihre Gemische mittels mit Ferrosulfat bei gewöhnlicher Temperatur gesättigter, *55 Gewichtsprozent H=S04 enthaltender Schwefelsäure unter Erwärmung aufgeschlossen werden, der Schwefelsäuregehalt der Lösung nach Abtrennung vom Ungelösten auf 75 Gewichtsprozent erhöht, das Eisensulfat aus derselben durch Abkühlung auf gewöhnliche Temperatur und darauf das Titan durch fraktionierte Hydrolyse als Titandioxyd ausgeschieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf diese Weise die Aufarbeitung von eisen- und titanhaltigem Erz oder Gestein, z. B. von tintanhaltigetn Eisenerz oder Bauxit, von Diallag-Peridotit mit großem Ferroeisen-und Titangehalt (Wehrlit) und die vorteilhafte Herstellung von reinem, praktisch eisen-

@reiein Titandioxyd aus den erwähnten Roh-

stoffen. Ilisller wurden derartige Rollstoffe,

abgesehen von dem vorerwähnten Vorschlag,

mit reiner oder Sulfide und Alkalisulfate ent-

haltender @chtvefels:iure aufgeschlossen, wo-

gegen beim vorliegenden Verfahren diese

Rohstoffe oder ihre Gemische durch eine bei

getvölinlicher Temperatur mit Ferrostilfat ge-

H_ S O,i hasättigte, 55 Gewichtsprozent ent1-

tende (45' =' Be) Schwefelsäure aufgeschlossen

werden. Hierdurch-wird der Löseprozeß be-

schleunigt, und die entstandenen Sulfate kön-

fien auf die nachstehend im einzelnen noch

näher heschr:ebene Art leicht und sicher vo ii-

einander getrennt werden. Die zum Auf-

benutzte Lösung wird dadurch her-

-estellt, daß inan einem Liter 55 gewichtspro-

zentiger Schwefelsäure bei gewöhn@icher@enf-

peratur 4o g Fe S 0l zusetzt und bis zur Sät-

tigung der Löstitig umrührt. Statt U'erro-

sulfat kann man auch Ferrisulfat oder solche

enthaltendes 'Material verwenden, doch setzt

inan in diesem Falle zur Reduktion z. B.

Eisenfeilspäiie der Schwefelsäure zu. Regel-

mäßig entsteht aber itn Laufe des Verfahrens

Ferrosulfat in genügender Menge und ist zutn

erwä hnten Zwecke verfügbar.

Die mit Ferrosulfat gesättigte Schwefel-

sätire wird -,in l berschuß. nimdestens in dop-

pelter Menge, verwendet, als zur Überführung

des Ferro- und Ferrioxyd-. AluininiutlloXccl-

und Titatidiox@-dgelialtes des aufzuschließen-

den Erzes oder Gesteines in Sulfate theore-

tisch berechnet wurde. Die Aufschließung er-

folgt vorteilhaft beine Siedepunkte der schwe-

felsauren Lösung. d. li. hei 13o° C. Der nicht

atifgesclilossene Teil kehrt nach Abtrennung

von der schwefelsauren Lösung zum wieder-

holten Aufschließen in den Betrieb zurück.

Der abgetrennten schwefelsauren Lösung

setzt man ini Sinne des Verfahrens konzen-

trierte Schwefelsäure zu, bi: der H.# 5 0,-Ge-

halt der Lösung 7 5 Gewichtsprozent (5S° Be)

erreicht. Diizse Erhöhung der H. S O. Kon-

zentration nach Beendigung des Iösttngsvor-

"an-es ist für die Ausscheidung des Boden-

körpers von ebenso wie die vor-

erwähnte Verwendung von 55°,1oiger Säure

für den Lösevorgang von Bedeutung ist. Bei

Verwendung roher Schwefelsäure wird für

clie Reduktion durch Zusatz von Eisenfeil-

spänen Sorge getragen. Die saure Lösung

wird auf gewöhnlielie Temperatur abgekühlt,

wobei praktisch die Gesatntinetige des Titans

und ein eventueller Aluminitnngehalt gelöst

bleibt, während fast die gesamte Ferrosulfat-

nien-e ausfällt und nur ganz wenig Titan

mitreiflt.

_1,tis der vorn Ferrostilfat abgetrennten, fast

eisenfreien Lösung wird die 1Tetatitansiiure

auf an sich bekannte Artoder durch das nach-

stelletyi beschriebene Verfahren abgescliie<feu..

wodurch man ein mehr oder weniger reines

Ti0>-Produkt bzw. ein reines Titanweiß er-

hält. @ Das

Absclieidunt;_-

verfaliren (fraktionierte H_@-drol_@-se) ist das

folgende

Die vom Eisensulfat abgetrennte, 7,3 Ge-

w:clitsl)rozent H. S 0l enthaltende I_öatttl;

liißt inan in Wasser fließen, Wobei das 11en-

@en@-erhü@tnis zwischen Lösung und Wasser

dein AL03-Gelialt des aufgeschlossenen Roh-

stoffes entsprechend bemessen wird. Etithült

dieser nur wenig _@luminiunlorri. so wird

die @cli@efelsäurel:onzentration bis zti ;; Ce-

W:chtsprozent H=SO,t i-erin:ndert: enthält

aber je i Liter der ve17diinnten S<iurel:isung

mehr als 1o g =11_ (S 0t) s, wird dieselbe bis

ittlf r:nen Schwefelsäuregehalt von -o Ge-

wiclitspi-ozent verdünnt. Die Temperatur der

schwefelsauren Lösung wird, z@z-r@clcmül@ir

durch indirekte Belleizun-, auf ioo bis

ia5- C erliölit und der erste Teil der @dvdri>-

ly-se lte: dieser Temperatur beendet. In dein

Mark sauren und eisenfreien lfedatnl erfolgf

die Ausscheidung reiner Titansäure. Die fil-

trierte Lösung wird dann bis höchstens 2o Ge-

W:cIitsprozent I1_ S O4-Gelialt iveitei-t-er@üinnt,

worauf aus derselben bei ioo bis to 57 C und

unter Umrühren weitere Mengen der 1ltta-

titansä ure ausfallen. In dieser zweiten Pllas@

der Hvdrolvse ist die Menge der freien Saure

von der T;0.,-Konzentratioti eler livAt-olisier-

ten Lösung abhängig. Je gröl:)e r)er diese. um sol

mehr darf die Konzentration der fr,#:en

Schwefelsäure in der Lösung die 20-1@ewichts-

prozent-Grenze übersteigen. .

Wenn von alutiiin:titnhaiti-ein l.Zc-@h@t@itt,

z.B: von titanhaltigem Bauxit. ausgegangen

Wurde, so befindet sich die Gesamtmenge @l@-s

Alttm.iniumsulfats in der von !ler "1-itrtusüure

in der zweiten Phase der IT@-drnlvse al>c-

trennten Lösung.

Das beschriebene _@uf.chliell@ @rf,tliret: @@ ir@l

günstig beeinflußt, wenn inan las auizuscliiiU-

lieitde Erz oder Gestein, z. B. e:it taanih;llt:ge;

F_isenerz, Bauxit oder @@'ehrl.it, itiit -\lullit

vermischt einem AufschließKistprozcl'@ unter-

wirft. Das zerkleinerte Erz oler Gesten i@iril

mit gleichfalls zerkleinertem -@luti:tsteiii orlei-

mit zufolge postvull;aiiisclier F_in«-irlcung@n

Altfinit enthaltendem Gestein vermischt und

das Genfenge, z. B. im Dreh@)fen, ll@i (-)()o li:s

tjj#o= C bis zur Sinterung erhitzt.

Durch einen Zusatz von (vorte:lh,tft l@itu--

niinöser) Kohle und durch Aufrrrliturhah,ii

einer reduz:ereiiden _ltmosphäre im l@@»toicll.

z.li. finit Hilfe von durchgele:tettin ll@@.lf-

oferigas. Wassergas usw., wird (lul Auf-

scliließröstprozeß begünstigt.

Die untere Grenze der R<isttenll)et-<tttii- ist

durch die Zersetzungstemperatur Ales lltuiit;

bestimmt, welcher unter Angabe voll Schwefeldioxyd und -Schwefeltrioxyd zu Aluminiumoxyd und Kaliumsulfat zersetzt wird, d. h. es muß eine Temperatur aufrechterhalten werden, bei welcher ein unzersetztes A.luml niumsulfat oder Kaliumaluminiumsulfat im Gemenge nicht bestehen kann. Die obere Temperaturgrenze hingegen ist so gewählt, daß beim Rösten kein Kaliumalunninat entsteht und kein Kaliumsulfat verdampft, welche schädliche Wirkungen bei Temperaturen über 120o° C eintreten würden.

Das Röstgut wird im Sinne der Erfindung in einer mit Ferrosulfat gesättigten, 55°/Qigen Schwefelsäure gelöst und die Lösung mittels der beschriebenen fraktionierten Hydrolyse weiterverarbeitet.
Man kann aber im Sinne der Erfindung Alunit oder alünithaltiges Gestein und z.. B. titanhaltiges Eisenerz oder Bauxit ohne Rösten dem beschriebenen Aufschließen mit Schwefelsäure und der fraktionierten Hydrolyse unterwerfen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i .'Verfahren zum Gewinnen von Eisen-und Titanverbindungen aus Erzen oder Gesteinen, z. B. titanhaltigem Eisnerz oder Bauxit, Diallag-Peridotit, Wehrlit, mit großem Ferroeisen- und Titangehalt, dadurch gekennzeichnet, daß diese oder ihre Gemische mittels mit Ferrosulfat bei gewöhnlicher Temperatur gesättigter 55-gewichtsprozentiger Schwefelsäure unter Erwärmung aufgeschlossen werden, der Schwefelsäuregehalt der Lösung nach Abtrennung vom Ungelösten auf 75 Gewichtsprozent erhöht, das Eisensulfat aus derselben durch Abkühlung auf gewöhnliche Temperatur und darauf das Titan durch fraktionierte Hydrolyse als Titandioxyd ausgeschieden wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschließung bei 13o° C durchgeführt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohstoffe oder deren Gemische mit Alunit oder alunithaltigem Gestein vermengt aufgeschlossen werden. d.. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daf die Rohstoffe oder deren Gemische vor ihrer Aufschließung mit ferrosulfatllaltiger Schwefelsäure, in Gegenwart von Alunit, bei 60o bis 95o° C einem Röstaufschließprozeß unterworfen werden. 5. Verfahren gemäß Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Röstgut vorteilhaft bituminöse Kohle zugesetzt wird. 6. Verfahren gemäß :liispruch4 bzw. 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Röstofen, z. B. mittels Durchleitens von Hochofen-oder Wassergas, eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wird. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelsäuregehalt der nach dein Aufschließen mit ferrosulfathalti,ger Schwefelsäure erhaltenen und von den ungelösten Teilen abgetrennten Lösung auf 75 Gewichtsprozent erhöht und aus derselben das Eisensulfat durch Abkühlung auf gewöhnliche Temperatur ausgeschieden wird. B. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus der vom Eisensulfat abgetrennten und im Liter weniger als 1o g Aluminiumsulfat enthaltenden schwefelsauren Lösung reines TiO, durch Verdünnen der Lösung mit Wasser auf einen H. S 04 Gehalt von 55 Gewichtsprozient und eine bei Zoo bis 1o5° C durchgeführte Hydrolyse ausgeschieden wird. 9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus der vom Eisensulfat abgetrennten und im Liter mehr als 1o g Aluminiumsulfat enthaltenden Lösung reines Ti O, durch Verdünnen derselben mit Wasser auf einen H2 S 04 Gehalt von -to Gewichtsprozent und eine bei 100 bis 1o5° C durchgeführte Hydrolyse ausgeschieden wird. l o. Verfahren gemäß Anspruch 8 bzw.9, dadurch gekennzeichnet, daß die sc@wefelsaure Lösung mit Wasser bis höchstens 2o Gewichtsprozent H2 S 04 Gehalt weiterverdünnt und durch eine bei Zoo bis l05° C durchgeführte Hydrolyse der noch in Lösung befindliche Tiangehalt als-Titandioxyd ausgeschieden wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ..... Nr. 5d.1486.