DE859002C - Verfahren zum Chlorieren von fein verteiltem, Titandioxyd enthaltendem Material - Google Patents

Verfahren zum Chlorieren von fein verteiltem, Titandioxyd enthaltendem Material

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DE859002C
DE859002C DET3479A DET0003479A DE859002C DE 859002 C DE859002 C DE 859002C DE T3479 A DET3479 A DE T3479A DE T0003479 A DET0003479 A DE T0003479A DE 859002 C DE859002 C DE 859002C
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DE
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finely divided
chlorine
titanium dioxide
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Expired
Application number
DET3479A
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Inventor
Sandford Stoddard Cole
Lancelot Watson Rowe
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Engility LLC
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Titan Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1218Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes
    • C22B34/1222Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes using a halogen containing agent

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Description

  • Verfahren zum Chlorieren von fein verteiltem, Titandioxyd enthaltendem Material Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Chlorieren von titanoxydhaltigem Material, insbesondere von fein verteiltem, titanoxydhaltigem Material.
  • Zum Chlorierenvon titanoxydhaltigen Materialien sind bereits verschiedene Verfahren bekanntgeworden. Bei den meisten dieser bekannten Verfahren wird das titanoxydhaltige Material einer Chlorierung in brikettierter Form, in Eiform oder in granulierter, im wesentlichen grobkörniger Form unterzogen. Bei den meisten Chlorierungsverfa'hren mußte bisher die Verwendung von fein verteiltem Material in der Regel unterbleiben auf Grund der Schwierigkeiten, die bei der Behandlung der äußerst feinen festen Partikeln zur Erzielung eines wirkungsvollen Kontaktes mit dem Chlorgas entstehen.
  • Die Chlorierung derartiger fein vereilter Ti O.,-Teilchen mittels eines Verfahrens, bei -dem die festen Teilchen in einem aufwärts gerichteten Gasstrom suspendiert sind, sich also im Schwebezustand befinden, hat sich als praktisch unmöglich erwiesen wegen der gleichzeitig auftretenden Staubbildung, Verstopfung, iKanalbildung u. dgl. Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren an, wodurch das Titandioxyd direkt in vorteilhafter und ökonomischer Weise chloriert werden kann, ohne daß eine vorherige Verdichtung der fein verteilten Partikel zu Brikettform od. dgl. erforderlich ist. Weiterhin soll bei dem erfindungsgemäßen Chlorierungsverfahren das Auftreten von Staubbildung, Verstopfungen, Kanalbildung u. dgl. vermieden werden.
  • Die Erfindung ist allgemein da-durch gekennzeichnet, daß das fein verteilte oxydhaltige -Material chloriert wird, indem es durch eine verzögernd und bremsend wirkende Schicht geleitet wird. Diese Schicht besteht aus grobkörnigem :Material im Schwebezustand, das eine geringere Reaktionsfähigkeit besitzt als das fein verteilte Titanoxvd. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Chlorierungsverfahren von titanoxydhaltigen Materialien, die ein Nr.-i'3o-E-DIN-Sieb passieren. Die Bremsschicht besteht aus grobkörnigem Material, .das ein Nr.-8-DIN-Sieb passiert, aber das ein Nr.-5o-DIN-Sieb nicht passiert.
  • Titandioxyd in derartig fein verteilter Form, das ein Nr.-13o-E-DIN-Sieb passiert, fällt in großen Mengen als _NZebenprodukt an bei vielen Reduktionsverfahren von titanhaltigen Eisenerzen oder wird bei Verfahren erhalten, die eine äußerst feine Vermahlung verlangen. Titandioxyd in dieser äußerst fein verteilten Form iäßt sich nur schwer verarbeiten, insbesondere in einem Chlorierungsprozeß, wegen der bei der Verarbeitung auftretenden, vorstehend geschilderten Schwierigkeiten. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dagegen kann das fein verteilte Titandioxyd über die Bremsschicht chloriert werden, ohne daß diese Schwierigkeiten auftreten.
  • Die erfindungsgemäße Bremsschicht, die aus einer im Schwebezustand gehaltenen Suspension von grobkörnigem -Material mit einer Teilchengröße im wesentlichen zwischen ein Nr.-8- und ein Nr.-5-DIN-Sieb besteht, vermindert die Durchtrittsgeschwindigkeit des fein verteilten Materials durch die Reaktionszone und ermöglicht damit eine wirksame und vollständige Chlorierung des titanoxy dhaltigen -Materials.
  • In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens kann die Bremsschicht dadurch im Schwebezustand gehalten werden, daß ein aufwärts gerichteter Gasstrom das grobkörnige Material von unten nach oben passiert. Es wurde gefunden, daß eine ausreichende Suspendierung erreicht wird, wenn der aufwärts gerichtete Gasstrom eine Geschwindigkeit von io bis 30 cm/Selcunde besitzt. Die Art des für die Bremsschicht verwendeten Materials ist bedeutungslos, wenn es nur eine geringere Reaktionsfähigkeit als das fein verteilte titanoxydlialtige Material besitzt, das einem C'hlorierüngsprozeß unterzogen werden soll. Die Bremsschicht kann beispielsweise aus schwer schmelzbaren Silicaten, Korund oder calciniertem Bauxit, calciniertem Ton oder Sand bestehen. Die Schicht kann auch aus grobkörnigem Titandioxydmaterial, beispielsweise Rutilerz, bestehen oder aus grobkörnigen Titankonzentraten oder -rückständen. Wenn die Brems-Schicht aus grobkörnigem Ti 0z Material besteht, so wird dieses auf Grund seiner größeren Kornbeschaffenheit eine geringere Reaktionsfähigkeit .besitzen als das zu chlorierende fein verteilte Ti O2-Material. Es wird eine vorteilhafte Clilorierung erreicht. bei der das fein verteilte Ti O2>-Material zu Ti C14 umgesetzt wird, während die grobkörnigen Teile der Bremsschicht unberührt bleiben. Eine solche vorteilhafte Chlorierung wird erreicht, wenn die verwendete Chlormenge ausschließlich der zur Reaktion des feinkörnigen Ti 02 haltigen Materials erforderlichen Menge entspricht. Ein Chlorüberschuß über diese Menge hinaus wird zu einer gewissen Chlorierung des grobkörnigen -Materials der Bremsschicht führen.
  • Zugaben von Chlorüberschüssen über die theoretische Menge hinaus sollen vermieden werden, wenn nicht titanoxydhaltige Materialien zur Bildung der Bremsschicht verwendet werden, da in diesem Falle aus ökonomischen Gründen im allgemeinen nötig ist, die ungenutzten Chloranteile später zurückzugewinnen.
  • Das Verhältnis der Chlorzugabe kann in verhältnismäßig weiten Grenzen variiert werden; wenn jedoch das Verhältnis .der Chlorzugabe nicht zur Suspendierung der Bremsschicht ausreicht, können verdünnende Gase, wie beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxyd oder Helium, in solcher Menge mit dem Chlor zusammen zugegeben werden, daß das grobkörnige Material der Bremsschicht suspendiert wird. Die Chlorierung des fein verteilten titandioxydhaltigen Materials wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 7oo bis iooo' durchgeführt.
  • Zur weiteren Illustration der Erfindung sollen die folgenden Beispiele dienen: Beispiel i Es wurde ein aus der Reduktion von titanhaltigen Eisenerzen als Rückstand anfallendes fein verteiltes titandioxydhaltiges Material verwendet. Das fein verteilte Titandioxy.d, das ein Nr.-i3o-E-DIN-Sieb passierte, wurde in einem Verhältnis von minütlich 2,1 Teilen mit minütlich o,4 Teilen Kohlenstoff dein unteren Teil einer Reaktionskammer zugeführt, in der eine 6o cm starke Bremsschicht aus 6oo Teilen grobkörnigen titandioxydhaltigen Materials im Schwebezustand gehalten wurde. Das grobkörnige titanhaltige Material besaß eine Korngröße entsprechend dem Bereich zwischen einem Nr.-8- und einem Nr.-5o-DIN-Sieb. Die Bremsschicht enthielt weiterhin i2o Teile Kohlenstoff (zwischen Nr.-8- und Nr.-24-DIN-Sieb). Die Schicht wurde in Suspension gehalten durch die Passage von minütlich 3,8 Teilen Chlor, was der für die Chlorierung des fein verteilten Titananteiles erforderlichen theoretischen Menge entsprach, und minütlich 4,7 Teilen Kohlendioxyd in einem aufwärts gerichteten Gasstrom. Die Temperatur der Bremsschicht wurde bei -8oo° gehalten. Die Austrittsgase der Reaktionskammer enthielten neben Ti C14 5,7 Teile Kohlendioxyd, o,2 Teile Kohleninonoxyd und o,2 Teile Chlor. 88% des fein verteilten Titananteiles wurden zum Titantetrachlorid umgesetzt bei einem Wirkungsgrad des benutzten Chlors Von g2,; °/o.
  • Beispiel 2 Das Verfahren gemäß Beispiel i wurde wiederholt mit der Änderung, daß das grobkörnige Ti 0j Material ersetzt wurde durch groben calcinierten Bauxit, mit einer Korngröße entsprechend dem Bereich zwischen einem N.-i i- -und einem Nr.-5o-DIN-Sieb. Die Temperatur der Schicht lag bei goo°. Das fein verteilte Ti OZ Material wurde in gleicher Weise chloriert wie im Beispiel i, und es zeigten sich die gleichen Ausbeuten und Wirkungsgrade.
  • Um den erfindungsgemäßen Prozeß zu vergleichen mit einem Verfahren, bei dem keine grobkörnige Bremsschicht verwendet wurde, wurde ein Vergleichsversuch veranstaltet mit folgendem Ergebnis.
  • Bei dem Vergleichsversuch wurde das Verfahren gemäß vorstehendem Beispiel verwendet, ohne Anordnung einer Bremsschicht in der Reaktionskammer. Das fein verteilte Titandioxyd und Kohle und das Chlor mit Kohlendioxyd wurden dem Boden einer leeren Reaktionskammer zugeführt, wobei .die einzelnen Zugabeverhältniss.e in gleichen Beträgen wie bei den vorstehenden Beispielen gehalten wurden. Der Vergleichsversuch ohne Verwendung einer in der Reaktionskammer befindlichen Bremsschicht aus grobkörnigem Material ergab nachteilige Kanalbildungen und Wirbelungen bei hohen Staubverlusten und einem sehr niedrigen Wirkungsgrad des Chlors hinsichtlich .der Chlorierung der fein verteilten Titandioxydanteile. Dieser Vergleichsversuch zeigte eindeutig, daß die Verwendung der erfindungsgemäßen Bremsschicht notwendig ist bei der Chlorierung von titandioxydhaltigem Material, das ein Nr.-13o-E-DIN-Sieb passiert.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Chlorieren von fein verteiltem, Titandioxy d enthaltendem Material, insbesondere ein solches, das ein Nr.-i3o-E-DIN-Sieb passiert, durch Umsetzung bei erhöhter Temperatur im Chlorstrom, dadurch gekennzeichnet, daß das fein verteilte Material zusammen mit Kohlenstoff mit Hilfe eines Chlorstromes durch eine durch den Chlorstrom imSchwebezustand gehaltene, auf 7o,o bis iooo° erhitzte Bremsschicht grobkörnigen Materials, dessen Korngröße im Bereich zwischen einem Nr.-8- und einem Nr.-5o-DIN-Sieb liegt, geleitet wird, die eine geringere Reaktionsfähigkeit gegenüber Chlor als das feinkörnige Material aufweist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schwebezustand gehaltene Bremsschicht aus reaktionsträgem oder nicht reagierendem Material besteht. 3,. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schwebezustand gehaltene Bremsschicht aus titandioxydhaltigem Material besteht. q.. Verfahren nach Anspruch i: und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Chlormenge der theoretischen Menge entspricht, die erforderlich ist zur Umsetzung des fein verteilten Titandioxyds zu Titantetrachlorid.
DET3479A 1949-11-02 1950-10-31 Verfahren zum Chlorieren von fein verteiltem, Titandioxyd enthaltendem Material Expired DE859002C (de)

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DE (1) DE859002C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1064931B (de) * 1956-11-30 1959-09-10 Monsanto Chemicals Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Titantetrachlorid
DE1080532B (de) * 1955-01-13 1960-04-28 British Titan Products Verfahren zur kontinuierlichen Chlorierung von titanhaltigem Material gemaess dem Wirbelschichtverfahren

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1080532B (de) * 1955-01-13 1960-04-28 British Titan Products Verfahren zur kontinuierlichen Chlorierung von titanhaltigem Material gemaess dem Wirbelschichtverfahren
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