DE862001C - Herstellung von Titansulfatloesungen - Google Patents

Description

• Herstellung von Titansulfatlösungen Es ist bekannt, titanhaltige Rohstoffe, wie z. B. titanhaltige Sande, Tone, Ilmenit, Fabrikationsrückstände usw., in der Weise aufzuschließen, daß man sie mit stark konzentrierter Schwefelsäure bzw. Oleum mischt und die Umsetzung durch Einführen von Dampf einleitet. Die bei der Umsetzung benötigte Schwefelsäurekonzentration wird dabei in der Weise hergestellt, daß man den titanhaltigen Rohstoff zunächst mit einer verdünnteren Schwefelsäure mischt, dann konzentrierte Schwefelsäure bzw. Oleum im eigentlichen Aufschlußgefäß zufügt und bis zum Beginn der Umsetzung Dampf einleitet. Die zum Aufschluß von z. B. Ilmenit benötigte Schwefelsäurekonzentration beträgt etwa 86°,l0, die dadurch erhalten wird, daß das Erz mit 78°/oiger Säure gemischt und g6°,loige Säure im Aufschluß zugefügt wird.
• Dieses Verfahren hat folgende Nachteile: z. durch das Einleiten von Dampf wird die Vorrichtung stark beansprucht, was unter Umständen zu kostspieligen Reparaturen und Betriebsstörungen führt; 2. die Aufschlußausbeuten sind infolge der schwierigen Dosierung der einzuleitenden Dampfmenge bei wechselnden Außentemperaturen starken Schwankungen unterworfen, wodurch leicht instabile, zu Trübungen neigende und sich schlecht klärende Aufschlußlösungen erhalten werden, und 3. die Verwendung von Energie in Form von Dampf bedeutet eine Verteuerung der Fabrikation.
• Gegenstand vorliegender Erfindung ist es nun, diese Schwierigkeiten durch Ausnutzung der Verdünnungswärme zu beseitigen. An und für sich lag der Gedanke iahe, die zum Aufschluß notwendige Temperatursteigerung durch Ausnutzung der Verdünnungswärme, also durch Zusatz von Wasser bei Verwendung höher konzentrierter Säuren, zu erhalten. Der praktischen Durchführung traten aber erhebliche Schwierigkeiten entgegen, da die Umsetzung infolge ungenügender Vermischung des Wassers mit dem spezifisch schweren Erz-Säure-Gemisch explosionsartig und unvollständig verlief.
• Wie gefunden wurde, -erhält man gleichmäßige, gut lösliche Aufschlußmassen bei hoher Ausbeute, die nach ihrer Auflösung stabile, trübungsfreie, gut klärende Lösungen ergeben, wenn man folgendermaßen arbeitet: Der Rohstoff wird mit so viel konzentrierter Schwefelsäure angeteigt, daß ein dünner Brei entsteht. Dieses Anteigen erfolgt unter starker Rührung; die Temperatur der Mischung wird durch Erwärmen oder Abkühlen konstant gehalten. Vor dem Mischen kann auch die Säure und/oder der Rohstoff gekühlt oder erwärmt werden. Die Höhe der bei der Mischung einzuhaltenden Temperatur richtet sich nach der Außentemperatur sowie nach der Reaktionsfähigkeit der Masse. Bei Verwendung von Ilmenit als Titanrohstoff und 96°/oiger Schwefelsäure als Aufschlußsäure wird die Temperatur der Mischung zweckmäßig auf io bis 4o°, vorzugsweise 30°, gehalten, damit keine urierwünschte Vorreaktion eintritt. Das fertige Gemisch wird dann in das eigentliche Aufschlußgefäß mit der restlichen konzentrierten Säure bzw. dem Oleum abgelassen, in dem es durch Einblasen von Luft oder Gasen gerührt wird. Darauf wird zum Einleiten der Umsetzung Wasser zugefügt, wodurch die Temperatur des Gemisches infolge der frei werdenden Mischungsräume zwischen konzentrierter Schwefelsäure und Wasser ansteigt und der Aufschluß beginnt. Während und nach der Zugabe des Wassers wird zur Erzielung einer homogenen Durchmischung intensiv mit Luft oder Gasen gerührt. Die Menge des zweckmäßig rasch zugefügten Wassers richtet sich nach der Säurekonzentration, die während des Aufschlusses vorhanden sein soll, und beträgt beispielsweise bei Ilmenit mit 44°/o TiO, als Rohstoff und 96°/oiger Schwefelsäure als- Mischsäure etwa 2ioo 1 Wasser für io t Erz und 8goo 1 96°/oige Schwefelsäure.
• Besonders bei der Herstellung hochbasischer Titansulfatlösungen ist es indessen empfehlenswert, nicht die gesamte Wassermenge zur Einleitung der Aufschlußreaktion zu verwenden. Je nachdem Ausgangsmaterial genügen geringere Mengen beispielsweise bei Ilmenit 5oo bis iooo1Wasser, wobei dann dieMischsäure umdieeingesparte Wassermenge dünner gehalten werden kann.
• Im allgemeinen ist es zweckmäßig, der eigentlichen Hauptreaktion eine Vorreaktion vorhergehen zulassen, wodurch die Verteilung der Temperatur in der Aufschlußmasse gleichmäßiger ist und die Hauptreaktion ruhiger verläuft. Dieses ist möglich durch Variierung der Temperaturen der Ausgangsmischung, der Menge des zugefügten, gegebenenfalls auch vorgewärmten oder gekühlten Wassers und durch die Intensität der Luftrührung. Hierdurch kann die Dauer der Vorreaktion genau festgelegt werden. Sie wird zweckmäßig so gehalten, daß sie zwischen 3 Minuten und 30 Minuten, vorzugsweise i5 Minuten, beträgt, worauf dann infolge der während der Vorreaktion frei werdenden Energie die Hauptreaktion einsetzt. Während der Hauptreaktion wird eine genügende Menge Luft eingeleitet, um durch gutes Auflockern des Kuchens eine leichte Löslichkeit zu gewährleisten. Nach beendeter Hauptreaktion wird die Luftzufuhr auf einen geringen Teil, erforderlichenfalls vollkommen, gedrosselt und die Masse zur Nachreaktion stehen gelassen. Im allgemeinen genügt für diese Nachreaktion eine Zeit von 3o bis izo Minuten.
• An Stelle von Wasser zum Einleiten der Reaktion kann auch verdünnte Schwefelsäure, z. B. eine sogenannte Dünnsäure, wie sie bei der späteren Hydrolyse der Titansulfatlösungen anfällt, benutzt werden. Die Konzentration dieser Dünnsäure ist beliebig; auch kann eine vorkonzentrierte Dünnsäure verwendet werden, wobei beim Konzentrieren etwa anfallende Salze, z. B. Eisensulfat, gegebenenfalls vorher entfernt werden können. Die Konzentration der verwendeten konzentrierten Dünnsäure überschreitet zweckmäßig nicht 6o°/a, damit die beim Mischen mit dem Erz-Säure-Gemisch auftretende Reaktionswärme groß genug ist, um ohne weitere Energiezufuhr die Hauptreaktion nach gewisser Zeit folgen zu lassen. Die Menge der verwendeten Dünnsäure richtet sich nach ihrer Konzentration bzw. der in ihr enthaltenen Menge Wasser, da durch dieses die Mischungswärme und damit Beginn und Dauer der Reaktion bestimmt werden. Je höher die Konzentration der Dünnsäure ist, um so größer ist die anzuwendende Menge.
• Besonders bei schwer aufschließbaren Rohstoffen ist es zur Erzielung hoher Ausbeuten bisweilen zweckmäßig, den Aufschluß mit einer kleinen Menge Erz-Säure-Gemisch unterZufügung von Wasser zubeginnen und dann während oder kurz vor oder nach der Hauptreaktion kontinuierlich oder chargenweise weiteres Erz-Säure-Gemisch evtl. unter erneuter Wasserzugabe im gleichen Reaktionsgefäß zur Umsetzung zu bringen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung vorzugsweise basischer Titansulfatlösungen, durch Aufschließen titanhaltiger Rohstoffe mit Schwefelsäure und nachfolgendes Lösen des aufgeschlossenen Gutes, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoff zunächst mit einer Schwefelsäure von höherer als beim Aufschluß vorliegenden Konzentration gemischt und zur Einleitung des Aufschlusses Wasser oder verdünnte, gegebenenfalls salzhaltige Schwefelsäure unter Intensivrührung z. B. mittels Luft oder Gasen zugesetzt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß stufenweise durchgeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Mischen der Ausgangsstoffe mit Schwefelsäure die Temperatur durch Abkühlen oder Erwärmen konstant hält. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch des Rohstoffes mit Schwefelsäure auf einmal oder anteilweise im gleichen Aufschlußgefäß zur Umsetzung gelangt.