DE886142C

DE886142C - Verfahren zur Aufarbeitung der sauren Mutterlaugen der Titanweissherstellung

Info

Publication number: DE886142C
Application number: DEK1671D
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Lueke; Fritz Dr Ruesberg
Original assignee: THANN FAB PROD CHEM; Fabriques de Produits Chimiques de Thann et de Mulhouse
Current assignee: THANN FAB PROD CHEM; Fabriques de Produits Chimiques de Thann et de Mulhouse
Priority date: 1943-09-23
Filing date: 1943-09-23
Publication date: 1953-08-10

Description

Verfahren zur Aufarbeitung der sauren Mutterlaugen der Titanweißherstellung Bei der Herstellung von Titanweiß durch Hydrolyse der durch Aufschluß von Ihnenit mit konzentrierter Schwefelsäure erhaltenen Lösungen fallenMutterlaugen an, die neben Ferrosulfat und geringen Mengen Titansulfat freie Säuren in beträchtlichen Mengen enthalten. Das nachstehend beschriebene Verfahren verfolgt das Ziel, die in den Mutterlaugen enthaltenen wertvollen Bestandteile Schwefelsäure und Titansulfat sowie Ferrosulfat für sich zu gewinnen bzw. erstere in eine solche Form überzuführen, daß man sie in den Aufschlußprozeß zurückführen kann. Das Verfahren besteht darin, daß man die Mutterlaugen in zwei Stufen eindampft, das in der ersten Stufe sich abscheidende wasserarme Ferrosulfat durch Behandlung mit bemessenen Mengen Wasser hydratisiert und in Lösung bringt, aus dieser Lösung durch Tiefkühlung kristallisiertes Ferrosulfat abscheidet, worauf man die Mutterlauge desselben in den Herstellungsprozeß für Titanweiß zurückgibt. In der zweiten Eindampfstufe wird die saure Lösung, die nach Abscheidung der Hauptmenge des Eisensulfates in der ersten Stufe im wesentlichen aus Schwefelsäure besteht, auf eine solche Konzentration gebracht, daß sie wieder zum Aufschluß von Ilmenit Verwendung finden kann.
Die Eindampfung in der ersten Stufe wird so weit geführt, bis bei Atmosphärendruck eine Temperatur von etwa z3o° erreicht ist. Bei dieser Temperatur scheidet sich das Ferrosulfat in Form eines wasserarmen Hydrates in körnigsandiger, leicht filtrierbarer Beschaffenheit ab. Das in der Mutterlauge enthaltene Titansulfat wird gleichfalls mit dem Ferrosulfat zur Abscheidung gebracht. Der gelblich gefärbte Rückstand wird durch Filtration oder Schleudern von der sauren Lauge getrennt. Diese besteht aus einer etwa 65°/oigen Schwefelsäure, die als wesentliche Verunreinigung nur noch Eisensulfat in einer Menge von o,1 bis 0,3 g Fe auf Zoo g H2 S04 gerechnet, enthält. Der Rückstand, der aus wasserarmem Ferrosulfat, Titansulfat und anhaftender Schwefelsäure besteht, ist in dieser Form nicht ohne weiteres verwertbar, zumal sich die freie Säure nicht durch Decken mit Wasser entfernen läßt, da die Filterkuchen durch Hydration sofort zu einer festen Masse erstarren, die sich nur schwer aus den Filtern entfernen läßt.
Es wurde nun ein einfacher Weg zur Aufarbeitung des Rückstandes gefunden, der darin besteht, daß man den Rückstand nach dem Entfernen aus dem Filter zweckmäßig unter Rühren in einer bemessenen Menge Wasser von Zimmertemperatur suspendiert. Unter Erwärmen erfolgt Hydration und Lösung des wasserarmen Eisensulfates. Die schließlich erhaltene klare Lösung wird auf etwa -f- 5° abgekühlt, wodurch der größte Teil des Ferrosulfates als Eisenvitriol in reiner Form zur Abscheidung gelangt. Die von dem Eisenvitriol getrennte Mutterlauge, welche neben dem restlichen Eisen das ganze Titan und die anhaftende Schwefelsäure enthält, wird in den Aufschluß- bzw. Herstellungsprozeß für Titanweiß zurückgeführt.
Die Mutterlauge von dem in der ersten Eindampfstufe erhaltenen Rückstand, der aus wasserarmem Ferrosulfat besteht, wird, um sie für den Aufschluß von Titanerz wieder verwenden zu können, weiter eingedampft, bis eine Konzentration von etwa go °/o H2 S 04 erreicht ist.
Da aus der Mutterlauge, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgearbeitet wird, große Mengen Wasser zu verdampfen sind, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Verdampfung in der ersten Stufe unter Anwendung von Vakuum durchzuführen. Dabei hat sich aber gezeigt, daß die Verdampfung im Vakuum nur so weit geführt werden darf, daß eine Abscheidung von Ferrosulfat noch nicht stattfindet. Das bei der Eindampfung im Vakuum unterhalb 13o° zur Abscheidung gelangende Ferrosulfat ist nämlich von feinkörniger und schleimiger Beschaffenheit, so daß es kaum filtriert werden kann. Man führt daher die Verdampfung im Vakuum nur so weit, bis die Lauge ein spezifisches Gewicht von etwa 1,5 erreicht hat. Nunmehr wird in einem offenen, zweckmäßig mit Rührwerk versehenen Kessel bei Atmosphärendruck weiterverdampft. Wenn die bereits oben angegebene Temperatur von etwa 13o° erreicht ist, findet die Abscheidung des wasserarmen Eisensulfates statt. Ausführungsbeispiele i. ioo m3 Mutterlauge, wie sie bei der Herstellung von Titanweiß durch Hydrolyse einer Lauge, die durch Aufschluß von Ilmenit mit konzentrierter Schwefelsäure erhalten wurde, anfielen mit 305 g H2 S 04/1, 27,3 g Fe/1, 6,88 g Ti 0,/l (als 4wertiges Ti), i,2o g Ti02/1 (als 3wertiges Ti), wurden in einem verbleiten Gefäß unter Rühren eingedampft, bis eine Temperatur von z35° erreicht war. Dabei schieden sich Ferro- und Titansulfat so weitgehend ab, daß die von den Sulfaten abgetrennte und auf -i- 2o° abgekühlte Säure nur noch o, i g Eisen/ioog H2 S04 enthielt. Erhalten wurden 22 m3 Filtrat (d = 1,57) mit 65 °/o H2 S 04 und 17,3 t Sulfatrückstände.
Die 65°/oige Säure wurde bis zu einem Gehalt von go °/o H2 S 04 eingedampft, ohne daß eine weitere Abscheidung von Sulfaten auftrat. Dabei wurden 14 m3 Säure (d = 1,82) erhalten, die von neuem zum Erzaufschluß verwendet wurden.
Die 17,3 t Sulfatrückstände wurden in 15 m3 Wasser von 2o° gelöst, wobei die Temperatur von selbst auf 40° anstieg. Die klare Lösung wurde dann auf -E-5° abgekühlt. Dabei schieden sich 11,5 t Fe S 04 # 7 aq aus, die abfiltriert und durch Decken mit 2 m3 Wasser von der anhaftenden Mutterlauge befreit wurden. Erhalten wurden 15 m3 Mutterlauge (d = 1,5) mit 500 g H2 S O4/1, 28 g Fe/1 und 52 g Ti O2/1. Sie wurde als Auflöseflüssigkeit für die beim Aufschluß von Ilmenit mit konzentrierter Schwefelsäure erhaltenen festen Aufschlußmassen verwendet.
2. Zoo m3 der gleichen Mutterlauge, wie unter i angegeben; wurden in einem Vakuumverdampfer bis zu einem spezifischen Gewicht von 1,5 eingedampft, wobei keine Abscheidung von -Sulfaten eintrat. Es wurden 45 m3 Konzentrat mit 678 g H2 S 04/1, 60,7 g Fe/1, 18 g Ti 0,/l erhalten. Dieses Konzentrat wurde in einem verbleiten offenen Gefäß unter Rühren bis zur Erreichung einer Temperatur von 135° eingedampft und darauf, wie unter 1 angegeben, weiterbehandelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufarbeitung der sauren Mutterlaugen der Titanweißherstellung durch Eindampfen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindampfen in zwei Stufen erfolgt mit der Maßgabe, daß der größte Teil des in der Mutterlauge enthaltenen Ferrosulfates in Form von wasserarmem Ferrosulfat zusammen mit dem in der Mutterlauge enthaltenen Titansulfat zur Abscheidung gelangt, worauf die Mutterlauge nach Abtrennung des Niederschlages auf höhere Konzentration eingedampft und der aus wasserarmem Eisensulfat, Titansulfat und anhaftender Schwefelsäure bestehende Niederschlag in einer bemessenen Menge Wasser gelöst und aus der Lösung durch Tiefkühlung Eisenvitriol zur Abscheidung gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stufe der Eindampfung die Mutterlauge zunächst im Vakuum vorverdampft wird und anschließend die Abscheidung der Sulfate in offenen Eindampfgefäßen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Abtrennung des wasserarmen Eisensulfates bzw. des Titansulfates und des Eisenvitriols im Gange des Verfahrens erhaltenen Laugen in den Herstellungsprozeß für Titanweiß zurückgeführt werden.