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Verfahren zur Reinigung von Titantetrachlorid Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Reinigung von Titantetrachlorid und stellt eine einfache und wirtschaftliche
Methode zur Reinigung des handelsüblichen rohen Titantetrachlorids dar.
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Rohes Titantetrachlorid, wie es im Handel erhältlich ist, ist ein
verhältnismäßig unreines Produkt von einer gelben Farbe. Es kann handelsüblich im
Wege der Chlorierung von titanhaltigen Eisenerzen oder von Rutil hergestellt werden
und ist immer durch verschiedene Beimengungen verunreinigt, die mitchloriert oder
mit den Titananteilen mitgerissen werden.
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Das rohe Titantetrachlorid ist als Ausgangsmaterial für verschiedene
Verfahren ungeeignet, die eine hohe Reinheit verlangen, wie beispelsweise bei der
Herstellung von Titanmetall, Titan-Pigment und anderen Titanverbindungen. Bei diesen
Verfahren muß das rohe Titantetraehlorid vor seiner Verarbeitung einer Reinigung
unterzogen werden.
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Bei den bekannten Verfahren zur Reinigung von Titantetrachlorid ergeben
sich im allgemeinen Schwierigkeiten, die in der Beschaffenheit und in der Natur
der zur Behandlung verwandten Stoffe begründet sind.
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Zu diesen bekannten Stoffen gehören trocknende vegetabilische Öle,
wie beispielswe:ee Leinöl, Sojaöl, Petroleumöl, Gummi, Kupferspäne und Ruß. Einige
dieser Stoffe werden dem Titantetrachlorid in großen Mengen zugegeben, wodurch an
sich schon eine unwirtschaftliche Arbeitsweise sich ergibt. Andere Zuschlagstoffe
bilden sperrige und zähe Massen, die unbequem und schwer zu handhaben sind. Ein
weiterer Nachteil liegt in dem Verlust des Titantetrachlorids, das von den voluminösen
rückständigen
Zuschlagstoffen aufgenommen wird. Alle diese Nachteile
werden durch die vorliegende Erfindung vermieden.
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Es ist auch bereits ein in der USA.-Patentschrift 2 370 525 beschriebenes
Verfahren bekanntgeworden, bei dem Metallseifen und Schwefelwasserstoff bei der
Reinigung von Titantetrachlorid verwendet werden. Auch ist die Verwendung von 'Schwefel
und Eisenstearat bereits in der USA.-Patentschrift 2415958 beschrieben. Auch diesen
bekannten Verfahren gegenüber besitzt das erfindungsgemäße Verfahren wesentliche
Vorteile, die in einer bequemeren Arbe':itsweise bestehen; während nämlich bei den
bekannten Verfahren ein durch die Vorbehandlung der verwendeten Stoffe erforderliches
chargenweises Arbeiten notwendig ist, ermöglicht das erfindungsgemäß,e Verfahren
die Durchführung eines kontinuierlichen Verlaufens der Reinigung ohne chargenweises
Arbeiten.
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Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das die Reinigung
von Titantetrachlorid auf bequeme Weise ermöglicht, ohne daß nennenswerte Verluste
.auftreten.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Reinigung des
rohen Titantetrachlorids dieses mit Jod und/oder einem oder mehreren Jodiden des
Natriums, Kaliums, einwertigen Kupfers, Magnesiums, Calciums und Aluminiums gemischt
und danach die Mischung destilliert wird, um das gereinigte Titantetrachlorid zu
gewinnen.
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Erfindungsgemäß wird das verunreinigte Titantetrachlorid mit einer
sehr geringen Menge eines der oben@erwähnten Zuschlagstoffe gemischt. Die Mischung
wird lediglich auf .Siedetemperatur erhitzt und darauf destilliert, wobei ein praktisch
reines Titantetrachlorid erhalten wird. Die meisten der bekannten Reinigungsverfahren
verlangen eine ausgedehnte Erhitzung unter Rückfluß, damit die zur Anwendung kommenden
Zuschlagstoffe eine ausreichende Zeit haben, ihre Wirkung auszuüben. Bei der vorliegenden
Erfindung dagegen wird lediglich die Zeit benötigt, die zur Erhitzung der mit den
Zuschlagstoffen versetzten Flüssigkeit auf Siedetemperatur und für die anschließende
Destillation erforderlich ist. Das Produkt ist reines Titantetrachlorid. Die Menge
der verwandten Zuschlagstoffe ist abhängig von der Beschaffenheit des zu reinigenden
Ausgangsmaterials. Wenn in dem rohen Titantetrachlorid Verunreinigungen in großem
Umfange .anwesend sind, müssen größere Anteile von Zuschlagstoffen zugegeben werden,
um .ein gereinigtes Produkt zu erhalten.
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Ein typisches Beispiel für die Größenordnung der zu verwendenden Zuschlagstoffe
zur Entfernung der Verunreinigung beispielsweise- in Form von Vanadium und Silicium
aus dem rohen Titantetrachlorid ist folgendes: Eine Probe von rohem Titantetrachlorid
mit einem Gehalt von 0,0150/0 Vanadium, o,oi% Si02 benötigt zur Reinigung einen
Zuschlagsstoff in einer Menge von schätzungsweise 0,o2 bis 0,3 Gewichtsprozent,
vorzugsweise zwischen 0,o5 und o,2 Gewichtsprozent, bezogen auf Titantetrachlorid.
Das übliche vorkommende rohe Titantetrachlorid enthält Verunreinigungen der oben
angegebenen Arten und im oben angegebenen Umfange.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele.
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Beispiel i iooo Teile rohes Titantetrachlorid mit der oben angegebenen
Analyse wurden in einen Destillierkolben gegeben. Dem Titantetrachlorid wurden bei
Raumtemperatur 0,3 Teile Kaliumjodid zugegeben. Die Mischung wurde dann schnell
auf Siedetemperatur erhitzt und bei normalem Druck unter Abschluß von der Außenluft
destilliert. Dias Destillat wurde kondensiert und analysiert. Das gesamte Verfahren
wurde in einer Glasapparatur durchgeführt, um Verunreinigungen zu vermeiden. Das
gereinigte Titantetrachlorid war von wasserklarer Farbe. Die Daten der Analyse finden
sich in der Tabelle. Beispiel 2 Das Beispiel i wurde wiederholt mit iooo Teilen
des gleichen rohen Titantetrachlorids, dem 2 Teile Jod an Stelle von Kaliumjodid
zugegeben wurden. Die Daten der Analyse sind in der Tabelle enthalten.
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Beispiele 3, 4, 5 und 6 Das Beispiel i wurde wiederholt mit der Ausnahme,
daß 2 Teile der folgenden Verbindungen denn rohen Titantetrachlorid als Zuschlagstoffe
zugegeben wurden: Calciumjodid, Magnesiumjodid, Kupferjodid, Aluminiumjodid. Die
Daten der Analyse des gereinigten Titantetrachlorids sind ebenfalls in der Tabelle
enthalten.
| Beispiel Anteile Verunreinigung |
| Nr. an Ti Cl Anteile an Zuschlagstoffen Farbe im Destillat |
| %V |
| i iooo o,3 Kaliumjodid wasserklar 0,002 |
| 2 I000 2,o Jod - 0,002 |
| iooO 2,o Calciumjodid - < 0,002 |
| q. 1000 2,o Magnesiumjodid - < 0,002 |
| iooo 2,o Kupferjodxd - < 0,002 |
| 6 iooo 2,o Aluminiumjodid - 0,003 |
| unbehandeltes Titantetrachlorid keine gelb o,015 |
Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß rohes Titantetrachlorid
insbesondere hinsichtlich der Verunreinigungen an Vanadium gereinigt werden kann.
Die Verunreinigungen, insbesondere das Vanadium, konnten bis zu dem Grade entfernt
werden, daß das gereinigte Titantetrachlorid zu einem annehmbaren Handelsprodukt
wird.
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Weiterhin hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren bequem
und einfach ist, da die Zuschlagstoffe in kleinen Mengen zugegeben werden und keine
voluminösen und zähen Rückstände entstehen.
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Das von den Zuschlagstoffen mitgeführte Titant:etrachlorid kann leicht
durch Erhitzen aus der geringen rückständigen Masse getrennt und dein System wieder
zugeführt werden. Die Möglichkeit der Erhitzung der Zuschlagstoffe, ohne daß sich
Niederschläge auf den Gefäßwandungen bilden und ohne daß nennenswerte Anteile an
Titantetrachloritl in den rückständigen Zuschlagstoffen festgehalten werden, führt
zu der größtmöglichen Verminderung der Bearbeitungsverluste während des Verfahrens.