FI71349B - Foerfarande foer extrahering av titan ur titanhaltigt material - Google Patents

Description

1 71349

Menetelmä titaanin uuttamiseksi titaanipitoisesta materiaalista

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää titaanin 5 uuttamiseksi titaanipitoisesta materiaalista.

Monia menetelmiä on ehdotettu titaanin uuttamiseksi titaanipitoisesta materiaalista. Eräässä tällaisessa tunnetussa menetelmässä titaanipitoinen materiaali saatetaan reagoimaan kloorivetyhapon tai rikkihapon kanssa TO vaihtelevissa konsentraatioissa ja olosuhteissa titaanin ja raudan liuottamiseksi. Kaupalliselta kannalta edullisin näistä menetelmistä on panosuuttoprosessi, jossa ti-taanipitoinen rautamalmi saatetaan reagoimaan konsentroidun rikkihapon kanssa suuressa uuttoastiassa, minkä jäl-15 keen höyryä ja/tai vettä lisätään reaktion alkuunsaatta-miseksi tai kiihdyttämiseksi, jolloin seoksen lämpötila nousee reaktiolämpötilaan. Reaktiolämpötilassa tapahtuu erittäin kiivas reaktio. Seos kiehuu kehittäen suuria määriä vesihöyryä ja muuta höyryä, joihin sisältyy hiukkas-20 maista ainetta ja rikkitrioksidia. Kun vesi on poistettu, koko seos kiinteytyy muodostaen ns. "uuttokakun". Tämä kakku pidetään sitten uuttosäiliössä joitakin tunteja reaktion edetessä loppuun kiinteässä faasissa. Kovettumisen jälkeen kuiva kakku liuotetaan veteen tai laimeaan hap-25 poon jolloin muodostuu titaanisulfaatti- ja rautasulfaatti-liuos. Liuoksen ferrisulfaatti muutetaan ferrosulfaatiksi lisäämällä pelkistysainetta, kuten esimerkiksi romu-rautaa. Sitten liuos selkeytetään antamalla sakan laskeutua ja suodatetaan kaiken liuoksen sisältämän kiinteän 30 aineen poistamiseksi ja uutettu titaani otetaan talteen.

Vaihtoehtoisesti liuosta käsitellään edelleen titaanidioksidin ja erityisesti titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi.

Kun valmistetaan titaanidioksidia, saatetaan liuos 35 sitten tavallisesti kiteytymään, jolloin suurin osa ferro- ------ - IL- _ 2 71349 sulfaatista poistuu rautavihtrillinä, so. FeSO^. 71^0.

Kiteyttämisen jälkeen titaanisulfaattiliuos konsentroidaan poistamalla vettä liuoksesta. Tämä toteutetaan haihduttamalla konsentraattoreissa, jotka toimivat 5 alipaineessa.

Konsentroitu titaanisulfaattiliuos muutetaan sitten hydrolyysillä liukenevasta tilasta liukenemattomaksi titaanidioksidihydraatiksi. Tämä muutos voidaan saada aikaan laimentamalla titaanisulfaattiliuos vedellä korote-”10 tussa lämpötilassa tai lisäämällä kidealkioita muodostavaa ainetta ja sen jälkeen kuumentamalla kiehumispisteeseen. Kiehumisen aikana kooltaan kolloidiset hydraatti-osaset aluksi saostuvat muodostaen suodatettavan titaani-dioksidihydraatin. Erottamisen jälkeen titaanidioksidiin hydraatti tavallisesti saatetaan kalsinointikäsittelyyn hydrataatioveden poistamiseksi ja vedettömän titaanidiok-sidipigmentin aikaansaamiseksi.

Edellä esitetty prosessi on yksityiskohtaisemmin kuvattu esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 1 889 027, 20 2 982 613, 3 071 439 ja 3 516 204.

Panostyyppisessä prosessissa on kuitenkin joukko epäkohtia. Reaktio titaanipitoisen aineen ja hapon välillä on suoritettava korkeassa reaktiolämpötilassa käyttäen suuria happokonsentraatioita. Prosessia rajoittavat li-25 säksi suurikokoisten laitteistojen käyttö ja pienet tuo-tantonopeudet. Johtuen panosuuttoreaktion voimakkuudesta ja eksotermisestä luonteesta suuria määriä vesihöyryä ja rikkitrioksidia sekä mukaan tulleita hiukkasmaisia aineita joutuu ympäristöön, mikä aiheuttaa ei-toivottuja saas-30 teongelmia ympäristössä. Lisäksi muodostuu uuttosäiliön pohjalle kiinteä massiivinen "uuttokakku", minkä liuottaminen vesipitoiseen väliaineeseen ei ole vain vaikeata vaan myös hidasta.

Vaikka edellä esitettyä prosessia voidaan pitää 35 tyypillisenä esimerkkinä kaupallisesta menetelmästä, on 3 71349 kirjallisuudessa kuvattu useita modifikaatioita, mikä on osoitus pyrkimyksestä parempaan uuttoon, alempaan hapon-kulutukseen ja muihin asteittaisiin parannuksiin perusprosessin tehokkuudessa ja taloudellisuudessa. On ehdotet-5 tu hapon asteittaista lisäämistä kuivan kakun tuottamiseksi. On myös ehdotettu kuumentamista sulattamiseen saakka sekä pitkäaikaista uuttamista alhaisessa lämpötilassa (100-150°C). Kaikille näille menetelmille on yhteistä massiivisen sulfaattiuuttokakun muodostuminen, joka täytyy 10 liuottaa suureen määrään vettä tai laimeaa happoa ennen titaanin tehokasta uuttamista.

Muita menetelmiä, ns. nesteprosesseja, on ehdotettu eliminoimaan kiinteä vaihe liuottamalla malmi suoraan rikkihappoon kiehumislämpötilassa ja pitämällä järjestel-15 män vesipitoisuus riittävänä varmistamaan reaktiolietteen juoksevuus. Näissä prosesseissa on kuitenkin tiettyjä rajoituksia ja vajavaisuuksia, joita ei ole voitu eliminoida. Nämä prosessit ovat nestetilassa tapahtuvia panosreak-tioita, joilla on samat taloudelliset puutteet kuin edel-20 lä aikaisemmin käsitellyillä panosprosesseilla. Lisäksi reaktiot täytyy toteuttaa kiehumislämpötilassa, jolloin on suuria määriä kallista polttoainetta oikean uuttoläm-pötilan ylläpitämiseksi. Lisäksi on lopullinen liuos hyd-rolyyttisesti epästabiili, so. titanyylisulfaatti muuttuu 25 seisoessaan hyvin nopeasti titaanidioksidihydraatiksi. Ti-taanidioksidihydraatin läsnäolosta titanyylisulfaattiliuok-sessa on seurauksena kontrolloimaton hydrolyysireaktio, mikä estää kidealkioiden oikean muodostumisen ja estää korkealaatuisen titaanidioksidipigmentin tuottamisen.

30 Uuttoprosesseissa, jotka käsittävät titaanin liuot tamisen rikkihapolla, on tärkeätä, että titaanipitoinen raaka-aine dispergoituu hyvin happoon, jotta saataisiin hyvä titaanisaanto. Tämä on vielä tärkeämpää jatkuvassa uuttojärjestelmässä, koska kun malmi laskeutuu, se reagoi 35 edelleen ja muuttuu kiinteäksi, jolloin tukkii järjestel- 4 71349 män ja häiritsee reaktiotasapainoa. On myös kuvattu menetelmiä, joissa titaanipitoinen raaka-aike suspendoidaan höyryllä tai ilmalla, jota syötetään reaktioastian pohjalle. Tämä sekoitusmenetelmä tunnetaan yleisesti vapaana 5 kaasunostona. Reaktioastiassa tapahtuvaa sekoittamista mekaanisin keinoin vältetään, koska uuttoliete muuttuu kiinteäksi. Lisäksi lietteen syövyttävä ja hankaava luonne ja luontainen vaikeus välttää kuolleita tiloja, so. alueita reaktorissa, joissa ei ole turbulenttistä liiket-10 tä, suurimittaisissa mekaanisella sekoittimella varustetuissa reaktioastioissa, puhuu mekaanista sekoittamista vastaan. Nestesuspensioprosessissa hyvän dispersion muodostuminen epäonnistuu johtuen vapaan kaasunostosekoituk-sen luonteesta. Vapaalle kaasunostosekoitukselle on luon-15 teenomaista, että sillä ei pystytä aikaansaamaan hyvää dispersiota. Vapaassa kaasunostosekoituksessa nousevan massan konsentraatio kasvaa jatkuvasti nollasta astian pohjalla hyvin suureksi pinnalla.

Esillä olevalla keksinnöllä saadaan aikaan uusi me-20 netelmä titaanin uuttamiseksi titaanipitoisesta raaka-aineesta. Menetelmällä voidaan olennaisesti välttää tai eliminoida tunnetuissa titaanin erotusmenetelmissä esiintyneet puutteet. Termiä titaanisulfaatti käytetään jäljempänä tarkoittamaan titaanin sulfaattisuoloja, kuten tita-25 nyylisulfaattia ja titaani(3)sulfaattia.

Keksintö koskee menetelmää titaanin uuttamiseksi titaanipitoisesta materiaalista, jolloin (1) muodostetaan reaktioseos, joka sisältää (a) ti-taanipitoista materiaalia, jonka määrä on noin 10-400 % 30 suurempi kuin stökiometrinen määrä, joka tarvitaan reaktiossa rikkihapon kanssa titanyylisulfaatin muodostamiseksi, ja (b) laimeaa rikkihappoliuosta, jonka konsentraatio on noin 25-60 paino-%, (2) pidetään reaktioseoksen lämpötila reaktioasti-35 assa noin 140°C:een alapuolella, 5 71 3A9 (3) uutetaan titaani, (4) jäähdytetään muodostunut reaktioseos lämpötilaan alle noin 110°C saostamatta reaktioseosta ja (5) poistetaan reaktioseos reaktioastiasta ja ote-5 taan talteen uutettu titaani. Menetelmälle on tunnusomaista, että titaanin uutto vaiheessa (3) suoritetaan kierrättämällä reaktioseosta reaktioastiassa olevassa sekoitus-kolonnissa vastavirtaan sekoituskolonnin ja reaktioastian sisäseinämän välisessä rengasmaisessa tilassa tapahtuvaan 10 reaktioseoksen virtaukseen nähden, jolloin kierrätys suoritetaan siten, että titaanipitoinen materiaali pysyy jatkuvassa turbulenttisessa suspensiovirtauksessa sekoitusko-lonnissa.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan titaanipitoi-15 sen materiaalin reaktio, titaanin uutto, reaktioseoksen poistaminen ja uutetun titaanin talteenotto suoritetaan jatkuvana prosessina.

Kuvio 1 kuvaa keksinnön mukaisen menetelmän yhtä suoritusmuotoa titaaniarvojen uuttamiseksi, jolloin ti-20 taanipitoinen materiaali uutetaan ja uutettu titaani otetaan talteen titaanisulfaatti-rautasulfaatti-liuoksena. Tässä suoritusmuodossa käytetään kaasuvirtausta sekoitus-kolonnissa aikaansaamaan haluttu uuttamisaste.

Kuvio 2 kuvaa menetelmän erästä toista suoritus-25 muotoa, jossa sekoituskolonnissa käytetään mekaanista se-koitinta halutun uuttamisasteen aikaansaamiseksi.

Titaanin optimiuuton varmistamiseksi muuttamalla se uuton aikana vesiliukoisiksi sulfaateiksi, suoritetaan titaanipitoisen raaka-aineen reaktio laimean happoliuok-30 sen kanssa sillä tavoin, että vältetään sulatuskakun muodostuminen reaktoriin silloinkin, kun reaktio on saatettu loppuun. Estettäessä sulatuskakun muodostumista on yllättäen havaittu, että reaktiota voidaan jouduttaa suorittamalla reaktio reaktioastiassa, joka on varustettu sekoi-35 tuskolonnilla, joka pystyy pitämään reaktioseoksen jatku- 6 71349 vassa, pvörteisessä suspensiovirtauksessa. Tämä sekoitus edistää titaanin uuttumista.

Titaanin uuttaminen toteutetaan uuttamalla titaa-nipitoinen raaka-aine, joka saatetaan reagoimaan täysin 5 nestemäisessä faasissa, ilman että olisi välttämätöntä suorittaa erillinen pelkistysvaihe rikkihapon kanssa, jolloin muodostuu stabiili hydrolysoitava titaanisulfaatti-liuos, jota voidaan käyttää titaaniyhdisteiden ja titaa-nidioksidipigmenttien valmistukseen. Tässä tarkoituksessa 10 termillä titaanipitoinen materiaali ainetta, joka sisältää talteensaatavaa titaania käsiteltäessä sitä keksinnön mukaisesti. Tällaisia aineita ovat esim. titaanipitoinen kuona, uunikuona, ilmeniittimalmit, kuten magneettinen ilmeniitti ja kiteinen ilmeniitti (massiivinen ilmeniitti) 15 ja ilmeniittihiekat.

Uuttoreaktio suoritetaan riittävällä ylimäärällä titaanipitoista materiaalia, so. noin 10-400 % suurempi kuin stökiometrinen määrä. Tätä määrää voidaan ilmaista myös siten, että se on 1,1-5 kertaa stökiometrinen määrä. 20 Seuraava kaava kuvaa uuttoreaktion stökiometriaa:

FeTiO, + 2H~SO.-> TiOSO. + FeSO. + 2H-0 3 2 4 4 4 2

Titaanipitoisen raaka-aineen käyttäminen ylimäärin 25 uuttoreaktiossa on tehokasta ja toivottavaa, jotta vältytään malmin liikajauhamiselta. Titaanipitoisen materiaa- 2 3

Iin pinta-ala on edullisesti noin 0,05-0,6 m /cm . Malmia, jolla on suurempi pinta-ala, voidaan käyttää, mutta sillä ei saada aikaan etua johtuen kasvaneista jauhatuskustan-30 nuksista. Kuten edellä jo mainittiin, on titaanipitoisen materiaalin määrän oltava noin 10-400 % suurempi kuin stökiometrinen määrä. Pienempien määrien käyttämisestä on seurauksena ei-hyväksyttävän alhaiset reaktionopeudet ja pitkät käsittelyajat, jolloin menetelmä tulee epätaloudel-35 liseksi. Suurempien ylimäärien käyttäminen ei ole toivot-

II

7 71349 tavaa johtuen reaktioseoksen suuresti alentuneesta juok-sevuudesta ja tarpeesta uudelleenkierrättää suuria määriä reagoimatonta titaanipitoista ainetta uuttoreaktoreihin. Yllättäen on havaittu, että esimerkiksi titaanipitoisen 5 raaka-aineen, kuten MacIntyre malmin, määrän kaksinkertaistaminen yli stökiometrisen määrän reaktiossa laimean rikkihapon kanssa lisää reaktionopeutta vähintään noin kymmenkertaiseksi viimeisessä uutossa. On huomattava, että reaktionopeudet vaihtelevat riippuen uutossa käytettäkö västä titaanipitoisesta raaka-ainelähteestä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn rikkihapon konsentraation tulisi olla noin 25-60 paino-% laskettuna liuoksen kokonaispainosta. Happokonsentraatio alle noin 25 % ei ole suositeltava, koska tällöin titaani-15 dioksidi hydrolysoituu uuttoreaktion aikana ja sen yhteydessä. Titaanisuolaliuosten ennenaikainen hydrolyysi estää pigmenttilaatuisen titaanidioksidin muodostumisen myöhemmissä prosessivaiheissa. Myöskään sellaisen happokonsent-raation käyttäminen, joka on suurempi kuin noin 60 paino-20 %, ei ole suositeltavaa, koska tuloksena oleva reaktio- liuos on viskoosisempaa ja sen käsitteleminen on vaikeampaa. Lisäksi reaktiotuotteiden suurempi konsentraatio liuoksessa edistää ferrosulfaatin ja talteenotettavan tita-nyylisulfaattidihydraatin saostumista. Ferrosulfaattimono-25 hydraatin läsnäolo tekee painovoimaerottamisen tehottomaksi ja se on vaikea poistaa suodatuksella.

Prosessorin reaktio-olosuhteet ovat helposti säädettävissä riippuen laimean rikkihapon konsentraatiosta, käytetyn titaanipitoisen materiaalin ylimäärästä ja sekoi-30 tuksen määrästä ja tyypistä optimaalisen prosessitoimin-nan aikaansaamiseksi. Esimerkiksi käytettäessä laimeaa rikkihappoa alhaisena konsentraationa, esim. alle 40 paino-%, tulisi aluksi käyttää edullisella lämpötila-alueella olevaa alhaista lämpötilaa johtuen laimean rikkihapon 35 alhaisemmasta kiehumispisteestä. Kun uuttoreaktio etenee, 8 71349 on suositeltavaa nostaa titaanipitoisen aineen määrää, jotta uutettaisiin mahdollisimman paljon raaka-ainetta ensimmäisessä uuttoreaktorissa, jossa lämpötila ja reaktionopeus tavallisesti ovat korkeammat. Kuten edellä jo 5 mainittiin, pidetään lämpötila seuraavissa uuttoreakto- reissa alhaisemmalla tasolla kuin ensimmäisessä uuttoreaktorissa ja lopuksi lämpötilaa täytyy alentaa, jotta estettäisiin ja vältettäisiin titaanisuolaliuoksen ennen aikainen hydrolyysi.

10 Lämpötila, jossa uuttoreaktio tapahtuu, on alle noin 140°C ja edullisesti noin 55°C:een ja reaktioliuok-sen kiehumispisteen välillä, so. noin 55-140°C. Liian alhainen lämpötila uuttoreaktiossa olisi vältettävä, koska uuttoreaktio etenee tällöin liian hitaasti ja vaatii rea-15 goivien aineiden pidentynyttä viipymisaikaa uuttoreaktorissa. Pidentyneitä viipymisaikoja olisi myös vältettävä, jotta vältyttäisiin ei-toivottujen kidealkioiden muodostumisesta reaktioliuoksessa johtuen titaanisuolan ennenaikaisesta hydrolyysistä. Yli 140°C:een lämpötiloja ei 20 suositella, koska titaanisuola hydrolysoituu paljon suuremmilla nopeuksilla korkeammissa lämpötiloissa. Uutto-reaktiota ei tulisi suorittaa alle noin 55°C:een lämpötilassa, koska reaktiotuotteet alkavat saostua liuoksesta ja reaktioseoksen viskositeetti kasvaa, mikä tekee reagoi-25 mattomien kiinteiden ainesten poistamisen hyvin vaikeaksi. Edullinen toimintalämpötila jatkuvalle uuttoreaktiolle on noin 70-110°C. On huomattava, että esillä olevan keksinnön mukaisen prosessin uuttoreaktio voidaan toteuttaa pa-nosreaktiona, so. reaktioastiassa, josta reaktioseos, sen 30 jälkeen, kun uuttoreaktio on edennyt haluttuun pisteeseen, poistetaan ja käsitellään muissa astioissa. Keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritusmuodossa uuttoreaktio suoritetaan jatkuvana ainakin kahdessa reaktioastiassa ja titaanipitoinen materiaali ja laimea rikkihappo saa-35 tetaan virtaamaan samansuuntaisesti.

Il 9 71 349

Kun prosessi toteutetaan jatkuvana, se suoritetaan edullisesti käyttämällä kahta tai useampaa uuttoreaktoria. Uuttoreaktorien lukumäärä riippuu reaktion säädettävyyden helppoudesta, tuotantomääristä ja prosessikäsittelystä.

5 Käytettäessä kahta uuttoreaktoria tai vaihetta ensimmäisen reaktorin lämpötila tulisi olla alle noin 140°C ja edullisesti alle noin 110°C ja toisen reaktorin lämpötila tulisi olla alle noin 110°C, edullisesti alle .ro„ noin 75 C.

1 0 Uuttoreaktorien lämpötiloja voidaan vaihdella riip puen halutusta saannosta ja reaktioajoista kussakin vaiheessa. Keksinnön eräs olennainen piirre on uuttoreaktion lämpötilan alentaminen reaktion edetessä, jolloin vältetään saadun titaanisuolaliuosten ennenaikainen hydrolyysi. ”15 Titaanisuolaliuoksen ennenaikainen hydrolyysi estää titaanin uuttumisen.

Uuttoreaktion kesto uuttoreaktorissa säädetään ti-taanipitoisen materiaalin optimiuuttumisen tai -konversion perusteella ko. vaiheessa. Yleensä on edullista uut-20 taa tai saattaa reagoimaan mahdollisimman paljon titaani-pitoista ainetta ensimmäisessä uuttoreaktorissa tai -vaiheessa, jossa lämpötila on korkea, jotta estettäisiin ti-taanisulfaatin hydrolyysi liuoksessa. Esimerkiksi jatkuvassa, monivaiheisessa järjestelmässä, jossa titaanipitoi-25 Sen raaka-aineen lähteenä käytetään Maclntyre-malmia, on joskus mahdollista uuttaa ensimmäisessä vaiheessa noin 90 paino-% prosessiin panostetun malmin stökiometrisestä määrästä. Edullisesti noin 30-80 % ja edullisimmin noin 60-80 % malmin stökiometrisestä määrästä uutetaan ensimmäi-20 sessä vaiheessa, poisluettuna malmin ylimäärä.

Uuttoreaktiota säädetään lämpötilan avulla edullisesti tarkkailemalla aktiivisen hapon ja titaanin suhdetta reaktioliuoksessa. Tämä suhde on indikaatio konversiota! uuttoasteesta. Termillä aktiivinen happo tarkoitetaan 25 tässä vapaan hapon kokonaismäärää reaktioliuoksessa plus 10 71 349 sitä happoa, joka on yhdistyneenä titaaniin reaktioliuok-sessa. Aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin lasketaan liuoksen vapaan hapon ja titaaniin liuoksessa yhtyneen hapon summasta jaettuna liuoksessa olevalla titaanilla 5 (laskettuna Ti02:na). Liuoksen aktiivinen happopitoisuus voidaan esimerkiksi määrätä valitun näytteen titrauksella (punnitus tai pipettitekniikalla) 0,5N alkaliliuoksella (NaOH) pH-arvoon 4,0 bariumkloridi/ammoniumkloridilla puskuroidussa liuoksessa. Titraus antaa vapaan happopitoi-10 suuden plus Ti02:een yhtyneen hapon, jota summaa nimitetään aktiiviseksi hapoksi.

Panosprosessissa voi aktiivisen hapon pitoisuus vaihdella laajasti eikä se ole kriitillinen paitsi siinä suhteessa, että uutto ja pelkistys tapahtuvat nestemäises-15 sä faasissa. Jatkuvassa prosessissa aktiivisen hapon suhteen annetaan pudota äärettömyydestä reaktion alkaessa arvoon 1,5-7,0 reaktion lopussa riippuen uutto-olosuhteis-ta. Tyypillisesti aktiivisen hapon ja Ti02 suhde vaihte-lee välillä 2,0-3,5. Kun aktiivisen hapon määrä laskee, 20 laskee titanyyliliuoksen stabiliteetti hydrolyysin suhteen. Yleensä olisi reaktioliuoksen lämpötila pidettävä alle noin 140°C ja edullisesti alle noin 110°C, kun aktiivisen hapon suhde titaaniin (laskettuna titaanidioksidina) putoaa noin arvoon 2,0. Esimerkiksi kaksivaiheisessa uut-25 toprosessissa tulisi reaktioliuoksen lämpötila uuttoreak-tion ensimmäisessä vaiheessa tai uuttoreaktorissa pitää alle noin 140°C:ssa, esim. 110°C:ssa, kunnes reaktio-liuoksen aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin laskee noin arvoon 3,0, jona ajankohtana reaktioliuoksen lämpö-30 tila alennetaan alle noin 110°C:seen, esim. 75°C:seen ja reaktiota jatketaan, kunnes aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin saavuttaa arvon noin 2,0. Kolmivaiheisessa uuttoprosessissa, ensimmäisen vaiheen lämpötila pidetään noin 110°C:ssa, jotta saadaan aikaan reaktioseos, jossa 35 aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin reaktioliuoksessa 11 71349 on alueella noin 2,5-3,0 ja sen jälkeen reaktio toteutetaan toisessa vaiheessa lämpötilassa noin 100°C, jotta saadaan aikaan reaktioseos, jossa aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin on alueella noin 2,2-2,5. Reaktio voi-5 daan sen jälkeen saattaa loppuun kolmannessa vaiheessa lämpötilassa alle noin 80°C sellaisen reaktioseoksen tuottamiseksi, jossa aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin reaktioliuoksessa on noin 2,0.

Kukin reaktioastia olisi varustettava sopivilla 10 sekoitusvälineillä titaanipitoisen materiaalin pitämiseksi suspensiossa.

Reaktioastia muodostetaan materiaalista, joka on kestävä reaktioseoksen syövyttävää ja hankaavaa vaikutusta vastaan, tai se on vuorattu sellaisella materiaalilla.

15 Reaktioastian dimensiot voidaan määrätä helposti ottamalla huomioon käsiteltävän titaanipitoisen aineen määrä määrättynä ajanjaksona, haluttu sekoitusaste ja haluttu kier-rätysaste. Tornin korkeuden ja halkaisijan suhde riippuu käsiteltävän aineen ominaisuuksista ja suoritettavasta 20 reaktiosta. Kun reaktorin halkaisijaa ja korkeutta suurennetaan syöttöaineen suurempien määrien käsittelemiseksi, tarvitaan suurempia kaasun paineita tai mekaanisia sekoittimia pitämään reaktioseos suspensiossa ja tarpeellisen sekoituksen aikaansaamiseksi optimaalisen titaani-25 uuton saavuttamiseksi. On havaittu, että tyydyttäviä tuloksia saavutetaan reaktoreilla, joissa halkaisijan suhde korkeuteen on alueella 1:1-10.

Jotta reaktioseos dispergoituisi ja sekoittuisi riittävästi, on reaktioastia edullisesti tehty sellaisek-30 si, että siinä on kartionmuotoinen pohja. Kartion sisäkulman tulee olla riittävä estämään reaktion kiinteiden ainesten kerrostumista kartion kalteville pinnoille. Kar-tiomainen pohja on tarkoitettu suuntaamaan laskeutuneet kiinteät ainekset painovoimalla kartion kärkeen, mistä ne 35 voidaan johtaa reaktorin huippuun sekoituskolonnin lävitse.

12 71 349

Reaktioastia on varustettu sekoituskolonnilla, kuten esimerkiksi keskelle sijoitetulla pystysuoralla putkella, joka ulottuu pienen matkan päästä reaktioastian pohjakartion kärjestä reaktorin kartiomaiseksi muodoste-5 tun pohjaosan huipun yläpuolelle. Sekoituskolonnin pituus on kriitillinen siinä suhteessa, että vapaa ilmanosto kolonnin ulkopuolella on supistettu. Reaktoreissa, joissa on täyspituinen kolonni, on kaasusta siirrettyä energiaa käytetty muodostamaan sisääntulo-, kitka- ja nopeusvyö-10 hykkeet, jotka liittyvät liuoksen virtaukseen kolonnissa. Toisaalta kolonnit, joiden pituus on vain osa reaktorin korkeudesta, vastaavat energian suhteen täyspituista kolonnia. Kolonnin yläpuolella on käyttäytyminen kuitenkin samanlaista kuin vapaailmanostoreaktoreissa. Vapaailma-15 nostojärjestelmässä liuos saatetaan virtaamaan pohjalta kohti huippua ja sivuja. Putoaminen ei kuitenkaan ole va-kioilmiö, vaan vaihtelee sattumanvaraisesti. Hyödyllinen virtaus tulee kuitenkin supistetuksi ja energiankäytön tehokkuutta menetetään johtuen hyödyttömästä liikkeestä, 20 joka aiheutuu kuplien liukuhäviöistä ja liuoksen vaakasuorasta liikkeestä putoamisalueelle ympäröivästä liuoksesta.

Sekoituskolonnin pituus voi vaihdella laajalti, mutta edullisesti kolonni ulottuu ainakin reaktioastian koko syvyydeltä. Sekoituskolonni voi olla tuettu astian 25 pohjaan tai ripustettu astian pohjan yläpuolelle. Täytyy kuitenkin pitää huolta siitä, että reaktioseos voi kulkeutua sekoituskolonnin pohjalle. Voidaan käyttää esimerkiksi rakoja tai näihin verrattavia keinoja muodostamaan pääsy sekoituskolonnin pohjalle. Pohjallepääsyaukon pinta-alan 30 tulee olla vähintään yhtä suuri kuin kolonnin poikkileikkauksen, jotta tehtäisiin mahdolliseksi reaktioseoksen tehokas liike sekoituskolonnin sisällä.

Vaikka on edullista, että kaasun sisäänmeno on sekoituskolonnin pohjalla, voidaan käyttää myös muita jär-35 jestelyjä. On huomattava, että tulevan kaasuvirtauksen ki-

II

13 71 349 neettinen energia on normaalisti pieni ja sen vuoksi sen osuus on erittäin vähäinen ylöspäin suunnattuun kiertoon. Alaspäin suunnatulla tai vaakasuoralla injektiolla voi olla etuja kaasun jakamiseksi poikki laajan sekoitusputken, 5 jos tällaista käytetään.

Sekoittuminen kolonnin sisällä saadaan aikaan käyttämällä kaasuvirtausta, mekaanista sekoitinta taikka näiden molempien keinojen yhdistelmää. Keksinnön mukaisessa menetelmässä sekoitusväliaineena käytetty kaasuvirtaus 10 voi olla ilmaa, happea, hapella rikastettua ilmaa, inert-tiä kaasua tai näiden sekoitusta. Kun titaani uutetaan ilmeniittiaineesta, on edullista käyttää sekoitusväliaineena inerttiä kaasua lämpötilassa alle 100°C, kun taas korkeammassa lämpötilassa ilma on hyväksyttävää. Kun käy-15 tetään ilmeniittimalmia, on hapen käyttöä alemmissa lämpötiloissa rajoitettava, koska sen liukoisuus kasvaa ja se täten vaikuttaa ainakin osittain hapettavana aineena, mikä haitallisesti muuttaa ferrosulfaattia ferrosulfaatiksi. Kuonaa käytettäessä on kuitenkin hapen käyttäminen 20 edullisempaa kuin ilman tai inertin kaasun käyttäminen. Sekoituskolonni toimii johtona, joka valvoo ja varmistaa pystysuoraa virtausta ja kiinteiden reaktanttien jakaantumista. Kun sekoittaminen aloitetaan viemällä sisään kaasuvirtaus, voidaan tämä kaasun sisäänvienti tehdä reak-25 tioastian pohjalle ja edullisesti kartion kärkeen. Kun kaasu kulkee ylöspäin läpi reaktioseoksen, laajenee kaasu sekoituskolonnissa korkeammasta paineesta alempaan paineeseen. Kun käytetään oikeaa kaasun päästöjärjestelyä, esiintyy suurin osa energiasta suurimittaisena pyörteisenä nes-30 tevirtauksena, joka siirtää ainetta yhdestä paikasta toiseen astiassa. Sekoituskolonni suuntaa tämän virtauksen aikaansaamalla ylöspäin suunnatun virtauksen reaktioseoksen kolonnin pituudelta ja reaktion kiinteät aineet palaavat painovoiman ansiosta rengasmaiseen tilaan sekoitusko-35 lonnin ja reaktioastian sisäseinämän välissä.

14 71 349

Riittävää määrää kaasua käytetään varmistamaan reagoimattomien kiinteiden ainesten suspensio ja maksimaalinen kosketus malmin ja hapon välillä. Tällä tavoin kaasun ja reaktioseoksen samanaikaisesta virtauksesta se-5 koituskolonnin sisällä on seurauksena jatkuva kaasukuplien ja reaktioseoksen pyörteisen suspension nouseminen, jossa suspensiossa reaktion aineosat ovat maksimikonsen-traatiossaan reaktioastian alaosassa. Tässä suhteessa ovat suuret kuplat ei-toivottavia, koska niillä on suuri 10 nousunopeus verrattuna pienempiin kupliin. Kaasun sisääntulon tulisi sen vuoksi olla mitoitettu tuottamaan suuri sisäänruiskutusnopeus, mistä on seurauksena suuremmat leikkausvoimat, mikä tuottaa pienempiä kuplia.

Ei ole välttämätöntä lisätä kaasua sekoitusputken 15 pohjalle. Joissakin tapauksissa on selvää etua siitä, että pystytään lisäämään kaasu muualla kuin pohjalla. Esimerkiksi, kun käytetään eri korkuisia astioita ja kulje-tusaineena on kaasuvirtaus, voidaan saavuttaa tehonsääs-töä lisäämällä kaasuvirtaus astian pohjan yläpuolella.

20 Säästöä saavutetaan, koska kaasua ei tarvitse puristaa siihen korkeampaan paineeseen, joka tarvitaan sekoittamiseen reaktioastian syvimmässä osassa, kun kaasu lisätään pohjalla, koska kaasun lisääminen sekoituskolonniin pohjan yläpuolella vaatii pienemmän paineen.

25 Vaihtoehtoisesti voidaan virtaus sekoituskolonnis- sa saada aikaan mekaanisella sekoittimella, joka on ripustettu sekoitusputkeen. Mekaanisen sekoittimen sijoitus-kohta ei ole kriitillinen paitsi siinä määrin kuin on tarpeen saada aikaan jatkuva, pyörteinen reaktioseoksen sus-30 pensiovirtaus läpi sekoituskolonnin. Sekoitusmekanismia voidaan käyttää millä tahansa tavanomaisella tavalla, joka sallii joko ylöspäin tai alaspäin virtauksen kolonnissa riippuen reaktorin rakenteesta, ylöspäin suuntauksen ollessa edullisempi.

Reaktioastiaa käytetään edullisesti siten, että

II

15 71 349 reaktorin yläosaan syötetään reaktioseosta joko esisekoi-tettuna lietteenä tai titaanipitoisena materiaalina ja laimeana happona ja suuntaamalla sekoitusvälineet siten, että reaktioseos virtaa pyörteisenä suspensiona sekoitus-5 kolonnin pohjalta huippuun, mistä seoksen annetaan yli-virrata ja dispergoitua reaktioseokseen, joka sijaitsee reaktioastiassa. Nesteen tämän ylöspäinvirtauksen seurauksena sekoituskolonnin sisällä tulee reaktioneste, joka sijaitsee sekoittimen ja reaktioastian seinämän välissä, 10 pakotetuksi liikkumaan alaspäin ja johdetuksi ylöspäin läpi sekoituskolonnin. Vaikka parhaat erottamistulokset saavutetaan johtamalla reaktio tällä tavoin, voidaan käyttää myös muita virtaustapoja, vaikkakaan näitä ei suositella .

15 Se nopeus, jolla kaasukuplien ja reaktioseoksen sekoitus taikka reaktioseos yksinään, kun käytetään mekaanisia sekoitusvälineitä, nousee ylöspäin läpi sekoituskolonnin, vaihtelee riippuen halutusta uuttoasteesta. Jos uuttamisvaihetta ei saateta loppuun yhdessä reakto-20 rissa, voidaan reaktioseos johtaa muihin reaktoreihin peräkkäin, jotka reaktorit voivat haluttaessa olla varustetut sekoituskolonneilla. Sekoituskolonnien läsnäolo mul-tippelireaktoreissa ei kuitenkaan ole olennaista.

Sekoituskolonnin rakennusaineet eivät ole kriitil-25 lisiä paitsi siinä suhteessa, että kolonnien täytyy olla rakennettuja materiaalista, joka vastustaa prosessin re-aktanttien aiheuttamaa korroosiota, erityisesti laimean rikkihapon aiheuttamaa korroosiota. Sekoittamiseen käytettyjen mekaanisten sekoittimien tulisi olla suunniteltuja 30 kestämään prosessin reaktanttien ja malmiosasten korroosiota ja kulutusta.

Uuttamisprosessi voidaan toteuttaa reaktioastiassa, joka on varustettu useammalla kuin yhdellä sekoituskolon-nilla. Vaikka reaktioastia, jossa on yksi sekoitusakolon-35 ni, on edullinen johtuen vaikeudesta valmistaa edullisen 16 71 349 muotoinen uuttosäiliö useampaa kuin yhtä sekoituskolonnia varten, voidaan kuitenkin periaatteessa käyttää useita kolonne ja .

Sopivaa pelkistintä, kuten esimerkiksi rautaa tai 5 titaanisulfaattia voidaan lisätä reaktioastiaan tarkoituk sella pelkistää kolmivalenssinen ferrirauta reaktioseok-sessa kaksivalenssiseksi ferroraudaksi, jotta estettäisiin myöhemmin saadun titaanihydraatin saastuminen ferrisuo-loilla.

10 Pelkistimen määrä valitaan siten, että ei ainoas taan kaikki kolmivalenssinen rauta titaanipitoisessa raaka-aineessa tule muutetuksi kaksivalenssiseen tilaan, vaan myös osa titaanista reaktioliuoksessa tulee pelkistetyksi kolmivalenssiseen tilaan tarkoituksella saada aikaan riit-15 tävästi kolmivalenssista titaania sisältävä titaanisulfaat-tiliuos hydrolyysivaihetta varten, kun valmistetaan titaanidioksidia. Kolmivalenssisen titaanin läsnäolo vähentää ferriraudan muodostumista, joka absorboisi titaanidioksi-dihiukkasia prosessin seuraavassa hydrolyysivaiheessa. Sen 20 jälkeen, kun uuttoreaktio on saatettu loppuun, tuloksena oleva reaktioseos, joka sisältää titaanisulfaattia, rauta-sulfaattia ja pieniä määriä titaanipitoista raaka-ainetta, poistetaan reaktioastiasta ja käsitellään titaanisulfaat-tiliuoksen talteensaamiseksi, jota voidaan käyttää titaa-25 niyhdisteiden valmistamiseen käsittelyn tavanomaisella sulfaattiprosessitekniikalla titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi .

Kuvion 1 esittämässä kaaviossa osoittaa viitenumero 20 reaktioastiaa. Titaanipitoinen raaka-aine, esimerkiksi 30 MacIntyre ilmeniittimalmi, syötetään reaktioastiaan 20 malmin varastosäiliöstä 2. Laimeaa rikkihappoa, jonka konsen-traatio on noin 25-60 paino-%, laskettuna happoliuoksen kokonaispainosta, syötetään joko seoksena, joka muodostuu voimakkaasta haposta (96 paino-%) tuoreen hapon lähteestä 35 8 ja uudelleenkierrätetystä haposta (15-22 paino-%) läh- 11 17 71 349 teestä 28, tai seoksena veden kanssa lähteestä 10 suoraan reaktioastiaan 20. Pelkistävää ainetta, kuten pulverirau-taa syötetään reaktioastiaan 20 pelkistimen varastosuppi-losta 4. Ilmeniittimalmia ja laimeaa rikkihappoa reaktio-5 astiassa sekoitetaan jatkuvasti samalla, kun lämpötila pidetään alle noin 140°C. Sekoittaminen saadaan aikaan johtamalla kaasuvirta ja mahdollisesti höyryvirta ulkoisena lämpölähteenä (ei esitetty) johdon 22 kautta reaktio-astian pohjalle. Kaasuvirta tulee kartion kärkeen ja nou-10 see sekoituskolonnin 24 sisällä. Kun kaasu nousee, se laajentaa lietettä sekoituskolonnissa 24 kehittäen pyörtei-sen suspensiovirtauksen. Sekoituskolonni 24 suuntaa kaasu-kuplien ja reaktioseoksen virtauksen aikaansaaden ylöspäin suunnatun virtauksen reaktiolietteelle koko kolonnin pi-15 tuudelta, mistä lopuksi on seurauksena sekoituskolonnista poistuvan reaktioseoksen dispergoituminen siihen reaktio-seokseen, joka sijaitsee kolonnin ja reaktioastian sisä-seinämän välissä. Nuolet piirustuksessa osoittavat reaktioseoksen liikettä reaktioastian sisällä. Reaktioseos 20 päästetään kulkemaan alaspäin sekoituskolonnin ja reaktio-astian seinämän välistä ja jälleen kerran kulkemaan ylöspäin läpi sekoituskolonnin. Riittävä määrä kaasua käytetään varmistamaan titaanipitoisen raaka-aineen suspensio reaktioseoksessa.

25 Poistotie 6 johtaa ulos sekoituskaasut ja muut kaa sut, kuten vedyn, jota kehittyy titaanipitoisen raaka-aineen ja laimean rikkihapon välisen reaktion aikana.

Reaktioseos siirretään reaktioastiasta 20 erotta-mislaitteeseen 18, jossa reagoimaton titaanipitoinen aine 30 erotetaan ja mahdollisesti uudelleenkierrätetään palautus-johdon 14 kautta reaktioastiaan 20 tai hylätään. Vaihtoehtoisesti reaktioseos johdetaan seuraavaan reaktioastiaan johdon 16 kautta uuttoreaktion jatkamiseksi ja titaanin lisämäärien uuttamiseksi.

35 Kuvio 2 kuvaa samanlaista reaktioastiaa kuin kuvio 18 71 349 1, paitsi että johdon 22 kautta johdetun kaasuvirran sijaan on käytetty mekaanista sekoitinta 26, joka on sijoitettu sekoituskolonnin 24 huippuun.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä. Kaikki 5 osuusluvut ja prosenttiluvut perustuvat painoon, ellei muuta ole ilmoitettu.

Esimerkki 1 Tämä esimerkki kuvaa titaanin uuttamista Maclntyre-ilmeniittimalmista käyttäen esillä olevan keksinnön mukais-10 ta prosessia kahden uuttoreaktorin järjestelmässä.

Maclntyre-ilmeniittimalmia, jonka hiukkaskokoja-kaantuma oli seuraava (U.S. standardiseula)

Mesh Paino-% + 100 (0,149 mm) 1,2 15 +200-100 (0,074-0,149 mm) 35,8 +325-200 (0,044-0,074 mm) 23,0 +400-325 (0,037-0,044 mm) 6,0 -400 (0,037 mm) 34,0 ja joka sisälsi 46,8 % TiC^ syötettiin jatkuvasti reakto- 20 riastiaan nopeudella, joka tuotti 100 % ylimäärän stökio- metriseen määrään nähden ja saatettiin reagoimaan laimean rikkihappoliuoksen kanssa, joka sisälsi 41,7 paino-% happoa ja joka myös syötettiin reaktoriastiaan. Pulverirautaa lisättiin reaktioseoksen sisältämän ferriraudan pelkisti-25 meksi.

Reaktorin korkeuden suhde halkaisijaan oli 2:1 ja pohjakartion sisäkulma oli 60°. Sekoitusputki ulottui kartion kärjestä reaktorin huippuun ja oli varustettu rei'il-lä pohjalla ja huipussa päästämään reaktioseos sisään ja 3 30 ulos. Kun malmi ja happo syötettiin reaktoriin, 3,45 m Vn/ min ilmaa paineessa 3 atm syötettiin reaktoriin kartion kärjestä ylöspäin suunnatun pyörteisen virtauksen aikaansaamiseksi. Höyryä syötettiin myös ilman ohella toimimaan sisäisenä lämmön lähteenä.

35 Toinen reaktori oli suunniteltu siten, että siinä 19 71 349 aikaisemmin dispergoitua reaktioseosta sekoitettiin hitaasti jatkuvan reaktion varmistamiseksi ja tarkoituksella välttää hapettumista mukaan tulleella ilmalla.

Reaktioseosta sekoitettiin jatkuvasti ja lämpötila 5 pidettiin 105°C:ssa ensimmäisessä reaktorissa. Sen jälkeen, kun alkureaktio saavutettiin, reaktioseosta otettiin jatkuvasti ulos sellaisella nopeudella, että muodostui noin 10 tunnin viipymisaika ja sen jälkeen tämä ulosotettu reak-tioseos johdettiin toiseen reaktoriin.

10 Reaktioseos pidettiin toisessa reaktorissa lämpö tilassa 75°C ja sen viipymisaika tässä reaktorissa oli 90 tuntia.

Reaktioseoksen analyysi osoitti 70 % konversiota ensimmäisessä vaiheessa ja 25 % konversiota toisessa vai-15 heessa lopullisen reaktioliuoksen sisältäessä 10,5 % liukenevaa titaania (TiC^rna), 7,5 % vapaata ja 0,5 % titaanisulf aattia (TiC^’.na).

Esimerkki 2 Tämä esimerkki kuvaa titaanin uuttamista Maclntyre-20 ilmeniitistä käyttämällä nelivaiheista reaktiojärjestel-mää, joka ensi vaiheessa käsittää reaktorin, joka on varustettu sekoituskolonnilla ja josta on ylivirtaus vapaa-kaasunostolla sekoitettuun toiseen vaiheeseen, josta on ylivirtaus sekoitettuun kolmanteen ja neljänteen reakto-25 riin. Maclntyre-ilmeniittimalmia, jonka hiukkaskokojakaantuma oli seuraava (U.S. standardiseula)

Mesh Paino-% +100 (0,149 mm) 1,2 +200-100 (0,074-0,149 mm) 35,8 30 +325-200 (0,044-0,074 mm) 23,0 +400-325 (0,037-0,044 mm) 6,0 -400 (0,037 mm) 34,0 ja joka sisälsi 46,8 % Ti02 syötettiin jatkuvasti ensimmäisen vaiheen reaktoriin nopeudella, joka tuotti 100 % 35 ylimäärän stökiometriseen määrään nähden.

20 7 1 3 4 9

Ensimmäinen reaktioastia oli varustettu ilmansyöt-töisellä sekoituskolonnilla, jolla oli sama muoto kuin esimerkin 1 ensimmäisen vaiheen reaktorilla. Toisen vaiheen reaktori oli samanlainen kuin ensimmäisen vaiheen 5 reaktori, mutta siinä ei ollut sekoituskolonnia. Kolmannen ja neljännen vaiheen reaktorit olivat samaa rakennetta kuin toisen vaiheen reaktori esimerkissä 1. Tulokset on annettu taulukossa 1 liukenevana titaanina uutetun titaanin määrälle yhdessä reaktorin uutto-olosuhteiden, läm-10 pötilan, viipymisajan ja kussakin reaktorissa tapahtuneen konversion kanssa.

Taulukko 1

Vaiheet

Olosuhteet 1234 15 Lämpötila (°C) 101 100 85 73

Aika (tuntia) 3,16 2,66 30 30

Kokonaiskonversio (%) 33 51 84 95 % liukenevaa titaania (Ti02:na)5,87 7,1 9,3 9,99 % vapaata happoa 20,8 16,3 8,7 6,5 20 Suhde aktiivihappo:Ti02 4,77 3,51 2,16 1,88 it

Claims (7)

71349

1. Menetelmä titaanin uttaamiseksi titaanipitoi-sesta materiaalista, jolloin 5 (1) muodostetaan reaktioseos, joka sisältää (a) titaanipitoista materiaalia, jonka määrä on noin 10-400 % suurempi kuin stökiometrinen määrä, joka tarvitaan reaktiossa rikkihapon kanssa titanyylisulfaatin muodostamiseksi, ja (b) laimeaa rikkihappoliuosta, jonka konsent-10 raatio on noin 25-60 paino-%, (2) pidetään reaktioseoksen lämpötila reaktioas-tiassa noin 140°C:een alapuolella, (3) uutetaan titaani, (4) jäähdytetään muodostunut reaktioseos lämpötila laan alle noin 110°C saostamatta reaktioseosta ja (5) poistetaan reaktioseos reaktioastiasta ja otetaan talteen uutettu titaani, tunnettu siitä, että titaanin uutto vaiheessa (3) suoritetaan kierrättämällä reaktioseosta reaktioastiassa 20 olevassa sekoituskolonnissa vastavirtaan sekoituskolonnin ja reaktioastian sisäseinämän välisessä rengasmaisessa tilassa tapahtuvaan reaktioseoksen virtaukseen nähden, jolloin kierrätys suoritetaan siten, että titaanipitoinen materiaali pysyy jatkuvassa turbulenttisessa suspensio-25 virtauksessa sekoituskolonnissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittaminen suoritetaan johtamalla paineenalainen kaasuvirta reaktioastiassa olevan sekoituskolonnin alaosaan riittävällä virtausnopeu- 30 della kaasukuplista ja reaktioseoksesta muodostuvan, jatkuvasti nousevan turbulenttisen suspension aikaansaamiseksi ja että reaktioseos poistetaan sekoituskolonnin yläosasta ja palautetaan sitten sekoituskolonnin alaosaan sekoituskolonnin ja reaktioastian sisäseinämän väliseen 35 rengasmaiseen tilaan. 22 71 349

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittaminen suoritetaan sekoituskolonnissa olevalla siipisekoittimella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että sopivaa pelkistintä lisätään reaktioseokseen ferrisulfaatin pelkistämiseksi ferrosulfaatiksi, jolloin pelkistintä lisätään vähintään stökiometrinen määrä läsnäolevaan ferrirautaan nähden.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene-10 telmä, tunnettu siitä, että titaanipitoisen materiaalin reaktio, titaanin uutto, reaktioseoksen poistaminen ja uutetun titaanin talteenotto suoritetaan jatkuvana prosessina.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että sopivaa pelkistintä lisätään reaktioseokseen ferrisulfaatin pelkistämiseksi ferrosulfaatiksi ja pienten titanyylisulfaattimäärien pelkistämiseksi titaanisulfaatiksi, jolloin pelkistintä lisätään vähintään stökiometrinen määrä läsnäolevaan ferrirautaan 20 nähden.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä titaanin jatkuvaksi uuttamiseksi titaanipitoisesta materiaalista, jolloin (1) titaanipitoista materiaalia, jonka määrä on 25 noin 10-400 % suurempi kuin stökiometrinen määrä, joka tarvitaan reaktiossa rikkihapon kanssa titanyylisulfaatin muodostamiseksi, saatetaan reagoimaan laimean rikkihappo-liuoksen kanssa, jonka konsentraatio on noin 25-60 paino-% laskettuna liuoksen kokonaispainosta, pelkistimen läs-30 näollessa, joka pelkistää ferriraudan ferroraudaksi ensimmäisessä reaktioastiassa lämpötilassa alle noin 140°C, (2) reaktiota ylläpidetään, kunnes reaktioseokses-sa aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin on noin 3,0, (3) titaani uutetaan, 35 (4) reaktioseos poistetaan mainitusta ensimmäises- 23 71349 tä reaktioastiasta ja johdetaan toiseen reaktioastiaan, (5) titaanipitoisen materiaalin ja laimean rikkihapon reaktiota jatketaan mainitussa toisessa reaktioas-tiassa lämpötilassa alle noin 110°C, jolloin saadaan re- 5 aktioseos, jossa aktiivisen hapon suhde titaanidioksidiin on noin 2,0, (6) reagoimaton titaanipitoinen materiaali erotetaan reaktioseoksesta, jolloin saadaan rautasulfaatin ja titanyylisulfaatin liuos, 10 (7) rautasulfaatti poistetaan rautasulfaatin ja ti tanyylisulfaatin liuoksesta, jolloin saadaan titanyylisul-faattiliuos, ja (8) uutettu titaani otetaan talteen, tunnettu siitä, että titaanin uutto vaiheessa (3) 15 suoritetaan kierrättämällä reaktioseosta reaktioastiassa olevassa sekoituskolonnissa vastavirtaan sekoituskolonnin ja reaktioastian sisäseinämän välisessä rengasmaisessa tilassa tapahtuvaan reaktioseoksen virtaukseen nähden, jolloin sekoituskolonnin alaosaan johdetaan paineenalai-20 nen kaasuvirta riittävällä virtausnopeudella kaasukuplista ja reaktioseoksesta muodostuvan, sekoituskolonnin läpi kulkevan, jatkuvasti nousevan, turbulenttisen suspension aikaansaamiseksi, ja että reaktioseos poistetaan sekoitus-kolonnin yläosasta ja palautetaan sitten sekoituskolonnin 25 alaosaan. 71 349