FI91270C - Menetelmä titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi - Google Patents

Description

i 91270

Menetelmå titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi

Keksinto koskee menetelmåå titaanidioksidipigmentin valmis-5 tamiseksi, jossa a) raaka-aineen sisåltåmå kiinteå titaanidioksidi muutetaan titaaniyhdisteeksi, joka on ei-kiinteåsså olotilassa, b) epåpuhtaudet erotetaan titaaniyhdisteestå, c) titaaniyhdiste saostetaan, 10 d) syntynyt titaaniyhdiste kiteytetåån hydrotermisesti puh-taaksi titaanidioksidiksi hapossa låmmon ja paineen avulla, ja e) puhdas titaanidioksidi erotetaan haposta ja jålkikåsitel-låån tarvittaessa lopullisen titaanidioksidipigmentin ai-15 kaansaamiseksi.

Rutiili- ja anataasikidemuodoissa esiintyvåå pigmenttititaa-nidioksidia (Ti02) valmistetaan kaupallisesti kahdella mene-telmållå; sulfaattimenetelmållå ja kloridimenetelmållå.

20

Sulfaattiprosessissa hienoksi jauhettu, kuivattu ilmeniitti (FeTi03, joka sisåltåå 40-60 % Ti02:a) ja/tai titaanidioksi-dikuona (synteettisesti ilmeniitistå rikastettua kuonaa, joka sisåltåå 72-87 % Ti02) annetaan reagoida rikkihapon 25 kanssa, jolloin syntyy pååasiassa titanyylisulfaatista (Ti0S04) ja rautasulfaatista (FeS04) koostuva reaktiokakku, joka sitten liuotetaan veden ja valmistusprosessin mydhem-mistå vaiheista palautettujen happoliuosten seokseen. Liuos kåsitellåån pelkiståvållå aineella kuten rautaromulla lås-30 nåolevien ferri-ionien pelkiståmiseksi ferroioneiksi. Pel-kistystå seuraavan selkeytyksen ylite johdetaaan kiteytys-vaiheeseen, jossa liuos jååhdytetåån niin pitkålle, ettå huomattava osa liuoksen sisåltåmåstå raudasta kiteytyy fer-rosulfaattiheptahydraattina, joka poistetaan liuoksesta.

35 Liuos våkevoidåån haihduttamalla ja hydrolysoidaan titanyy-lisulfaatin muuttamiseksi liukenemattomaksi titaanioksohyd-raatiksi, joka suodatetaan ja peståån. Liukenematon yhdiste kalsinoidaan noin 900-1 000°C:n låmpdtilassa rutiili- tai 2 anataasityyppiseksi titaanidioksidiksi. Kalsinointituote jålkikåsitellåån sopivilla jauhatus-, pesu-, kuivaus- ja påållystysvaiheissa hienojakoiseksi ja homogeeniseksi rutii-li- tai anataasityyppiseksi, kaupalliseksi titaanidioksidi-5 pigmentiksi.

Kloridiprosessissa kåytetåån puhtaampaa raaka-ainetta, jon-ka Ti02-pitoisuus on yleenså 80-95 paino-%. Raaka-aine se-koitetaan puhtaaseen, hienojakoiseen koksiin ja kloorataan 10 kloorikaasun avulla. Sivutuotteena muodostuu malmin epåpuh-tauksista pååasiallisesti kiinteåå ferrokloridia, joka ero-tetaan titaanitetrakloridista esim. syklonin tapaisen erot-timen avulla. Titaanitetrakloridi erotetaan kloorikaasusta kondensoimalla ja puhdistetaan tislauksen ja kemiallisen 15 kåsittelyn avulla. Puhdistettu titaanitetrakloridi syotetåån hoyrystimen ja esikuumentimen kautta hapetuslaitteistoon, jossa se poltetaan hapen tai hapella rikastetun ilman avulla titaanidioksidiksi, joka on pååasiassa rutiilityyppistå. Hapetuslaitteistoon sydtetty polttokaasu on esikuumennettu 20 noin 1 000°C:een ja laitteistoon syotetåån reaktion edistå-miseksi myds hiekkaa sekå pienempiå mååriå hiilivetyjå. Hiekka erotetaan, kuivataan ja luokitellaan ennen polttojår-jestelmåån palauttamista. Saatu rutiilityyppinen titaani-dioksidi jålkikåsitellåån sopivissa jauhatus-, pesu-, kui-25 vaus- ja påållystysvaiheissa ennen kuin se on valmis kaupal-linen tuote.

Koska edellå mainitut titaanidioksidipigmenttien valmistus-menetelmåt ovat monivaiheisia ja kuuluvat kemian teollisuu-30 den vaikeimpiin prosesseihin, alalia on tunnettu suurta kiinnostusta uusiin prosesseihin ja olemassa olevien proses-sien parannuksiin. US-patenttijulkaisu 4 107 264 koskee pa-rannettua menetelmåå titaanidioksidin erottamiseksi ilme-niittityyppisistå malmeista, jossa malmi uutetaan vesipitoi-35 seen fluorivetyhappoon, syntyneestå liuoksesta erotetaan rautaepåpuhtaudet, hydratoitu titaanidioksidi saostetaan raudattomasta liuoksesta ammoniumhydroksidin avulla ja sakka kalsinoidaan titaanidioksidipigmentin saamiseksi. Japanilai- 3 91270 nen patenttijulkaisu 6 317 221 esittåå alkalisten ionien stabiloimien, kiteisten anataasityyppisten titaanidioksidi-solien valmistamista kåsittelemållå vesiliukoisia titaaniyh-disteitå alkalimetallien hydroksidien, karbonaattien ja/tai 5 ammoniumsuolojen kanssa geelin muodostamiseksi, minkå jål-keen geeli kåsitellåån hydrotermisesti yli 100°C:n låmpoti-lassa. Julkaisun esimerkin mukaan titaanitetrakloridin ve-siliuos kåsiteltiin ammoniumhydroksidilla geelin muodostamiseksi. Pesun jålkeen geeliin sekoitettiin lisåå ammonium-10 hydroksidia ja kåsiteltiin sitten hydrotermisesti 160°C:ssa. Tuloksena saatiin anataasityyppisiå kiteitå sisåltåvåå ti-taanidioksidisolia.

Edellå mainitusta kahdesta julkaisusta ilmenee, ettå pigmen -15 tiksi jatkojalostuskelpoista titaaniyhdistettå voidaan saos-taa liuoksesta ammoniakin tai ammoniumhydroksidin avulla. US-patenttijulkaisu esittåå kuitenkin tållaisen saostuksen kåyttåmistå fluorivetyhappoon uutetun titaanin talteenotta-miseksi, jolloin saostettu tuote kalsinoidaan, ja JP-patent-20 tijulkaisu kohdistuu pelkåståån alkalisten ionien stabiloimien titaanidioksidisolien valmistukseen. Siten nåmå jul-kaisut eivåt kykene ratkaisemaan nykyisisså kaupallisissa menetelmisså esiintyviå ongelmia, jotka mm. liittyvåt kal-liiden ja energiaa vaativien kalsinointi- ja polttovaiheiden 25 kåyttoon.

Esillå olevan keksinnon tarkoituksena on aikaansaada mene-telmå ja laite, jonka avulla mainitut ongelmat voidaan rat-kaista. Keksinnolle on tålloin pååasiassa tunnusomaista se, 30 mitå sanotaan patenttivaatimusten tunnusosassa. On siis oi-vallettu, ettå titaanidioksidivalmistusta voidaan parantaa siten, ettå vaiheen (c) saostus suoritetaan alle 30°C:n låm-pdtilassa; vaiheessa (d) hydroterminen kiteytys suoritetaan låmpdtilassa alle 300°C, paineessa alle 100 baaria ja happo-35 konsentraation ollessa alle noin 15 paino-%; ja titaanidiok-sidista vaiheessa (e) erotettu happo kierråtetåån takaisin hydrotermiseen kiteyttåmisvaiheeseen (d), jolloin saadaan pigmentin valmistukseen sopivia titaanidioksidikiteitå.

4

Hydroterminen kiteytysvaihe on periaatteessa sovellettavissa kaikkiin titaanidioksidipigmenttien valmistusmenetelmiin, joissa suoritetaan titaaniraaka-aineen faasinmuutos, sen pesuoperaatio ja konvertoiminen titaanidioksidiksi. Tållai-5 sia menetelmiå ovat mm. edellå mainitut sulfaatti-, kloridi-ja fluorivetyprosessit. Erityisen edullisia ovat tålldin pa-rannetut sulfaatti- ja kloridimenetelmåt. Sulfaattimenetel-måsså rutiilin valmistus edellyttåå, ettå alkiottomaan muo-toon saostettu titaanihydraattimassa neutraloidaan esim.

10 ammoniakilla ennen sen hydrotermistå kiteytystå. Kloridi-menetelmåsså hydrotermisen kiteytyksen edellytyksenå on, ettå sitå edeltåvå saostusvaihe suoritetaan alkalilla, kuten alkalihydroksidilla, alkalikarbonaatilla, ammoniumhydroksi-dilla ja/tai heikon orgaanisen hapon suolalla, tai laimenta-15 malla vedellå.

Esillå olevan keksinndn mukainen menetelmå merkitsee hanka-lan ja kalliin poltto- tai kalsinointivaiheen korvaamista paremmalla vaiheella kaikissa titaanidioksidipigmentin val-20 mistusprosesseissa, joissa on tållaiset vaiheet. Keksinnon suojapiiriin kuuluvat siten kaikki titaanidioksidin valmis-tusprosessien, edullisesti sulfaatti- ja kloridiprosessien variantit siten, ettå tavanomaiset titaaniyhdisteen kalsi-nointi- ja polttovaiheet on korvattu hydrotermisellå kitey-25 tysvaiheella.

Keksinndn eråån edullisen suoritusmuodon mukainen kloridi-prosessi kåsittåå ensimmåisenå vaiheena korkealaatuisen raa-ka-aineen kloorauksen kloorikaasun avulla koksin låsnåolies-30 sa. Raaka-aineena voi olla mikå tahansa puhdas titaanidiok-sidiraaka-aine, kuten synteettinen tai luonnosta peråisin oleva rutiili (95 paino-% Ti02) ja/tai leukokseeni/hyvin puhdas ilmeniitti ja/tai hyvin puhdas titaanioksidikuona. Yleenså voidaan sanoa, ettå sopiva kloridiprosessin raaka-35 aineen titaanidioksidipitoisuus on vålillå 80-95 paino-%.

Raaka-aine sekoitetaan jauhettuun, erittåin puhtaaseen kok-siin ja klooraus suoritetaan tyypillisesti leijukerrosreak-torissa edullisesti låmpåtilassa 850-1 100°C.

5 91270

Kloorauksen tuloksena syntyy eksotermisessa reaktiossa raa-kaa titaanitetrakloridia, joka normaaliolosuhteissa on nes-temåinen titaaniyhdiste, mutta reaktio-olosuhteissa kaasu-muodossa. Sivutuotteena muodostuu malmin epåpuhtauksista 5 pååasiallisesti ferrokloridia. Kloorausreaktorin poisto joh-detaan kiintoaine-erottimeen, joka on esim. sykloni ja jossa kiinteåt epåpuhtaudet erotetaan kaasuista. Jååhdyttåmållå kaasua låmpotilaan, joka on juuri titaanitetrakloridin kie-humispisteen ylåpuolella, voidaan kondensoida pois suurin 10 osa muista haihtuvista klorideista, kuten raudan, mangaanin ja kromin kloridit. Pååasiassa titaanitetrakloridista ja kloorikaasusta koostuva reaktiokaasu johdetaan sitten kon-densaatiojårjestelmåån, jossa tltaanltetrakloridl kondensoi-tuu nestemåiseen muotoon ja josta kloorikaasut ohjataan 15 edelleen niiden talteenotto- ja puhdistusyksikkddn. Titaani-tetrakloridi puhdistetaan kolonnitislauksen ja kemiallisen kåsittelyn avulla, jolloin mm. vanadiinin tapaiset metallit erottuvat.

20 Sitten puhdistettu titaanitetrakloridi saostetaan esillå olevan keksinndn mukaisesti esim. ammoniakilla (ammonium-hydroksidilla), natriumasetaatilla, natriumoksalaatilla, tai laimentamalla vedellå kiinteåksi tuotteeksi. Saostus tapah-tuu mielellåån ammoniumhydroksidilla, jonka konsentraatio on 25 10-40 paino-%, edullisesti n. 20-30 paino-%. Låmpdtilaa ei tarvitse nostaa eikå laskea, vaan se on alle 30°C, esim. huoneenlåmpdtila. Saadulle sakalle suoritetaan hydroterminen kiteytys korotetussa låmpdtilassa ja paineessa laimealla, edullisesti epåorgaanisella hapolla, joka voi olla esim.

30 suolahappo, typpihappo, rikkihappo tai fluorivetyhappo. Ha-pon konsentraatio on alle noin 15 paino-%, edullisesti vå-lillå 3-7 paino-%. Låmpdtila on alle 300°C, edullisesti vå-lillå 180-280°C. Paine on alle 100 baaria, edullisesti 5-100 baaria, vielå edullisemmin 5-50 baaria. Nåisså olosuhteissa 35 kiteiden kasvatusaika on edullisesti 1-24 h, vielå edullisemmin vålillå 6-16 h. Hydroterminen kiteytys suoritetaan paineastiassa, johon lisåtåån kiinteå titaaniyhdiste ja laimea 6 happo. Laimea happo voidaan helposti ottaa talteen ja kåyt-tåå oleellisesti sellaisenaan uudestaan, mikå tekee hydro-termisestå kiteytyksestå paitsi edullisen myos ympåristdys-tåvållisen prosessivaiheen. Edellå kuvatulla menetelmållå 5 saadaan titaanidioksidin kidekooksi noin n. 100-300 nm, edulli-sesti 150-250 nm, joten tavanomaisessa prosessissa vålttåmå-ton karkea jauhatusvaihe voitaneen jåttåå pois.

Edellå kuvatun kloridimenetelmån kiteytyksen olosuhteista ja 10 kåytetystå haposta riippuen voidaan saada puhdasta rutiilia. Suolahapolla saatavan rutiilin Ti02-pitoisuus on låhes 100 %. Valmistettaessa rutiilia kåytetåån edullisesti suola-ja/tai typpihappoa, kun taas anataasin valmistuksessa voidaan kåyttåå my6s rikki- ja fluorivetyhappoa. Nykyåån on 15 tavallista, ettå titaanidioksidin valmistusprosessista saa-tava peruspigmentti xnodifioidaan pintakåsittelyprosessilla sen pigmenttiominaisuuksien parantamiseksi. Tåsså vaihtoeh-toisessa, tekniikan tason mukaisessa vaiheessa saostetaan alumiinin, piin, titaanin ja muiden aineiden yhdisteitå ti-20 taanidioksidihiukkasten pinnalle. Lisåaineiden suhteet ja påållysteen kokonaismåårå såådetåån pigmentin kutakin kåyt-totarkoitusta vårten.

Kloridiprosessin lopuksi pigmentti kuivataan ja jauhetaan 25 hienoksi ennen sen pakkaamista såkkeihin.

Keksinnon toisen vielå edullisemman suoritusmuodon mukaisen, parannetun sulfaattiprosessin ensimmåisesså vaiheessa hienoksi jauhettu, kuivattu ilmeniitti tai titaanioksidikuona 30 panostetaan suuriin reaktoreihin, joissa eksoterminen reak-tio rikkihapon kanssa kåynnistetåån nostamalla seoksen låm-pdtilaa tulistetun hoyryn avulla. Reaktiolåmpdtila on titaa-niraaka-aineesta riippuen noin vålillå 150-180°C. Reaktio-tuote saadaan kiinteån, huokoisen kakun muodossa, joka liuo-35 tetaan veden ja valmistusproséssin mydhemmistå vaiheista palautettujen happoliuosten seokseen. Liuottamisen tuloksena saadaan titanyylisulfaatin (Ti0S04) ja rautasulfaattien liuos.

7 91270

Mikåli ilmeniittiå kåytetåån raaka-aineena, ensimmåisestå vaiheesta saatu liuos pelkistetåån edullisesti rautaromun avulla 3-arvoisen raudan muuttamiseksi 2-arvoiseksi. Pelkis-5 tys viedåån niin pitkålle, ettå pieni osa liuoksen 4-arvoi-sesta titaanista saadaan 3-arvoiseksi, mikå takaa sen, ettei 3-arvoista rautaa saostu my6hemmin prosessissa. Liukenematta jååneet epåpuhtaudet poistetaan selkeyttåmållå suurissa såi-lidisså, edullisesti selkeytysapuaineita hyvåksi kåyttåen.

10 Alite eli jåtemutaliete suodatetaan ja peståån liukoisen titaanin talteenottamieksi. Selkeytyksen ylite joutuu kitey-tysvaiheeseen, jossa liuos jåådytetåån niin pitkålle, ettå huomattava osa liuoksen sisåltåmåstå raudasta kiteytyy ferrosulfaattiheptahydraattina. Kiteytetty liuos suodate-15 taan tarvittaessa ja våkevoidåån mahdollisesti tyhj6haihdu-tuksella. Siten saatu liuos siirretåån saostussåilioihin, joissa titaani saatetaan kiinteåån muotoon hydrolyysin avulla.

- 20 Hydrolysoitu titaanihydroksidisakka erotetaan, peståån ja uutetaan tarvittaessa rikkihapossa pelkiståvisså olosuhteis-sa viimeistenkin epåpuhtauksien poistamiseksi.

Tåhån vaiheeseen saakka rutiilin ja anataasin valmistusmene-25 telmåt ovat identtiset, mutta jatkossa menetelmåt eroavat toisistaan. Massaan voidaan tarvittaessa lisåtå pieniå måå-riå lisåaineita, jotka hydrotermmisesså kiteytyksesså ai-kaansaavat haluttaessa anataasia tai rutiilia. Keksinnfin mukaisessa menetelmåsså rutiilia valmistetaan edullisesti 30 siten, ettå titaanihydraattimassa neutraloidaan ammoniakilla (ammoniumhydroksidilla), minkå jålkeen loppuun neutraloitu titaanihydraattisuspensio kiteytetåån hydrotermisesti. Anataasin valmistuksessa tållainen neutralointi ammoniakilla ei ole vålttåmåt5n.

8

Puhdistettu ja mahdollisesti kåsitelty titaanihydroksidimas-sa kiteytetåån sitten hydrotermisesti kåsittelemållå se ko-rotetussa, mutta kohtuullisessa låmpdtilassa ja paineessa laimealla, edullisesti epåorgaanisella hapolla, joka voi 5 olla esim. suolahappo, typpihappo, rikkihappo tai fluorive-tyhappo. Hapon konsentraatio on alle noin 15 paino-%, edullisesti vålillå 3-7 paino-%. Låmpotila on alle 300°C, edullisesti vålillå 180-280°C. Paine on alle 100 baaria, edullisesti 5-100 baaria, kaikkein edullisiiranin 5-50 baaria. Nåis-10 så olosuhteissa kiteiden kasvatusaika on 1-24 h, edullisesti vålillå 6-16 h. Hydroterminen kiteytys suoritetaan paineas-tiassa, johon lisåtåån titaanihydroksidi ja laimea happo. Laimea happo otetaan talteen ja kierråtetåån sellaisenaan hydrotermiseen kiteytykseen. Edellå kuvatulla menetelmållå 15 saadaan låhes pigmentin laatuista titaanidioksidia, joten tavanomaisessa prosessissa vålttåmåton karkea jauhatusvaihe voidaan jåttåå pois.

Sulfaattiprosessin lopuksi hydrotermisesså kiteytyksesså 20 kåytetty laimea happo dekantoidaan ja/tai suodatetaan pois ja sakka peståån tarvittaessa vedellå. Tuotteelle suoritetaan sopivat jauhatus-, pesu-, kuivaus- ja påållystysvaiheet ja valmis kaupallinen titaanidioksidipigmentti pakataan.

25 Seuraavassa esitetåån ero tavallisten titaanidioksidin klo-ridi- ja sulfaattiprosessien sekå keksinnfin eråiden suori-tusmuotojen mukaisten kloridi- ja sulfaattiprosessien vålillå prosessien eri vaiheita suurin piirtein esittåvien lohko-kaavioiden avulla. Keksinndn mukaiset menetelmåt voivat tie-30 tenkin sisåltåå lisåvaiheita ja/tai korvaavia vaiheita tai niiltå voi puuttua vaiheita.

9 91270

Titaanidioksidin valmistus kloridimenetelmållå; menetelmien vertailu 1. Titaanioksidin (rutiili) 2. Titaanidioksidin 5 valmistus nykyisellå klori- kloridihydroterminen diprosessilla (Kemira Inc) valmistusmenetelmå

Raaka-aineiden kåsittely Raaka-aineiden kåsittely i i 10 Klooraus eli TiCl4 Klooraus eli TiCl4 valmistus (1000-1040°C) valmistus (1000-1040°C) i i

Kondensointi Kondensointi i 4 15 Raaka titaanitetrakloridi Raaka titaanitetrakloridi 4 4

Puhdistus Puhdistus 4 i

Titaanitetrakloridin h5y- Vedellå laimennetun titaa- 20 rystys ja esilåmmitys nitetrakloridin saostus (150°C<T<500°C) alkalilla kiinteåksi ti- taaniyhdis teeks i 4 i

Hapen esikuumennus <1800°C Pestyn, kiinteån titaani- 25 titaanitetrakloridin hapetusta yhdisteen hydroterminen vårten kiteytys hapossa i i

Titaanitetrakloridin poltto Jålkikåsittely yli 1000°C:n låmpåtilassa 30 "hiekkap01y"-polttimessa i Jålkikåsittely 10

Titaanidioksidin valmistus sulfaattimenetelmållå; menetelmien vertailu 1. Titaanioksidin (rutiili tai 2. Titaanidioksidin 5 anataasi) valmistus nykyi- sulfaattihydroterminen sellå sulfaattiprosessilla valmistusmenetelmå

Raaka-aineiden kåsittely Raaka-aineiden kåsittely 4 4 10 Uuttaminen rikkihappoon Uuttaminen rikkihappoon 4 4

Liuoksen pelkistys Liuoksen pelkistys 4 4

Liuoksen selkeytys ja Liuoksen selkeytys ja 15 puhdistus puhdistus i 4

Liuoksen våkevdinti Liuoksen mahdollinen våkevointi 4 i 20 Hydrolyyttinen saostus Hydrolyyttinen saostus 4 4

Suodatus ja pesu Suodatus ja pesu 4 4

Kalsinointi Hydroteminen kiteytys 25 laimeassa hapossa 4 4 Jålkikåsittely Jålkikåsittely 30 Esimerkki 1

Laimennettua titaanitetrakloridia saostettiin alle 30°C:n låmpdtilassa 25-%:isella ammoniumhydroksidilla kiinteåksi titaaniyhdisteeksi.

35 16 g kyseistå massaa ja 1,5 g suolahappoa annosteltiin paine- kapseliin, jossa ne sekoitettiin homogeeniseksi suspensioksi.

Painekapseli siirrettiin låmpokaappiin n. 250°C:n låmpotilaan, jossa sitå pidettiin 4-24 h.

91270 11

Kiteytyksen jålkeen painekapseli jååhdytettiin huoneen låmpo-tilaan ja faasit erotettiin toisistaan sentrifugoimalla. Kiin-toaines pestiin ja sentrifugoitiin ja analysoitiin.

5 Tulokset: rutiilipitoisuus 100 % kuiva-aineen painosta, kide-koko pigmenttikokoa (150-200 nm), jauhautuvuus valmiin pigmen-tin luokkaa.

Esimerkki 2 10 16 g edellå mainitulla tavalla valmistettua titaaniyhdistemas- saa ja 1,5 g jåånnfishappoa (suolahappoa) annosteltiin painekapseli in. Painekapselia pidettiin låmpokaapissa n. 250°C:ssa n. 16 h, jonka jålkeen faasit jålkikåsiteltiin edellå mainitulla tavalla.

15

Tulokset: pigmenttikokoista rutiilia, rutiili-% kuiva-aineen painosta: 100.

Tåmå mahdollistaa jåånnoshapon tåydellisen kierråtyksen, mikå 20 tekee menetelmåstå ympåriståyståvållinen.

Esimerkki 3

Painekapseliin annosteltiin Ti-hydraattimassaa ja typpihappoa yhteenså 19,2 g suhteessa 5/1. Painekapselia pidettiin 25 200-260°C:ssa 6-24 h. Kiteytyksen jålkeen jålkikåsittely suo- ritettiin edellå kuvatulla tavalla.

Matalammalla låmpotila-alueella muodostui anataasia ja kor-keammalla låmpotila-alueella muodostui rutiilia.

30

Esimerkki 4

Sulfaattiprosessin titaanihydraattimassaa (saostomatonta ja saostettua) annosteltiin painekapseliin n. 20 g. Liuosvåke-vyys såådeltiin 4-20 %:ksi joko rikkihapolla tai suolahapolla 35 tai typpihapolla tai fluorivetyhapolla. Painakapselia pidettiin 160-260 C:ssa 16 h, jonka jålkeen reaktorin poisto kåsi-teltiin yllå kuvatulla tavalla. Tuloksena saatiin pigmentin muotoista anataasia.

Claims (25)

1. Menetelmå titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi, jossa a) raaka-aineen sisåltåmå kiinteå titaanidioksidi muutetaan 5 titaaniyhdisteeksi, joka on ei-kiinteåsså olotilassa, b) epåpuhtaudet erotetaan titaaniyhdisteestå, c) titaaniyhdiste saostetaan, d) syntynyt titaaniyhdiste kiteytetåån hydrotermisesti puh-taaksi titaanidioksidiksi hapossa låmmdn ja paineen avulla, 10 ja e) puhdas titaanidioksidi erotetaan haposta ja jålkikåsitel-låån tarvittaessa lopullisen titaanidioksidipigmentin ai-kaansaamiseksi, tunnettu siitå, ettå vaiheen c) saostus suoritetaan 15 alle 30°C:n låmpotilassa; vaiheessa d) hydroterminen kitey-tys suoritetaan låmpotilassa alle 300°C, paineessa alle 100 baaria ja happokonsentraation ollessa alle noin 15 paino-%; ja titaanidioksidista vaiheessa e) erotettu happo kierråte-tåån takaisin hydrotermiseen kiteyttåmisvaiheeseen d), jol-20 loin saadaan pigmentin valmistukseen sopivia titaanidioksi-dikiteitå.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, t u η n e t -t u siitå, ettå vaiheesta c) saostamalla saatu titaaniyh- 25 diste peståån ennen kuin sille suoritetaan hydroterminen kiteyttåminen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå hydrotermisen kiteyttåmisen jålkeen 30 titaanidioksidi mahdollisesti peståån.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen d) hydrotermisesså kiteyttåmisesså kåytetty happo on epåorgaaninen happo, esim. 35 suolahappo, typpihappo, rikkihappo tai fluorivetyhappo, edullisesti suolahappo tai typpihappo. 91270

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmå, tunnettu siltå, ettå vaiheen d) hydrotermisesså kiteytyksesså kåytetyn hapon konsentraatio on n. alle 15 paino-%, edullisesti vålillå n. 3-7 paino*%. 5

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen d) hydrotermisen kiteytyksen paine on vålillå 5-100 baaria, edullisimmin vålillå 5-50 baaria. 10

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-må, tunnettu siitå, ettå vaiheen d) hydrotermisen kiteytyksen låmpotila on alle 300°C, edullisesti vålillå 180-280°C. 15

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-må, tunnettu siitå, ettå vaiheen d) hydroterminen kiteytys keståå 1-24 h, edullisesti 6-16 h.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen d) hydroterminen kiteytys suoritetaan paineastiassa, jonka painetta vaiheen jål-keen edullisesti kåytetåån hyvåksi laimeaa happoa kierråtet-tåesså. 25

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå jålkikåsittelyvaihe e) kå-sittåå pesu-, jauhatus-, kuivaus- ja/tai pintakåsittelyvai-heet. 30

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaihe a) kåsittåå raaka-aineen kloorauksen titaanitetrakloridiksi kloorikaasun avul-la koksin låsnåollessa, vaihe b) kåsittåå epåpuhtauksien 35 erottamisen titaanitetrakloridista, vaihe c) kåsittåå puh-distetun titaanitetrakloridin saostamisen kiinteåksi tuot-teeksi alkalin tai heikon orgaanisen hapon suolan avulla tai laimentamalla vedellå ja sakan mahdollisen pesun, ja vaihe d) kåsittåå sakan hydrotennisen kiteyttåmisen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmå, t u n -5 nettu siitå, ettå raaka-aineena kåytetåån rutiilia.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå, ettå kloorausvaihe a) suorite-taan låmp6tilassa 850 - 1100°C. 10

14. Patenttivaatimuksen 11, 12 tai 13 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen c) saostus suoritetaan alkalimetallihydroksidilla, alkalimetallikarbonaatilla tai ammoniumhydroksidilla, jonka konsentraatio edullisesti on 15 vålillå 10-40 paino-%, vielå edullisemmin vålillå 20-30 pai-no-%.

15. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen c) saostus suoritetaan 20 heikon orgaanisen hapon suolalla, edullisesti natriumasetaa-tilla tai natriumoksalaatilla.

16. Jonkin patenttivaatimuksista 11-15 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen c) saostus suoritetaan 25 alle 30°C:ssa, edullisesti huoneenlåmpotilassa.

17. Jonkin patenttivaatimuksista 11-16 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen d) hydrotermisen kitey-tyksen laimea happo on suolahappo tai typpihappo, kun val- 30 mistetaan rutiilia.

18. Jonkin patenttivaatimuksista 11-16 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå kloridiprosessin vaihe d) suoritetaan siten, ettå puhtaan titaanidioksidin kidekooksi 35 saadaan n. 150-250 nm.

19. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaihe a) kåsittåå raaka-aineen 91270 liuottamisen rikkihapon ja veden avulla, vaihe b) kåsittåå vaiheesta a) saadun liuoksen puhdistamisen ja våkevdimisen, vaihe c) kåsittåå våkevoidyn liuoksen hydrolysoimisen titaa-nihydroksidisakaksi, sakan talteenottamisen ja pesun, ja 5 vaihe d) kåsittåå sakan hydrotermisen kiteyttåmisen.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmå, tun-n e t t u siitå, ettå raaka-aineena kåytetåån ilmeniittiå.

21. Patenttivaatimuksen 19 tai 20 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå liuotusreaktio a) suoritetaan n. 150-180°C:ssa.

22. Jonkin patenttivaatimuksista 19-21 mukainen menetelmå, 15 tunnettu siitå, ettå liuos pelkistetåån vaiheen b) alussa, mikåli raaka-aine on ilmeniitti tai vastaava.

23. Jonkin patenttivaatimuksista 19-22 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen c) saostuksessa liså- 20 tåån kiteytysinitiaattoria saostuksen helpottamiseksi.

24. Jonkin patenttivaatimuksista 18-23 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheen c) saostuksesta saatu sakka neutraloidaan ennen vaiheen d) hydrotermistå kiteyt- 25 tåmistå, mikåli menetelmållå valmistetaan rutiilia.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå sakka neutraloidaan ammoniakilla (am-moniumhydroksidilla).