JPH02167825A - 酸化チタンの製造方法 - Google Patents
酸化チタンの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
による二酸化チタンを製造する時、既知のように、チタ
ン鉄鉱(イルメナイト、アナターゼ)またはチタンスラ
グのような、チタン鉄物質を温度を高めた領域でしかも
濃度の高い硫酸と接触させて主として硫酸第一鉄、硫酸
第二鉄、硫酸チタニル、を得る他に、硫酸マグネシウム
、硫酸クロム、硫酸マンガン、硫酸バナジウムおよび他
の元素の硫酸塩から成る他に未反応物質を含む主として
硫酸化チタニルを含む固体を造る。次に、この固体を水
又は硫酸溶液中に投入し、浸出し得られた硫酸溶液に鉄
スクラツプ等の還元剤を加えて、溶液中の硫酸第二鉄を
硫酸第一鉄に変換する。更にこの溶液を冷却する事によ
り、硫酸第一鉄塩の結晶(FeSO4・7H20)を析
出させて、液中の鉄分を低下させて硫酸チタニルを含む
チタン鉄溶液を造る。
低濃度の硫酸チタニル中へ高濃度の硫酸チタニルを添加
し、徐々に硫酸チタニル・鉄溶液濃度を高めた後、約A
の量の90〜95℃に高められた水に添加することによ
り行われる。
度差があるものの35 g/l〜400 g/lH2S
O4であり、硫酸チタニルの94〜95%が水酸化物と
沈殿するものの、4〜6%硫酸チタニルは、溶液中に存
在し、チタンの水酸化物となり得す、廃棄されていると
いう欠点があった。
塩錯体の抽出、次に水又は希硫酸によって逆抽出する事
によって得られた溶液を硫酸チタニルの加水分解用ある
いは硫酸チタニルの浸出用としてくり返し、使用するこ
とにより、従来加水分解後の溶液中に含有している為に
回収する事が出来ず、公害発生の原因となっていたTi
e、の損失を防止するもので、硫酸チタニルの全量を水
酸化チタンに変換せしめ、次にこれを焼成することによ
り酸化チタンを製造することにより解決される。
水酸化チタンを分離した硫酸溶液に、含酸素有機溶媒の
群、アルキルアミンの群及びアルキルアリールアミンの
群から選択された1f!1又は2種以上を含有する有機
溶媒を接触させる事により、該硫酸溶液中のTiイオン
を硫酸塩錯体として抽出する。次にTiを抽出し含有す
る有機溶媒に水又は希硫酸を接触させる事により、有機
相のチタンを水溶液中に逆抽出すると共に有8M溶媒を
再生する。チタンを逆抽出して含有する水溶液を硫酸チ
タニル溶液の加水分解用あるいは硫酸化チタニルの浸出
用にくり返し使用することを特徴とする酸化チタンの製
造方法によって解決される。
化チタンを分離した硫酸溶液を、減圧又は常圧の蒸発濃
縮工程に導き、濃Vt酸を得る前に、含酸素有機溶媒の
群、アルキルアミンの群及びアルキルアリールアミンか
ら選択された1種又は2種以上を含有する有機溶媒を接
触させる事により、蒸発濃縮工程にて生成するチタン硫
酸化物の量を減少させる事を特徴とする酸化チタンの製
造方法によって解決される。
るに使用する水又は硫酸に還元物質を添加する事により
逆抽出効果を高める事が出来る。又逆抽出する前に有機
溶媒に還元物質を接触させてから水又は希硫酸を接触さ
せて有機相のチタンを逆抽出効果を高める事により逆抽
出終了液中のチタン濃度を高める事ができるので、硫酸
チタニル溶液の加水分解用あるいは硫酸化チタンの浸出
用に使用しても充分に水収支がとれるので加水分解終了
後の分離液中に溶存するチタンの全量を水酸化チタンに
する事により硫酸チタニル溶液中のチタン全量を酸化チ
タンとする方法である。
、どのような方法で造られても本発明の利用について制
限される事はないが、一般にチタン鉄!(イルメナイト
やアナターゼ)またはチタン鉱スラグのようにチタン分
を濃縮したもの等を細かく粉砕し、これに浸流酸を加え
攪拌し、昇温熱酸させた後、浸出工程に於て水又は希硫
酸で浸出する0次に硫酸第2鉄を第1鉄に還元する為に
鉄スクラツプを添加し、更に溶解液を冷却し、硫酸鉄(
FeSO4・78.O)を除去した後、固形物を除いた
硫酸チタン鉄溶液がよく用いられる。
i 0 gel、Fe”40〜50g、Q遊離硫酸20
0〜300g/l全硫酸500〜800 gel、金属
イオンとしてはMn、V、 Mg、 A!、C「及びN
bが含有しティる。
により不溶性の水酸化チタンを造る方法についても、米
国特許第2253595号、英国特許第558285号
に開示されている他に、各種の方法があるが、一般には
ほぼ沸騰状態に保たれた低濃度硫酸チタニル溶液に、原
料を浸出して得られたチタン鉄溶液を徐々(攪拌しつつ
添加し、硫酸チタニル鉄溶液の高濃度のものを一旦つく
る。次に95℃〜105℃のチタン鉄溶液の約A容の9
0〜95℃の水を添加することにより不溶性の水酸化チ
タンが得られる。加水分解終了時点で溶液中の全硫酸濃
度は320〜450 g/l範囲で、加水分解し得ず水
溶液中に存在するTiイオンはTiO2として7〜10
g/l範囲であり、全硫酸チタニルの94〜95%が水
酸化チタンに変換した事を意味する。
素有機溶媒の群、アルキルアよンの群及びアルキルアリ
ールアミンの群から選択された1種又は2種以上を含有
する有8a溶媒を接触させる事に該硫酸溶液中のTiイ
オンは次式に一例を記すように錯体として有機相へ抽出
することにより、他の金属より分離する事ができる。
O5O4+H2SO4”nOr、g =Ti(SO4)
z・norg”)120上式は抽出反応の一例を示した
にすぎず、水溶液中のSO4?!A度共存する金属イオ
ンの濃度やアニオンによっても異り、また使用する抽出
剤によっても、抽出されるTIの化学種は変化すること
を理解されたい。
アミンの群から選択された有機溶媒に抽出されたチタン
の硫酸錯体は水又は希硫酸と接触させる事により次式に
一例を示すように水相に移り、有機溶媒は再生される。
(504) 2 ・nOrg+水−* T10S04
+)1250.+nOrgTiO504・Org+希硫
酸→Ti05O4*H2SO,+Org逆抽出に使用す
る水又は希硫酸にヒドラジン、硫酸ヒドラジンNa25
o、、Na)ISOs、Na、S、04、(COOH)
2等を添加することにより逆抽出の効果は増大され、
高濃度のTi濃度で回収する事が出来る。
504)s”5ANatio4”H”+Org T10SO4・Org”N2H4・504− %T12
(SO4)s”y2H2SO4+H20◆H+◆Org 上式は逆抽出反応の一例を示したにすぎず、還元物質の
量によっては、Tiイオンの全部がTi3“イオンに変
換されるものでなく、更に逆抽出前に有機相を還元物質
と接触させる状態によっても異なりまた使用する抽出剤
によってもTiの化学種は変化することを理解されたい
。
タニル溶液の加水分解用として、あるいはチタン鉄鉱と
濃硫酸と反応させ生成した固形状の硫酸チタニャを浸出
する為にくり返し使用する事により、回収され水酸化チ
タンとなる。
含有しない為に、アルカリを加えて水酸化チタンを造る
事も出来るし、硫酸濃度が低いこともありチタンイオン
を加水分解させて、水酸化物を造る事も出来る。
れる。
ル基を示し炭素数4〜18個のものが使用される。また
各アルキル基及びアリール基はR+ = R2= Rs
、R,=R2≠R3あるいはR1≠82≠83のアルキ
ル基及びアリール基が異るものやアルキル基とアリール
基が混合しているものもよく使用される。
ル。
,R’、R″はアルキル基及びアリール基を示し、炭素
数4〜22個のものが使用できる。
’≠R”ものやアルキル基とアリール基が混合している
ものも使用できる。
アミンは次の群より使用される。
炭素数が4〜24個のアルキル基又はアリール基のもの
をいう。
H2(CH2) zC)ICH2CH3 C)12CH。
はアルキル基又はアリール基を表わし、炭素数が4〜2
4個のものが使用される。
3 また、本発明で抽出剤の希釈用に使用される石油系炭化
水素は、芳香族系炭化水素、脂肪族系炭化水素あるいは
これらの混合品である。
れる。
種だけの場合もあり2種以上を混合して使用することも
ある。
NaH5,NaC2O4゜NH4C2O4,CH3C
O0H,CH3COONH4,C)IsCOONa。
4)1so、、 XH3O*。
O5,(NH4)zs20s、金属鉄、金属亜鉛、水和
ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、クエン酸、リンゴ酸、グ
ルコン酸及び尿素(N)14)2CO3,NH4)IC
03金属鉄、金属亜鉛及びマスコロビン酸がある。
せず単独に使用する場合250 g/、Ql(2S O
4以下の濃度をいう。但し抽出;′4度5%以下の時に
は300g/l H2SO4まで逆抽出に用いることが
出来る。
度は制限がない。
説明。本発明はこれに限定されるものではない事を理解
されたい。
り、不純物金属イオンを多量に含有する硫酸チタニル溶
液Aを加水分解工程Bに於いて沸騰状態に保ちつつ水又
は希薄な硫酸チタニル溶液■を添加し、硫酸チタニル溶
液の全硫酸濃度を低下させつつ、不溶性チタンの水酸化
物を製造し、濾別工程Cで水酸化チタンDとTiイオン
の他にFe、Mn、A1.Cr、V、Mg、Nb f含
有する硫酸溶液を分離した後、抽出工程Eに導き、含酸
素有機溶媒、アルキルアミン及びアルキルアリールアミ
ンを含有する有機溶媒■と接触させることにより、該硫
酸溶液中のTiイオンを硫酸錯体として有機相へ抽出す
る。チタンを抽出し含有する有機溶媒■は、逆抽出工程
Fに導き水又は希硫酸■と接触させて、TIを水溶液側
へ逆抽出され有機溶媒■は再生されくり返し使用するす
。又逆抽出する水又は希硫酸に還元物質■を添加し、T
i濃度の高い逆抽出終了液■を得る。逆抽出終了液■は
加水分解工程Bに導かれチタンは水酸化チタンとして回
収され、焼成後二酸化チタンとして製造される。
T1を抽出し含有する有機溶媒■を逆抽出工程Fに導く
前に還元工程Gに導き、H。
相のチタンの1部又は全部を還元した後、逆抽出工程F
で水又は希硫酸と接触させて有機相のTiを水相に逆抽
出すると共に有機溶媒■は再生され、再び抽出工程Eに
くり返される酸化チタンの製造方法である。
るが、抽出工程Eにてチタンを抽出して除去した硫酸溶
液の処理についても本発明効果あることを示した図であ
る。抽残液を減圧及び常圧の蒸発濃縮工程Hに4き、く
り返し使用できる高濃度硫酸■を造る時に排出しなけれ
ばならない金属硫酸物Jの量を小さくする利点がある酸
化チタンの製造力ン去である。
Tiを抽出含有している有機溶媒■を逆抽出工程Fに於
いて水又は希硫酸と接触させであるいは還元物質の添加
された逆抽出波と接触させて有機相チタンを水相に逆抽
出した水溶液■を加水分解工程Bにくり返す前に加熱工
程H′で、水溶液■中に含有するチタンを水酸化チタン
D を得た後の水溶液■“を加水分解工程Bへ、くり返
す酸化チタンの製造方法である。
常圧の蒸発濃縮工程Hで得られた濃硫酸■を、硫酸化工
程Kにくり返しチタン鉄鉱(イルメナイト又はアナター
ゼ)又はチタン濃縮スラグMと混合し、原料中に含有す
るチタンを硫酸チタニャにする6次に浸出工程りに導き
水又は、逆抽出液■によって不純物を含む硫酸チタニル
溶液Aを造る酸化チタンの製造方法である。
タンの製造方法を示す。
トの群よりTOPO(トリ・オクチル・ホスフィンオキ
サイド)とTHPO(トリ・ヘキシル・ホスフィンオキ
サイド)を選択してそれぞれの濃度25%としてテスト
を行った。その結果を第2表に示す。
第3表じ示す。
振どうを行う。
解させてからTIを測定した。測定はICPCイオンク
ロマト発光分析計)による。
れにも沈殿が生ずることはなかった。
媒を使用して第1表に示す原液を使用して連続抽出実験
を行った。
った。
を接触させて予めT1を還元してから、水又は希硫酸と
接触させてTl0SO4を逆抽出するテストを行い、そ
の結果を第6表に示す。
2O312,796、Mn00.3*、Cr2O5O,
01零、V、o、 O,t5亀、P2os Q、03%
i。
111g(14,72X、SiO23,196の化学組
成をもつイルメナイF・2.7kgを粉砕し、−325
メツシュ90%通過粒子に95.1零H25044,5
kgを混合し、温度80℃に予熱した。
度210℃迄上昇する。その状態で5時間熟成させた後
、第3表に示すTiOSO4を逆抽出した液(初期20
g/l H2SO4+5.2g/RNaH3O5含有液
でTi濃度3 、62 g/lのもの)の中へ投入して
TiOSO4を溶解する。
なくてもFeイオンの全量が硫酸第1鉄と存在している
事が確認された。
タニル) 5.31 Ti02 Fe H2SO44104
g/文、 18 fl g、Q、 ao4.xg/文
次に10℃迄冷却して硫酸鉄の結晶を分離する。
濾別後の液量と組成 ンffct 全H2SO4Fe
TiO24,01!! 649.2g/、12
74.9g/又 266.4g#!上記組成の液を使用
して加水分解テストを行った。
SO4”10.4g/l Na1lSOz Ti 6.
96g、Q!のもの)を予め95℃に加熱し、その中に
硫酸チタニル液を連続して添加する。
持された液中に逆抽出液1.1Rを95℃に加熱してか
ら添加する。
で、加熱と攪拌を停止して熟成する。
液温を上昇させ、その状態で3時間経過させ更に第3表
で得られた ”Og/l H2SO4410,4g/l
NaH3O3Ti 6.96g#!の液を1.51添
加し、加水分解の終了を分析で確認してから停止した。
に0.5零の(at)JSO40,194(wt)A4
z(504)3および0.196(wt) ZnSO4
と混合した後870℃60分間焼成した。
酸チタニル溶液からの採取率100.9零であり、逆抽
出液より供給されたTlO2は全量回収された。
399.4g/2 9.1g/249.8g#TiQ2
の9 、1 g/lの値は加水分解後の硫酸溶液に残存
するものとして通常のもので加水分解の九に使用された
逆抽出液中のTiO2は全量製品になった事を裏づけで
いる。
は従来法の94〜95零に比較して100.9零と回収
効果を明確に出来た。
第2図は有機相に抽出されてチタンを、逆抽出工程に導
く前に還元物質を接触させてチタンの逆抽出効果を高め
る工程を加えたもので、第3図は、第1図と全く同一で
あるが、Tiを抽出除去した後の硫酸溶液の濃縮回収に
まで、本発明が影響を与える事を示す図である。 第4図は、第1図と同一であるが、加水分解工程へくり
返すチタンを回収した液を加熱し、加水分解させて水酸
化チタンの回収方法について説明した図である。 第5図は基本的に第3図と同一であるが、チタン除去し
た液を濃縮し、その濃縮された硫酸の使用方法にまで説
明した図である。 第6図は、第2図と第5図の処理方法を結合した図であ
る。 A・・・硫酸チタニル溶液で、不純物の含有しないある
いは含有する硫酸チタニル溶液で本発明の出発原料 B・・・硫酸チタニル溶液に水又は希硫D190〜10
5℃の加熱状態で混合し、攪拌する事により不溶性水酸
化チタンを造る加水分解工程 C・・・加水分解により得られた水酸化チタンを濾過分
離する工程である。 D・・・濾過・脱水された水酸化チタンで坑底により酸
化チタンとなる。 E・・・加水分解後、濾別された硫酸溶液中に存在する
Tiイオンを硫酸塩錯体として抽出除去する工程 F・・・チタンを抽出し含有する有機溶媒に水又は希硫
酸あるいは水又は希硫酸に還元物質を添加した液を接触
させチタンを水相に逆抽出する工程 G・・・有機相のチタンを還元する工程H・・・チタン
を抽出除去した硫酸を減圧又は常圧で蒸発濃縮する工程 J・・・蒸発濃縮工程より発生する金属硫酸化物K・・
・チタン鉄鉱あるいはチタンスラグの硫酸化反応工程 L・・・浸出工程 M・・・チタン鉄鉱あるいはチタン分濃縮スラグ等のチ
タン原料 ■・・・含酸素有機溶媒の群、アルキルアミンの群及び
アルキルアリールの群よりなる群から選択された1種又
は2 ff1以上が含有する有機溶媒 ■・・・チタンの硫酸塩錯体を逆抽出する水溶液■・・
・還元物質 ■・・・チタンを逆抽出終了液 ■・・・濃縮硫酸 第1図 他4名 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 硫酸チタニル溶液を加水分解させて、得られた水酸
化チタンを分離した硫酸溶液に、含酸素有機溶媒の群、
アルキルアミンの群、及びアルキルアリールアミンの群
から選択された1種又は2種以上を含有する有機溶媒を
接触させる事により、該硫酸溶液中のTiイオンを硫酸
塩錯体として抽出し、 次にTiを抽出含有する有機溶媒に水又は希硫酸を接触
させる事により、有機相のチタンを水溶液中に逆抽出す
ると共に有機溶媒を再生し、 チタンを逆抽出して含有する水溶液を硫酸 チタニル溶液の加水分解用あるいは硫酸チタニルの浸出
用にくり返し使用する事を特徴とする酸化チタンの製造
方法。 2 硫酸チタニル溶液を加水分解させて、得られた水酸
化チタンを分離した硫酸溶液を、減圧又は常圧の蒸発濃
縮工程に導き、濃硫酸を得る前に、含酸素有機溶媒の群
、アルキルアミンの群及びアルキルアリールアミンの群
から選択された1種又は2種以上を含有する有機溶媒を
接触させる事により、蒸発濃縮工程にて生成するチタン
硫酸化物の量を減少させる事を特徴とする請求項1に記
載の酸化チタンの製造方法。 3 チタンの硫酸塩錯体を抽出含有する有機溶媒に還元
物質を接触させた後、水又は希硫酸を接触させる事によ
り有機相のチタンを水溶液に逆抽出すると共に、有機溶
媒を再生することを特徴とする請求項1に記載の酸化チ
タンの製造方法。 4 有機溶媒中に抽出されているチタンを逆抽出するに
使用させる水又は希硫酸に還元物質を添加する事を特徴
とする請求項1に記載の酸化チタンの製造方法。 5 チタンを逆抽出した液を減圧又は常圧の蒸発濃縮工
程に導き水溶液中のチタンを加水分解して得ると共に分
離した水溶液を硫酸チタニル溶液の加水分解用にくり返
し使用する事を特徴とする請求項1に記載の酸化チタン
の製造方法。 6 チタンを逆抽出した液にアルカリを添加して、加水
分解させてチタンを回収する事を特徴とする請求項1、
3又は4のいずれか1つに記載の酸化チタンの製造方法
。 7 有機溶媒中に抽出含有されているTiイオンを水又
は希硫酸を使用して逆抽出する時、電気化学的に還元領
域を生成させた工程内で行う事を特徴とする請求項1に
記載の酸化チタンの製造方法。
Priority Applications (14)
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AU39380/89A AU621393B2 (en) | 1988-08-19 | 1989-08-08 | Method for manufacturing titanium oxide |
US07/392,128 US5061460A (en) | 1988-08-19 | 1989-08-10 | Method for manufacturing titanium oxide |
CA000608145A CA1329697C (en) | 1988-08-19 | 1989-08-11 | Method for manufacturing titanium oxide |
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DE68922042T DE68922042T2 (de) | 1988-08-19 | 1989-08-16 | Verfahren zur Herstellung von Titanoxid. |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013100048A1 (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 石原産業株式会社 | 四塩化チタン製造に用いる二酸化チタン粒状物及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP32441288A patent/JP2702200B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2013100048A1 (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 石原産業株式会社 | 四塩化チタン製造に用いる二酸化チタン粒状物及びその製造方法 |
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