NO822549L

NO822549L - Fremgangsmaate ved rensing av titanylhydrat.

Info

Publication number: NO822549L
Application number: NO822549A
Authority: NO
Inventors: Joseph A Rahm; Ivan B Lampe
Original assignee: Nl Industries Inc
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1983-01-25
Also published as: IT1155364B; DE3226669A1; FR2510094A1; GB2102403B; IT8222436A0; GB2102403A; US4364908A; IT8222436A1; BE893929A; CA1171239A

Description

Oppfinnelsen angår en forbedret fremgangsmåte for å

rense titanylhydrat dannet under fremstilling av titandioxydpigmenter.

Titandioxydpigmenter er blitt fremstilt ved gassformig klorid-, hydrogenklorid- og sulfatprosesser. Ved fremstillingen av titandioxydpigmenter ved sulfatprosessen blir titanjernholdige materialer, som ilmenitt, rutilmalmer eller ovnsslagg, oppsluttet med forskjellige konsentrasjoner av svovelsyre under dannelse av en titanylsulfat- og jern-sulfatoppløsning. Denne oppløsning klares for å befri den for uoppløselig materiale og blir derefter hydrolysert for å utfelle titanylhydrat som viderebehandles for dannelse av titandioxyd. Fremstilling av titandioxyd ved hydrogenklorid-prosessen følger i det vesentlige de samme prosesstrinn, bortsett fra at saltsyre anvendes istedenfor svovelsyre.

Under hydrolyseprosessen fører det utfelte titanylhydrat med seg adsorberte forurensninger hovedsakelig i form av mineralsyresalter av treverdig jern, krom og vanadium. Disse forurensninger kan ikke fjernes selv efter langvarige

og gjentatte vaskeoperasjoner. Disse forurensninger er opprinnelig tilstede i de titanjernholdige materialer. For eksempel er en typisk analyse av ilmenittmalmer fra staten New York:

Ifølge US patentskrift 2148283 som omhandler en sulfat-prosess, blir en oppslemning av hydratisert titanoxydmateri-ale efter vasking med vann bragt i kontakt med et vann-uoppløselig reduksjonsmiddel, som pulverformig metallisk sink eller aluminium, under det første gjenoppslemnings-trinn for å oppløse forurensninger. Reduksjonsmidlet anvendes i en tilstrekkelig mengde til at reduserende betingelser opprettholdes under hele vaske- og filtreringsbehand-lingen. Den anvendte mengde reduksjonsmiddel er avhengig av mengden av treverdig jern i kontakt med det hydratiserte titanoxyd. Resten av fri svovelsyre som foreligger i det gjenoppslemmede hydrat, holdes under vaskingen på en tilstrekkelig konsentrasjon til at ingen ytterligere mineralsyre er nødvendig. Denne prosess er beheftet med flere ulemper. For det første kan bruk av et vannuoppløselig reduksjonsmiddel, som sink eller aluminium, føre til at det dannes fotoømfintlig eller blandet pigment, dvs. et pigment som inneholder anatas- og rutilkrystallstrukturer, dersom reduksjonsmidlet ikke blir fullstendig omsatt og til slutt fjernet fra titanylhydratet efter behandlingen. Dessuten vil en del av titanhydratet reagere med den gjenværende frie syre og/eller med reduksjonsmidlet under dannelse av vannoppløselige titanforbindelser som vil gå tap i filtratet under filtreringen.

I US patentskrift 2999011 er en fremgangsmåte beskrevet for bleking av titanylhydrat, hvor det vaskede titanylhydrat erholdt fra hydrolyse av en titan- og jernsulfatoppløsning, deles i en større og mindre del, og mesteparten av titanfor-bindelsene i den mindre del oppløses under dannelse av titan (III)-sulfat ved oppslutning med 16-40%-ig svovelsyre i nærvær av et reduksjonsmiddel for dannelse av en blekeoppslemning. Denne tilsettes til den større del av den fraskilte titanylhydratoppslemning for dannelse av en bleket oppslemning som inneholder 0,1-2,0 vekt% svovelsyre. Mengden av redusert titanforbindelse i blekeoppslemningen skal være tilstrekkelig til å redusere jernet i den større del til en forbindelse med lavere valens og til å oppløse denne samtidig minst 0,05 g treverdig titan opprettholdes i den blekede oppslemning pr. liter av denne. Efter blekingen blir oppslemningen filtrert og vasket for erholdelse av et titanylhydrat som er i det vesentlige fritt for jern.

Selv om den ovennevnte prosess for tiden anvendes med godt resultat i teknisk målestokk, er den beheftet med flere mangler. Ved denne prosess må den mindre del av titanylhydratoppslemning som fjernes, oppsluttes med ytterligere svovelsyre. Dette trinn krever ikke bare en gjen-tagelse av det opprinnelige malmoppslutningstrinn, men fører til tap av reagenser. Dessuten krever prosessen at treverdig titan i en konsentrasjon av minst 0,05 g/l opprettholdes i den endelige blekeoppslemning for å hindre oxydasjon av jern i den erholdte titanhydratoppslemning til en uoppløselig forbindelse med høyere valenstilstand, nemlig oxydasjon av toverdig jern til treverdig jern. Denne konsentrasjon er høyere enn den mengde som er nødvendig for å fjerne forurensningene, og derved går verdifulle titanforbindelser tapt i form av treverdig titan og forårsaker deponeringsproblemer. Dessuten krever denne prosess at blekingen skal finne sted i nærvær av en høy konsentrasjon av mineralsyre. Nærværet av en slik syre virker produksjons-nedsettende for blekeoperasjonen og fører til bruk av ytterligere overskudd av treverdig titan og til oppløsning av titan i form av titanylsulfat som begge år tapt som vrakmateriale.

En annen kjent fremgangsmåte for bleking av urent titanylhydrat er beskrevet i fransk patentskrift 1422120. Ved denne fremgangsmåte blir det utfelt titanylhydrat

. filtrert på et.Moore-filter eller roterende filter under dannelse av en filterkake som vaskes med vann for å fjerne en hovedsakelig del av den gjenværende svovelsyre og i det vesentlige, hele mengden av de vannoppløselige salter. Den vaskede filterkake bli?: derefter behandlet ved å lede

en sur oppløsning som inneholder treverdig titan, gjennom filterkaken, eventuelt efterfulgt av vasking med vann.

Fremgangsmåten ifølge det franske patentskrift er beheftet med flere av de samme ulemper som den tidligere om-talte teknikkens stand, og en slik ulempe er at blekingen foregår i nærvær av fri svovelsyre. Dessuten vil på grunn av at treverdige titanforbindelser innføres i titanhydrat-våtkaken, dvs. ved vasking av oppløsningen gjennom kaken, meget store mengder av treverdig titan " ijære nødvendig for å fjerne forurensningene. Dersom dessuten vaskingen med treverdig titan ikke utføres omhyggelig, fås et misfarvet produkt.

I US patentskrift 3981978 er beskrevet en forbedret fremgangsmåte sammenlignet med fremgangsmåten beskrevet i det ovennevnte franske patentskrift. Ved den forbedrede fremgangsmåte trykkfiltreres den vandige suspensjon av titan-dioxydhydrat på et membranfilter under et trykk av 3-16 bar for dannelse av en homogen, i det vesentlige sprekkfri filterkake med en tykkelse av 10-25 mm som trykkvaskes . under et trykk av 1-16 bar med vann som inneholder 0,8-4,0

g Ti<+3>/l.

På lignende måte som for fremgangsmåten ifølge det ovennevnte franske patentskrift krever denne fremgangsmåte meget store mengder av treverdig titan for å sikre en tilstrekkelig fjernelse av de adsorberte forurensninger på

grunn av det trekk at det treverdige titan innføres i filterkaken. Forsiktigheten ved vaskingen av kaken med oppløsningen med treverdig titan er av mer kritisk betydning enn ved fremgangsmåten ifølge det franske patentskrift på grunn av at hydratkaken blir komprimert ved trykkfiltreringen. Dessuten vil oppløsninger som inneholder titan(III)-sulfat

i de konsentrasjoner som anvendes ved fremgangsmåten, lett oxydere under dannelse av titanyl(IV)-sulfat, hvorved utbyttet reduseres, omkostningene øker og oppløselige titanforbindelser går tapt i avfallsstrømmen.

Det er ifølge oppfinnelsen blitt utviklet en fremgangsmåte som på overraskende måte gjør det mulig å fjerne forurensninger, hovedsakelig jern, fra titanylhydrat og i det vesentlige unngår de ulemper som de kjente prosesser er beheftet med, samtidig som vanskeligheten som er forbundet med vanlige metoder unngås.

Det tilveiebringes således ved oppfinnelsen en fremgangsmåte for å fjerne forurensninger fra titanylhydrat,

og fremgangsmåten er særpreget ved at

a) ?t urent titanylhydrat oppslemmes med en tilstrekkelig mengde vann for fremstilling av en titanylhydratoppslemning

som inneholder mellom 25 og 4 5 vekt% titanylhydrat,

b) titanylhydratoppslemningen behandles for å oppløse forurensninger fra titanylhydratet ved tilsetning av en

treverdig titanforbindelse i en mengde av mellom 0,01 og 0,7 g treverdig titanforbindelse, beregnet TiC^r pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02/for dannelse av en titanylhydratoppslemning som inneholder under ca. 10 g fri mineralsyre pr. liter, c) titanylhydratet skilles fra den behandlede titanylhydratoppslemning som inneholder oppløste forurensninger, d) det fraskilte titanylhydrat vaskes for å fjerne gjenværende forurensninger og for dannelse av et renset titanylhydrat, og

e) det rensede titanylhydrat utvinnes.

Ifølge en annen utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte omfatter denne at

a) det urene titanylhydrat skilles fra en titanylhydratoppslemning for dannelse av en titanylhydratvåtkake og en

oppløsning som inneholder oppløselige forurensninger,

b) : titanylhydratvåtkaken vaskes for å fjerne gjenværende oppløselige forurensninger, c) titanylhydratvåtkaken gjenoppslemmes med en tilstrekkelig mengde vann for fremstilling av en titanylhydratoppslemning

som inneholder mellom 25 og 4 5 vekt% titanylhydrat,

d) den gjenoppslemmede titanylhydratoppslemning behandles for å oppløse forurensninger fra titanylhydratet ved tilsetning av en treverdig titanforbindelse i en mengde av mellom 0,01 og 0,70 g treverdig titanforbindelse, beregnet som TiO o pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC^ffor dannelse av en hydratoppslemning som inneholder under ca. 10 g fri svovelsyre pr. liter, e) titanylhydratet skilles fra den behandlede hydratoppslemning som inneholder oppløste forurensninger,

v

t

f) det fraskilte titanylhydrat vaskes for å fjerne gjenværende oppløste forurensninger og for fremstilling av et

renset titanylhydrat, og-

g) det rensede titanylhydrat utvinnes.

På tegningen er vist en utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte for fjernelse av forurensninger fra en oppslemning av titanylhydrat.

Ved fremstilling av ti.tandioxydpigment blir det titanjernholdige materiale som inneholder såvel oppløselige som uoppløselige forurensninger, oppsluttet med en mineralsyre for dannelse av titanylsulfat- og jernsaltene av mineralsyren. Med mineralsyre er ment svovelsyre eller saltsyre. Avhengig av konsentrasjonen av mineralsyren kan titanyl- og jernsaltene av mineralsyren være oppløselige i den erholdte oppløsning eller de kan danne en fast masse. Dersom en fast masse dannes, må titanyl- og jernsaltene oppløses før videre behandling. Oppløsningen av titanyl- og jernmineral-syresalt blir normalt klaret for å fjerne mesteparten av det uoppløselige materiale og blir derefter hydrolysert for dannelse av et fast titanylhydrat og en jernmineralsyresalt-oppløsning som inneholder oppløselige forurensninger. Titanylhydratet blir derefter skilt fra jernmineralsyresaltoppløs-ningen ved hjelp av vanlige væske-faststoffseparerings-metoder. Den metode som anvendes for oppslutningen, klaringen og hydrolysen er velkjent innen den angjeldende teknikk og utgjør ingen del av denne oppfinnelse.

Efter denne opprinnelige fraskillelse for å fjerne overskudd av oppløsning som inneholder de oppløselige forurensninger fra det fraskilte faste titanylhydrat, blir titanyl-hydratkaken vasket med vann for å fjerne gjenvære oppløselige forurensninger. Vaskingen kan utføres med klart eller sur-gjort vann. med det utstyr som anvendes for separering av titanylhydratet.. Selv efter omfattende vasking vil imidler-tid titanhydratet inneholde små mengder av forurensninger som hovedsakelig utgjøres av jern med mindre .tilstedeværende mengder av magnesium,, bly, nikkel, vanadium og krom.

Når titanylhydratet er blitt fraskilt og vasket, blir

det oppslemmet med en tilstrekkelig mengde vann for dannelse

av en flytende titanylhydratoppslemning. Oppslemningen bør kunne håndteres ved anvendelse av vanlig fluidumover-føringsutstyr. En håndterbar oppslemning vil i alminnelighet inneholde mellom 25 og 45 vekt% titanylhydrat. Oppslemninger som inneholder mer titanylhydrat enn ca. 4 5 vekt%,

er vanskelige å håndtere med vanlig utstyr og er ikke foretrukne. Oppslemninger som inneholder mindre titanylhydrat enn ca. 25 vekt%, er ikke foretrukne på grunn av den meget store vannmengde som er tilstede og som uheldig påvirker blekeoperasjonen ved at den begrenser adsorpsjonen av den treverdige titanforbindelse på titanylhydratet. Når oppslemningen er blitt fremstilt, blir den behandlet med en treverdig titanforbindelse for å oppløse de gjenværende forurensninger. Den treverdige titanforbindelse er fortrinnsvis fra gruppen titan(III)-sulfat og titan(III)-klorid selv om enkelte treverdige organiske titanforbindelser gir lignende resultater.

Det viktige trekk ved den foreliggende fremgangsmåte beror på den erkjennelse at forurensningene som er blitt adsorbert av titanylhydrat, kan fjernes ved tilsetning av usedvanlig små mengder av en treverdig titanforbindelse til en titanylhydratoppslemning i det vesentlige i fravær av fri mineralsyre og med en tilstrekkelig høy konsentrasjon av titanylhydrat, hvorved behovet for store mengder av titan (III)-sulfat unngås.

Selv om den nøyaktige mekanisme som ligger til grunn

for den foreliggende fremgangsmåte ikke er kjent, synes det som om forurensningene adsorberes av titanylhydratet under hydrolyse på aktive sentra på overflaten av hydratkrystallen og at forurensningene, spesielt jern, blir fjernet som følge av en byttemekanisme hvor det treverdige titan fra behandlings-oppløsningen fortrenger og oppløser forurensningene fra titanyl hydratsentraene. De oppløste forurensninger kan derefter fjernes ved å vaske det behandlede titanylhydrat med vann.

Ved byttemekanismen synes treverdig titan å bli adsorbert

fra oppløsningen av treverdig titanforbindelse inntil de aktive sentra på hydratet er blitt okkupert. Efter at de aktive sentra er blitt okkupert, blir ikke ytterligere treverdig titan adsorbert, og et eventuelt overskudd av tre-

verdig titan i oppløsningen vil fritt passere over titanyl-hydratoverflaten og inn i filtratet. Adsorpsjonen av treverdig titan på hydratet tilkjennegis ved den iriserende blåe farge for titanylhydratet efter behandlingen med treverdig titanforbindelse.

Det har overraskende vist seg at adsorpsjonen av treverdig titan står i et omvendt forhold til konsentrasjonen av fri mineralsyre og i et direkte forhold til konsentrasjonen av titanylhydrat i det gjenoppslemmede titanylhydratoppslemning. Efter hvert som konsentrasjonen av fri mineralsyre øker vil i alminnelighet adsorpsjonen av treverdig titan avta, og efterhvert som konsentrasjonen av titanylhydrat i den gjenoppslemmede titanylhydratoppslemning øker, vil den selektive adsorpsjon av treverdig titan øke.

Fri syre hemmer adsorpsjonen av treverdig titan fra oppløsningen av treverdig titan på titanylhydratet under behandlingen med treverdig titan. Nærværet av fri syre i en mengde over ca. 10 g/l i den behandlede titanylhydratoppslemning vil begrense utbyttet ved behandlingen med treverdig titan. Det foretrekkes å anvende en fri svovelsyre-konsentrasjon under behandlingen av det oppslemmede titanylr-hydrat av under ca. 10 g/l, mer foretrukket en konsentrasjon av under ca. 3 g/l, og mest foretrukket en konsentrasjon av under ca. 1 g/l. Nærværet av fri syre hemmer ikke bare adsorpsjonen av treverdig titan, men fører også til oppløsning av verdifulle titanforbindelser som går tapt i filtratet efter faststoff-væskeseparering ved omvandling av titanylhydratet til en oppløselig titanylsaltforbindelse.

Konsentrasjonen av fri mineralsyre ved behandlingen med treverdig titan reguleres ved å begrense mengden av fri syre i det vaskede titanylhydrat. Når oppløsninger av treverdig titan anvendes for å behandle den gjenoppslemmede hydratoppslemning, bør innholdet av fri syre i oppløsningen av treverdig titan reguleres for å hindre at for store mengder fri syre vil være tilstede under behandlingen med treverdig titan.

Konsentrasjonen av titanylhydrat i titanylhydratopp-slemninger øker direkte virkningen av det treverdige titan på grunn av detøkede overflateareal pr. volumenhet av titanyl hydrat som det treverdige titan kommer i kontakt med. Titanylhydratet blir i alminnelighet oppslemmet med en vannmengde som er nøyaktig tilstrekkelig til at det vil dannes en oppslemning som kan håndteres med vanlige fluidum-overføringsutstyr. En titanylhydratkonsentrasjon i det gjenoppslemmede titanylhydrat av mellom 25 og 45 vekt% er foretrukken, og den mest foretrukne hydratkonsentrasjon er mellom 30 og 33 vekt%.

Når derimot titanylhydratet behandles med treverdig titan i bleketrinnet i form av en filterkake eller grunn-masse med struktur, dvs. med en meget høy vektprosent av faste stoffer, forsinkes virkningen av adsorpsjonen av treverdig titan. Det antas at dette finner sted enten ved en desorpsjon-readsorpsjonsvirkning, dvs. hvor forurensningene blir desorbert av det treverdige titan for derefter bare å bli readsorbert ved kontakt med ubehandlet titanylhydrat videre inn i strukturgrunnmassen, og ved en selektiv eller begrenset strøm gjennom kaken eller grunnmassen som hindrer en jevn fordeling av det treverdige titan i oppløs-ning, og dessuten eventuelt ved en kortsluttet strøm gjennom kaken eller grunnmassen på grunn av sprekker i kaken. En kombinasjon av disse virkninger kan også forekomme.

De begrensede eller selektive og kortsluttede strømmer forårsakes av faststoff-væskesepareringsmetoder, f.eks. vakuum- eller trykkfiltrering. Dersom en kake dannes under ujevnt trykk eller kompresjon, vil kaken bli mer porøs innen de områder som er blitt utsatt for det minste trykk. Meget store mengder av treverdig titan vil være nødvendig for å trenge inn i de mindre porøse områder. Hvis ikke vil segregerte områder med høy forurensningsinnhold forekomme.

Tapet av titanverdier kan bringes til et minimum ved

å regulere konsentrasjonen av fri mineralsyre og titanylhydrat i den gjenoppslemmede titanylhydratoppslemning. Dette skyldes den effektive adsorpsjon av treverdig titan på hydratet og den meget begrensede oppløsning av titanyl hydratet som den frie syre forårsaker. Det har overraskende vist seg at mellom 0,01 og 0,7 g treverdig titan, beregnet TiO^, fortrinnsvis mellom 0,02 og 0,25 g treverdig titan,

og mest foretrukket mellom 0,05 og 0,10 g treverdig titan, pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC^er tilstrekkelig til å oppløse de adsorberte forurensninger dersom konsentrasjonen av fri syre og titanylhydrat i den gjenoppslemmede oppslemning blir korrekt regulert.

Det har dessuten vist seg at når de korrekte blekebe-handlingsbetingelser anvendes, kan en oppløsning av treverdig titan laget fra en klaret sortlutoppløsning anvendes. En sortlutoppløsning er en hvilken som helst titanylmineral-syresaltoppløsning som er blitt tatt fra et trinn i en prosess for fremstiling av titandioxyd før utfelling av titanylhydrat. Når den vanlige titandioxydsulfatprosess anvendes, foretrekkes det å anvende en reaksjonsoppløsning som er blitt erholdt umiddelbart efter at toverdig jern-sulfatheptahydrat er blitt utkrystallisert og fjernet.

Når oppløsningen av treverdig titan dannes ved en titan-dioxydsulf atprosess , dannes denne typisk ved å fortynne den klarede sorlutoppløsning med vann og svovelsyre for derefter å redusere oppløsningen med et metallisk reduksjonsmiddel, som jern, sink eller aluminium. Det har vist seg at under visse betingelser når metallisk aluminium anvendes som reduksjonsmiddel for reduksjon av titanylsulfat, kan utbyttene overskride 90%. I vanlig kommersiell praksis anvendes jern som reduksjonsmiddel, og reduksjonsutbytter av ca. 50% eller derunder er typiske. Utbyttet ved reduksjon med aluminium er ømfintlig overfor den tilstedeværende svovelsyremengde under reduksjonsreaksjonen. For å kunne oppnå et høyt reduksjonsutbytte med aluminium som reduksjonsmiddel bør oppløsningen av treverdig titan som må anvendes ved reduksjonen, fortrinnsvis ha et forhold mellom titanylsulfat (målt som Ti02) og samlet svovelsyre, dvs. fri syre pluss aktiv syre, av over 3,4 og et titanylsulfatinnhold (målt som Ti.C^) av ca. 70 g/l. Reduksjonsblandingens temperatur bør fortrinnsvis holdes mellom 3 0. og 9 0°C i avhengig-het av konsentrasjonen av titan(III)-sulfat.

Fremstillingen av en oppløsning av treverdig titan som blekeoppløsning fra oppløsninger som er blitt tatt fra tidligere trinn ved fremstillingsprosessen, fører til vesentlige besparelser av råmaterialer og omkostninger. Da titan-forbindelsene allerede er oppløselige i form av et titanyl-mineralsyresalt, er det i motsetning til ved de kjente prosesser ikke nødvendig med noen fornyet behandling av titanylhydrat for å fremstille det treverdige titanmineral-syresalt. Dessuten fås en besparelse av mineralsyre på

grunn av at ytterligere syre ikke er nødvendig for å opp-slutte titanylhydratet.

Ved en titandioxydsulfatprosess kan sortlutoppløsningen efter klaring inneholde titanylsulfat (målt som Ti02) innen området mellom 90 og 250 g/l, jern som toverdig jernsulfat i en mengde av under 280 deler pr. 100 deler titanylsulfat (målt som Ti02) og svovelsyre i et forhold mellom svovelsyre og titanylsulfat (målt som Ti02) av mellom 1,7 og 2,2. Titan(III)-sulfatoppløsningéne som anvendes for behandling

av den gjenoppslemmede hydratoppslemning, bør ha et innhold av samlet oppløselig titan (målt som Ti02) av mellom 30 og 85 g/l, et forhold mellom toverdig jernsulfat og samlet mengde oppløselig titan (målt som Ti02) av mellom 0,05:1,2

og 1,2:1, et innhold av titan(III)-sulfat (målt som Ti02)

av mellom 30 og 80 g/l og et forhold mellom svovelsyre og samlet mengde oppløselig titan (målt som Ti02) av mellom 3,4:1 og 7,0:1. Titan(III)-sulfatoppløsningen bør fortrinnsvis ha et samlet innhold åv oppløselig titan (målt som Ti02) av mellom 50 og 80 g/l, et forhold mellom toverdig jernsulfat og samlet mengde av oppløselig titan (målt som Ti02) av mellom 0,6 til 0,7:1,2, et innhold av titan(III)-sulfat (målt som Ti02) av mellom 50 og 75 g/l og et forhold mellom svovelsyre og samlet mengde oppløselig titan (målt som Ti02) av mellom 5:1 og 7:1.

Den foreliggende fremgangsmåte er dessuten vist på den ledsagende tegning som viser en foretrukken utførelsesform av fremgangsmåten. På tegningen blir en urenset titanyl-hydratsuspensjon innmatet i en faststoff-væskeseparator 2. Denne kan utgjøres f.eks. av et<y>akuumfilter eller et trykkfilter, Efter separeringen blir titanylhydratvåtkaken vasket på separatoren med vann.

Efter vaskingen blir hydratvåtkaken overført til en gjenoppslemningstank 4. Våtkaken blandes med en vannmengde som er nøyaktig tilstrekkelig til at en flytende oppslemning vil bli dannet. Når hydratvåtkaken er blitt gjenoppslemmet, blir oppslemningen behandlet med en oppløsning av treverdig titan i en mengde svarende til 0,01-0,70 g treverdig titan, beregnet som TiC^/per. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC^/i gjenoppslemningstanken 4.

Den behandlede titanylhydratoppslemning overføres til en faststoff-væskeseparator 6. Denne kan utgjøres f.eks.

av et roterende vakuumfilter eller et trykkfilter. Efter separeringen blir titanylhydratvåtkaken vasket på separatoren med vann.

Selv om den foreliggende fremgangsmåte er blitt generelt beskrevet i forbindelse med sulfatprosessen for fremstilling av titandioxyd, kan fremgangsmåten lett tillempes for anvendelse i forbindelse med en hydrogenkloridprosess for fremstilling av titandioxyd.

Prinsippet ved og praktiseringen av den foreliggende fremgangsmåte er nærmere beskrevet i de nedenstående eksempler.

I eksemplene 1-6 er adsorpsjonen av titan(III)-sulfatet og den effektive fjernelse av forurensninger ved anvendelse av den foreliggende fremgangsmåte beskrevet. Eksempel 1 gjelder en blindprøve, mens eksemplene 2-6 gjelder den foreliggende fremgangsmåte. Den titan(III)-sulfatoppløsning som ble anvendt for disse eksempler, var laget fra en klaret sortlutoppløsning som skrev seg fra oppslutning av Maclntyre-ilmenitt.

Eksempel 1

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02,. ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydrat-oppslemni.ng. Oppslemningen ble awannet på en 15 cm Buchner-trakt og vasket med 1500.ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat er gjengitt i tabell i.

Eksempel 2

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble behandlet med 1 ml av en oppløsning inneholdende 75 g/l titan(III)-sulfatoppløsning laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjern-ing av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse, avvannet på

en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Den tilsatte mengde titan(III)-sulfat svarte til 0,024 g, beregnet som Ti02, pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02• Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltrat er gjengitt i tabell I.

Eksempel 3

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g - titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble behandlet med 2 ml av en oppløsning inneholdende 75 g/l titan(III)-sulfatoppløsning laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse, avvannet på en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Den tilsatte mengde titan(III)-sulfat svarte til 0,048 g, beregnet som Ti02, pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltrat er gjengitt i tabell I.

Eksempel 4

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble behandlet med 3 ml av en oppløsning inneholdende 75 g/l titan(III)-sulfatoppløsning laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse, avvannet på en 15 cm

Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Den tilsatte mengde titan(III)-sulfat svarte til 0,072 g, beregnet som Ti02/pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell I.

Eksempel 5

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble behandlet med 4 ml av en oppløsning inneholdende 75 g/l titan(III)-sulfatoppløsning laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse, avvannet på en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Den tilsatte mengde titan(III)-sulfat svarte til 0,096 g, beregnet som Ti02, pr. 100 g titanylhydrat,.beregnet som kalsinert Ti02. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900 C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltrat er gjengitt i tabell I.

Eksempel 6

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g tinaylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble behandlét med 5 ml av en oppløsning inneholdende 75 g/l titan(III)-sulfatoppløsning laget fra en titanylsulfat-oppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat,

men før hydrolyse, befridd for væske på en 15 cm Buchner-

trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Mengden av tilsatt titan(III)-sulfat svarte til 0,119 g, beregnet som Ti02, pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell I.

Eksemplene 7-12 er her fremsatt for å sammenligne effektiviteten ved fjernelse av forurensninger ved å vaske titan(III)-sulfatoppløsning gjennom en titanylhydratvåtkake i overensstemmelse med den foreliggende fremgangsmåte. Eksemplene 7 og 8 gjelder hhv. et blindforsøk og et forsøk ifølge oppfinnelsen. Eksemplene 9-12 er sammenligningseksempler.

Eksempel 7

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som TiC^/ ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble befridd for væske på en 15 cm Buchner- trakt og vasket med 1600 ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat er gjengitt i tabell II.

Eksempel 8

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC^» ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble behandlet med 5 ml av en oppløsning inneholdende 59,2 g/l titan(III)-sulfatoppløsning laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse, befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltrat er gjengitt i tabell II.

Eksempel 9

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiO^, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt under dannelse av en i det vesentlige sprekkfri filterkake. Denne ble behandlet med en blanding av 300 ml vann og 5 ml av en oppløsning inneholdende 59,2 g/l titan(III)-sulfatoppløsning og befridd for væske. Titan(III)-sulfatopp-løsningen var laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse.

Den behandlede kake ble derefter vasket med 1600 ml vann.

Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell II.

Eksempel 10

1000 g vasket.titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt under dannelse av én i det vesentlige sprekkfri filterkake. Denne ble behandlet med en blanding av 300 ml vann og 10 ml av en oppløsning inneholdende 4 9,2 g/l titan(III)-sulfatoppløsning og befridd for væske. Titan (III)-sulfatoppløsningen var laget fra en titanylsulfat-oppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse. Den behandlede kake ble derefter vasket med 16 00 ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell II.-

Eksempel 11

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02, ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt under dannelse av en i det vesentlige sprekkfri filterkake. Denne ble behandlet med en blanding av 300 ml vann og 15 ml av en oppløsning inneholdende 59,2 g/l titan (III)-sulfatoppløsning og befridd for væske. Titan(III)-sulfatoppløsningen var laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse. Den behandlede kake ble derefter vasket med 1600 ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C j og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell II.

Eksempel 12

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC^/ble gjenoppslemmet med 300 ml vann under dannelse av en flytende hydratoppslemning. Denne ble avvannet på en 15 cm Buchner-trakt under dannelse av en i det vesentlige sprekkfri filterkake. Denne ble behandlet med en blanding av 300 ml vann

og 20 ml av en oppløsning inneholdende 59,2 g/l titan(III)-sulfatoppløsning og befridd for væske. Titan(III)-sulfat-oppløsningen var laget fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse. Den behandlede kake ble derefter vasket med 1600 ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C

og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell III.

Eksemplene 13-18 er gjengitt for å vise virkningen av syrekonsentrasjonen på absorpsjonen av titan(III)-sulfat og titanets oppløselighet ved blekeprosessen ifølge oppfinnelsen. Eksempel 13 gjelder en kommersiell blekeprosess. Eksemplene 14 og 15 gjelder fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Eksemplene 16-18 er sammenligningseksempler. Titan(III)-sulfat^oppløsningen som ble anvendt for disse eksempler, var laget fra Q.I.T.-ovnsslagg.

Eksempel 13

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som TiC^/ble gjenoppslemmet med 610 ml vann og 80 ml konsentrert r^SO^under dannelse av en flytende hydratoppslemning inneholdende 100 g r^SO^

pr. liter. Derefter ble 0,2 g pulverformig aluminium tilsatt til hydratoppslemningen og omsatt ved en temperatur mellom 60. og 80°C i. 0,5 time. Den ble derefter befridd

for væske på, en 15 cm Buchner-trakt og vasket med 1400 ml vann. Analyser av blekefiltratet og vaskefiltratet er gjengitt i tabell III.

Eksempel: 14

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som TiC^/ble gjenoppslemmet med 350 ml vann for dannelse av en flytende hydratoppslemning. Oppslemningen ble behandlet med 5 ml av en 70 g/l titan (III)-sulfatoppløsning, befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Analyser av blekefiltratet og vaskefiltratet er gjengitt i tabell III.

Eksempel 15

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02/ble gjenoppslemmet med 350 ml vann og 6 ml konsentrert r^SO^ for dannelse av en flytende hydratoppslemning inneholdende 10 g r^SO^ pr. liter. Oppslemningen ble behandlet med 5 ml av en 70'g/l titan(III)-sulfatoppløsning, befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Analyser av blekefiltratet og vaskefiltratet er gjengitt i tabell III..

Eksempel 16

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02/ble gjenoppslemmet med 350 ml vann og 12 ml konsentrert H2S04under dannelse av en flytende hydratoppslemning inneholdende 20 g/l r^SO^. Oppslemningen ble behandlet med 5 ml av en 7 0 g/l titan(III)-sulfatoppløsning, avvannet på en

15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Analyser av blekefiltratet og vaskefiltratet er gjengitt

i tabell III.

Eksempel 17

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02/^ e gjenoppslemmet med 350 ml og 24 ml konsentrert H2S0^ for dannelse av en flytende hydratoppslemning inneholdende 40 g H2S0^

pr. liter. Oppslemningen ble behandlet med 5 ml av en 70 g/l titan(III)-sulfatoppløsning, og avvannet på en 15 cm

Buchner-trakt. Titan(III)-sulfatoppløsningen. var laget

fra en titanylsulfatoppløsning utvunnet efter fjernelse av toverdig jernsulfat, men før hydrolyse. Den behandlede

kake ble derefter vasket med 1600 ml vann. Det utvundne hydrat ble kalsinert ved 900°C og derefter analysert. Analyser av det kalsinerte hydrat og blekefiltratet er gjengitt i tabell III.

Eksempel 18

1000 g vasket titanylhydrat svarende til ca. 335 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC>2 > ble gjenopps lemmet med 350 ml vann og 48 ml konsentrert r^SO^ for dannelse av en flytende hydratoppslemning inneholdende 80 g H2S04pr. liter. Oppslemningen ble behandlet med 5 ml av en 70 g/l titan(III)-sulfatoppløsning, befridd for væske på en 15 cm Buchner-trakt og derefter vasket med 1500 ml vann. Analyser av blekefiltratet og vaskefiltratet er gjengitt i tabell III.

Claims

1. Fremgangsmåte for å fjerne forurensninger fra titanylhydrat, karakterisert ved at a) et urent titanylhydrat oppslemmes med en tilstrekkelig mengde vann for fremstilling av en titanylhydratoppslemning inneholdende mellom 25 og 45 vekt% titanylhydrat, b) titanylhydratoppslemningen behandles for å oppløse forurensninger fra titanylhydratet ved tilsetning av en treverdig titanforbindelse i en mengde av mellom 0,01 og 0,70 g treverdig titanforbindelse, beregnet som HO^ r pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert TiC^/ for dannelse av en titanylhydratoppslemning inneholdende under ca. 10 g fri mineralsyre pr. liter, c) titanylhydratet skilles fra den behandlede titanylhydratoppslemning som inneholder oppløste forurensninger, d) det fraskilte titanylhydrat vaskes for å fjerne gjenværende forurensninger og for å fremstille et renset titanylhydrat, og e) det rensede titanylhydrat utvinnes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som treverdig titanforbindelse anvendes treverdig titansulfat eller treverdig titanklorid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at titanylhydratoppslemningen inneholder mellom 30 og 33 vekt% titanylhydrat.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den treverdige titanforbindelse anvendes oppløst i en klaret sortlutoppløsning.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det anvendes en klaret sortlutoppløsning som inneholder titanylsulfat, målt som Ti02» innen området mellom 90 og 250 g/l, jern, målt som toverdig jernsulfat, i en mengde av under ca.

280 deler pr. 100 deler titanylsulfat, målt som Ti02 , og svovelsyre i et vektforhold mellom svovelsyre og titanyl-sulf at, målt som Ti02/ i en mengde av mellom 1,7 og 2,2.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at det som treverdig titanforbindelse anvendes treverdig titansulfat oppløst i en opplø sning inneholdende en samlet mengde opplø selig titan, målt som Ti02 , av mellom 30 og 85 g/l, et forhold mellom toverdig jernsulfat og samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 0,05:1,2 og 1,2:1, et innhold av treverdig titansulfat, målt som Ti02 , av mellom 30 og 80 g/l og et forhold mellom svovelsyre og samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 3,4:1 og 7,0:1.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at det som treverdig titanforbindelse anvendes treverdig titansulfat oppløst i en oppløsning inneholdende en samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 50 og 80 g/l, et forhold mellom toverdig jernsulfat og samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 0,6 til 0,7:1,2, et innhold av treverdig titansulfat, målt som Ti02 , av mellom 50 og 75 g/l og et forhold mellom svovelsyre og samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 5:1 og 7:1.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at det som treverdig titanforbindelse anvendes treverdig titansulfat som tilsettes i.en mengde av mellom 0,05 og 0,25 g treverdig titansulfat, beregnet som Ti02 , pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02 .

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8, karakterisert ved at den gjenoppslemmede hydratoppslemning inneholder under ca. 3 g fri svovelsyre pr. liter efter at den treverdige titanforbindelse er blitt tilsatt.

10. Fremgangsmåte for å fjerne forurensninger fra en titanylhydratoppslemning, karakterisert ved at a) det urene titanylhydrat skilles fra en titanylhydratoppslemning under dannelse av en titanylhydratvåtkake og en oppløsning som inneholder opplø selige forurensninger, b) titanylhydratvåtkaken vaskes for å fjerne oppløselige forurensninger, c) titanylhydratvåtkaken gjenoppslemmes med en tilstrekkelig mengde vann for fremstilling av en titanylhydratoppslemning -innehordgnde- mellom 2 5 og 4 5 vekt% t-i-tanyl <*> hydratopps3^ining, d) den gjenoppslemmede titanylhydratoppslemning behandles for å oppløse forurensninger fra titanylhydratet ved til- --setning-av—-en~ trev-erdig^-tl-tanfor-bindeise l=én~ me-ngåe=av meilom 0,01 og 0,70 g treverdig titanforbindelse, beregnet som Ti02 , pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som kalsinert Ti02 , for dannelse av en titanylhydratoppslemning som inneholder under ca. 10 g fri svovelsyre pr. liter, e) titanylhydratet skilles fra den behandlede titanylhydratoppslemning som inneholder oppløste forurensninger, f) det fraskilte titanylhydrat vaskes med vann for å fjerne gjenværende forurensninger og for å fremstille et renset titanylhydrat, og g) det rensede titanylhydrat utvinnes.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at det som treverdig titanforbindelse annendes treverdig titansulfat eller treverdig titanklorid.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at titanylhydratoppslemningen inneholder mellom 30 og 33 vekt% titanylhydrat.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10-12, karakterisert ved at den treverdige titanforbindelse anvendes oppløst i en klaret sortlutoppløsning.

14. _ Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at det anvendes en klaret sortlutoppløsning som inneholder titanylsulfat, målt som TiC>2 / innen området mellom 9 0 og 2 50 g/l, jern, målt som toverdig jernsulfat, i en mengde av under ca. 280 deler pr.

100 deler titanylsulfat, målt som Ti02 , og svovelsyre i et vektforhold mellom svovelsyre og titanylsulfat, målt som Ti02/ i en mengde av mellom 1,7 og 2,2.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 10-14., karakterisert ved at det som treverdig titanforbindelse anvendes treverdig titansulfat oppløst i en oppløsning som inneholder en samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 30 og 85 g/l, et forhold mellom toverdig jernsulfat og samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 0,05:1,2 og 1,2:1, et innhold av treverdig titansulfat, målt som Ti02 , av mellom 30 og 80 g/l og et forhold mellom svovelsyre og samlet mengde oppløselig titan, målt som Ti02 , av mellom 3,4:1 og 7,0:1.

16. Fremgangsmåte for å fjerne forurensninger fra en titanylhydratoppslemning, karakterisert ved at a) det urene titanylhydrat skilles fra en titanylhydratoppslemning for dannelse av en titanylhydratvåtkake og en oppløsning som inneholder opplø selige forurensninger, b) titanylhydratvåtkaken vaskes for å fjerne oppløselige forurensninger, c) titanylhydratvåtkaken gjenoppslemmes med en tilstrekkelig mengde vann for dannelse av en titanylhydratoppslemning som inneholder.mellom 30 og 33 vekt% titanylhydrat, d) titanylhydratoppslemningen behandles for å oppløse forurensninger fra titanylhydratet ved tilsetning av treverdig titansulfat oppløst i' en sortlutoppløsning som skriver seg fra et trinn i en fremgangsmåte for fremstilling av titandioxyd før titanylhydrat utfelles, i en mengde av mellom 0,05 og 0,25 g treverdig titansulfat, beregnet som Ti02 , pr. 100 g titanylhydrat, beregnet som Ti02/ for dannelse av en titanylhydratoppslemning som inneholder under ca.

1 g fri svovelsyre pr. liter, e) titanylhydratet skilles fra den behandlede titanylhydratoppslemning , f) det fraskilte titanylhydrat vaskes med vann for å fjerne gjenværende forurensninger og for å danne et renset titanylhydrat, og g) det rensede tianylhydrat utvinnes.