PL126338B1 - Method of manufacture of alkalies and titanium sulfate - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia alkaliów i siarczanu tytanu z czerwonych szlamów lub innych podobnych surowców pocho¬ dzenia naturalnego wzglednie stanowiacych odpad przemyslowy.Znany jest dotychczas sposób czesciowego od¬ zyskiwania tlenku sodowego ze szlamu przez dzia¬ lanie wodorotlenkiem wapniowym dla otrzymania wodorotlenku sodu. Sposób ten polega na tym, ze odpadowy czerwony szlam zostaje zadany w za¬ wiesinie 6—12% palonym wapnem, jednak nawet po 4—$ godzinach reakcji w 358 K — 373 K mozna otrzymac zaledwie 10—25% odzysku. Poniewaz zwiekszona zostaje zawartosc wapna, odzysk wo¬ dorotlenku sodu zwieksza sie tylko do pewnego punktu, powyzej którego zwiekszenie odzysku juz nie zachodzi.Inny sposób odzysku alkaliów z czerwonego szlamu polega na tym, ze mieszanina szlamu czer¬ wonego, palonego wapna i kwasu huminowego al¬ bo pochodnych kwasu huminowego, roztworzona zostaje w srodowisku wodnym. Powstala zawiesi¬ na jest intensywnie (mieszana w temperaturze od okolo 353 K do okolo 373 K przez okplo 1—6 go¬ dzin. W tym czasie duza czesc metali alkalicznych ze szlamu czerwonego przechodzi do roztworu ja¬ ko huminiany metali alkalicznych, które moga byc albo bezposrednio wykorzystane, albo prze¬ prowadzone przed uzyciem w wodorotlenki lub weglany. Tytan ani jego zwiazki nie byly dotych- 15 30 czas odzyskiwane z czerwonych szlamów.Celem wynalazku jest stworzenie takich warun¬ ków przeróbki czerwonych szlamów aby wystepu¬ jace w nich alkalia latwo sublimowaly, jak rów¬ niez zwiazanie tytanu w takie zwiazki chemiczne, z których moznaby w prosty sposób odzyskac ty¬ tan.Istota wynalazku polega na tym, ze czerwony szlam wzglednie inny podobny surowiec stapia sie w atmosferze redukujacej z wapieniem i do¬ datkiem siarczanu wapnia. W wyniku tego nas¬ tepuje rozklad mineralów zawierajacych alkalia, które na skutek zredukowania ich do postaci me¬ talicznej latwo destyluja w 80% juz w temperatu¬ rze 1623 K, a naistepniie lacza sie z bezwodnikiem kwasu siarkowego na siarczany, które w postaci sublimatu, po schlodzeniu wydzielaja sie na elek¬ trofiltrach. Równoczesnie powstaly z rozkladu siar¬ czanu wapniowego nadmiar tlenku wapniowego w momencie swego powstawania reaguje z tyta¬ nianem wapniowym itworzac rotwór staly o zdefek¬ towanej strukturze to jest wysoikotemperaturowa odmiane perowsikitu CaO-Tii02.Po oddzieleniu znanym sposobem zelaza, ochlo¬ dzeniu zuzla oraz wylugowaniu tlenku glinu po¬ zostalosc zawierajaca CaO • Ti02 zadaje sie kwa¬ sem siarkowym w wyniku czego tworzy sie roz¬ twór siarczanu tytanu, z którego na drodze dal¬ szej obróbki mozna uzyskac tytan metaliczny wzglednie tlenek tytanu. 126 338126 338 Przyklad: Wysuszony czerwony szlam o nas¬ tepujacym skladzie chemicznym: Si02 — 12,8% Fe203 — 25,6%, Al2Os — 24,7%, T102 — 9,7%, CaO — 8,8%, SC3 — 0,7%, Na2Q — 5,9%, K20 — 0,6%, MnC2 — 0,1%, reszta — 0,2%, straty praz. — 10,8%, zmieszano i zmielono z surowcem wapiennym, w proporcji wagowej 57% wysuszonego czerwone¬ go szlamu, 41% weglanu wapniowego oraz 2% an- . hydrytu, a nastepnie stopiono w atmosferze re¬ dukujacej. W czasie stapiania juz w temperaturze 1623 K nastepuje rozklad mineralów zawieraja¬ cych alkalia, które na skutek zredukowania ich do postaci metalicznej latwo destyluja w 80% juz w temperaturze 1623 K, a nastepnie lacza sie z bezwodnikiem kwasu siarkowego na siarczany, które w postaci sublimatu, po schlodzeniu wydzie¬ laja sie na elektrofiltrach. Równoczesnie powsta¬ ly z rozikladu siarczanu wapniowego nadmiar tlenku wapniowego w, momencie swego powsta¬ wania, reaguje z tytanianem wapniowym, tworzac roztwór staly o zdefektowanej strukturze t.zn. wysokotemperaturowa odmiane perowskitu CaO • • Ti02.Po odsublimowaniu alkaliów i osiagnieciu tem¬ peratury 1823 K oddziela sie zredukowane zelazo od stopionego zuzla. Nastepnie zuzel chlodzi sie znanym sposobem z predkoscia okolo 283 K/min do 973 K. W wyniku tego chlodzenia; zuzel w 100% smaorzutnde ulega rozpadowi na drobny pyl o srednim wymiarze ziaren okolo 30 am.Rozpadniejty zuzel zawiera* krystaliczna, wyso¬ kotemperaturowa, polimorficzna odmiane 12 CaO • • 7 Al2Os oraz wysokotemperaturowa odmiane pe¬ rowskitu CaO • Ti02.Z kolei rozpadniety zuzel poddaje sie proceso¬ wi lugowania 6% wodnym roiztworem sody w celu odzyskania tlenku glinu, który przechodzi do roz¬ tworu w postaci metaglinianu sodu. Pozostalosc po lugowaniu glinu posiada nastepujacy sklad che¬ miczny: Si02 — 13,8%, Fe203 — 0,05%, A1203 — 5,0%, Ti02 — 10,2%, CaO — 55,3%, S02 — 0,07%, Na20 — 0,5%, K20 — 0,0%, straty praz. — 14,5%.Pozostalosc poekstrakcyjna przemywa sie gora¬ cym rozcienczonym kwasem siarkowym w celu calkowitego usuniecia z osadu resztek tlenku gli- 15 25 30 35 40 45 nu. Po pierwszym przemyciu goracym, rozcien¬ czonym kwasem siarkowym, pozostalosc zawiera¬ jaca 17,3% wagowych CaO • Ti02 miesza sie przez 1/2 godziny z 62% kwasem siarkowym w propor¬ cji 1:5 w temperaturze okolo 363 K. Tytan pod wplywem kwasu siarkowego przechodzi do roz¬ tworu w 70% wagowych w postaci siarczanu ty¬ tanowego. Zdekantowany i odfiltrowany roztwór siarczanu tytanowego poddany zostaje zageszcze¬ niu. Osad po odfiltrowaniu od roztworu siarczanu tytanowego prazy sie w temperaturze 623 K rów¬ noczesnie odzyskujac zawarty w nim kwas siar¬ kowy. Nastepnie osad ten poddaje sie sproszko¬ waniu.Ppwstale tworzywo o barwie bialej posiada do¬ bre wlasnosci wiazacego gipsu budowlanego, lat¬ wo sie barwi i moze byc stosowane do wytwa¬ rzania szlachetnych tynków i barwnych zapraw wiazacych. Uzyskane tworzywo wiazace ma nas¬ tepujacy sklad chemiczny: Si02 — 8,4%, Fe203 — S03 — 48,2%, 0,0%, Ti02 — 1,7%, CaO — 33,5%, straty praz. — 8,0%, reszta — 0,2%.Z jednej czesci wagowej czerwonego szlamu uzyskano: — 0,177 czesci wagowych surówki ze¬ laza — Fe, 0,198 czesci wagowych tlenku glinu — A1203, 0,151 czesci wagowych tytanu w postaci SO„ H20 w tym, 0,068 czesci wagowych Ti02 • Ti02, 0,057 czesci wagowych alkaliów, 0,920 czesci wagowych tworzywa wiazacego.Za strzezenie patentowe Sposób otrzymywania alkaliów i siarczanu ty¬ tanu, znamienny tym, ze czerwony szlam wzgled¬ nie inny podobny surowiec stapia sie w atmos¬ ferze redukujacej z wapieniem i dodatkiem siar¬ czanu wapnia, a nastepnie ze zredukowanych do metalu alkaliów w temperaturze 1623 K odzys¬ kuje sie alkalia w postaci sublimatu, po czym po oddzieleniu zelaza, ochlodzeniu zuzla oraz wy¬ lugowaniu tlenku glinu znanym sposobem, pozos¬ talosc zawierajaca wysokotemperaturowa odmiane perowskitu CaO • Ti02 zadaje sie kwasem siarko¬ wym uzyskujac roztwór siarczanu tytanowego.LZGiaf. Z-d Nr 2 — 365/85 90 egz. A4 Cena 106 zl PL

Claims (1)

1. Za strzezenie patentowe Sposób otrzymywania alkaliów i siarczanu ty¬ tanu, znamienny tym, ze czerwony szlam wzgled¬ nie inny podobny surowiec stapia sie w atmos¬ ferze redukujacej z wapieniem i dodatkiem siar¬ czanu wapnia, a nastepnie ze zredukowanych do metalu alkaliów w temperaturze 1623 K odzys¬ kuje sie alkalia w postaci sublimatu, po czym po oddzieleniu zelaza, ochlodzeniu zuzla oraz wy¬ lugowaniu tlenku glinu znanym sposobem, pozos¬ talosc zawierajaca wysokotemperaturowa odmiane perowskitu CaO • Ti02 zadaje sie kwasem siarko¬ wym uzyskujac roztwór siarczanu tytanowego. LZGiaf. Z-d Nr 2 — 365/85 90 egz. A4 Cena 106 zl PL