Sposób wytwarzania koncentratu dwutlenku tytanu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia koncentratu dwutlenku tytanu z zelaziaka ty¬ tanowego. Dokladniej dotyczy on sposobu produk¬ cji koncentratu dwutlenku tytanu bogatego w ty¬ tan, droga lugowania kwasem .mineralnym zela¬ ziaku tytanowego, takiego jak na przyklad ilme- nit, leukoksen, arizonit celem usuniecia rozpusz¬ czalnego w kwasie skladnika takiego jak zelazo.Do wytwarzania pigmentu dwutlenku tytanu metoda chlorowa i wytwarzania przemyslowego metalicznego tytanu powinien byc stosowany suro¬ wiec najwyzszej klasy i o dobrych wlasnosciach fluidalnych ze wzgledu na dwa procesy prowadza¬ ce do otrzymania czterochlorku tytanu — proces chlorowania surowca zawierajacego tytan metoda fluidalna i proces oddzielania zanieczyszczen. Jako surowiec stosuje slie glównie rude rutylowa, która uzywana jest takze w duzych ilosciach jako suro¬ wiec do wytwarzania elektrod do spawania luko¬ wego. Jednakze zapasy rudy rutylowej sa niewiel¬ kie i ostatnio wraz ze wzrostem zapotrzebowania, zapasy te ulegaja prawdopodobnie szybkiemu wy¬ czerpaniu. W zwiazku z tym czynione sa próby wytwarzania rudy rutylowej jako koncentraitu dwutlenku tytanu, droga wzbogacania niskopro¬ centowego zelaziaku tytanowego takiego, jak idme- nit, który zawiera mniej tytanu niz rutyl, ale jego zapasy sa wieksze.Jako metode wzbogacania zelaziaku tytanowego w tytan stosowano metode lugowania kwasem. W 10 115 20 25 2 metodzie tej zelaziak tytanowy, np. ilmenit lugo¬ wany jest kwasem mineralnym, w wyniku czego zostaje rozpuszczone i usuniete z rudy zelazo, i in¬ ne rozpuszczalne w kwasie zanieczyszczenia, a wzrasta przez to procentowa zawartosc tytanu. Me¬ toda ta jest stosunkowo prosta, jednak trudno jest otrzymac w zwyklych warunkach przemyslowych wysoko procentowy koncentrat dwutlenku tytanu, na przyklad zawierajacy powyzej 80P/o wagowych dwutlenku tytanu. W celu otrzymania wysoko pro¬ centowego koncetratu dwutlenku tytanu zgodnie z ta metoda, w dodatku kosztowna, surowa ruda musi byc najpierw dokladnie rozdrobniona i lugo¬ wana przez dlugi czas w wysokiej temperaturze i pod wysokim cisnieniem. Otrzymany koncentrat jest jednak zbyt drobnoziarnisty, aby mozna go uzyc do produkcji czterochlorku tytanu metoda chlorowania w warstwie fluidalnej oraz nie na¬ daje sie do produkcji elektrod spawalniczych.Celem wynalazku jest wyprodukowanie koncen¬ tratu dwutlenku tytanu o wysokiej zawartosci ty¬ tanu droga lugowania ziarnistej rudy tytanowej, tak zwanego zelaziaku tytanowego za pomoca efek¬ tywnego i niezbyt drogiego kwasu, ulepszona po¬ wyzej opisana metoda lugowania kwasem i produ¬ kowanie ziarnistego koncentratu dwutlenku tyta¬ nu o takich samych wlasnosciach fluidalnych jak naturalnie wystepujaca ruda rutylowa. Ponadto, celem zgloszonego wynalazku jest opracowanie me¬ tody wytwarzania koncentratu dwutlenku tytanu 8096380963 o lepszych wlasnosciach przetwórczych i nadajacej sie do zastosowania w skali przemyslowej. Pozo¬ stale korzysci wynikajace z powyzszego wynalazku wykaze opis.Ruda tytanowa, tak zwany zelaziak tytanowy 6 wystepuje albo w postaci zloza skalnego, albo zlo¬ za piaskowego. Taka surowa ruda w celu dalszego przerobu musi byc rozdrobniona na zdarna o wy¬ miarach odpowiadajacych sitom od 20 do 200 mesh wedlug sit Tylera, z których usunieto metoda 10 magnetycznego rozdzielania skale plonna oraz inne zanieczyszczenia i otrzymano gruboziarnista rude zawierajaca 40' do G0% tytanu. Przewaznie trudno jest totrzyma£ r korg^ptteat dwutlenku tytanu o 90% zawartosci T$02 m^idze lugowania kwasem po- 16 wyzszego surowca bez uprzedniego jego rozkru- szefiia.. Mugatrw&te lugowanie kwasem, w celu otriyn^ntfuvw^.601^j|^ocerLtowego koncentratu daje w wyniku KOhceritrat drobnosproszkowanego dwu¬ tlenku tytanu. Jednakze obecnie stwierdzono, ze 20 istnieje nieoczekiwanie duza róznica stezen tytanu w czasteczkach rudy i ze w poczatkowym okresie lugowania, gdy calkowita zawartosc Ti02 nie jest zbyt wysoka, istnieja jednak czastki wzbogacone w tytan do pozadanego stezenia, na przyklad pol a godz. lugowania kwasem siarkowym. Nie jest jesz¬ cze wyjasniona przyczyna faktu, ze w przypadku lugowania kwasem mineralnym gruboziarnistej ru¬ dy tytanowej — zelazdaka tytanowego istnieje duza róznica stezen tytanu w poszczególnych ziarnach 30 rudy, jednakze przypuszcza sie, ze na reakcje lu¬ gowania kwasem wplywa to, ze: czasteczki rudy zmieniaja swoja strukture pod wplywem lugowa¬ nia bardzo róznie i róznia sie reaktywnoscia z kwasem, czasteczki nawet o takich samych wy- 36 miarach, ale o róznej powierzchni zaleznej od stopnia pokruszenia, róznia sie pod wzgledem reak¬ tywnosci z kwasem oraz czasteczki róznia sie mie¬ dzy soba tak wymiarami, jak i wlasnosciami fi¬ zycznymi. 40 Ponadto stwierdzono, ze koncentrat posredni otrzymany w procesie lugowania kwasem jest produktem gruboziarnistym o wymiarach ziaren, w zasadzie podobnych do ziaren surowej rudy; ze mozliwe jest rozdzielanie magnetyczne konceotra- ** tu w silnym polu magnetycznym i ze bardzo latwo mozna rozdzielic czasteczki odpowiednio wzboga¬ cone do niedostatecznie wzbogaconych. To dopro¬ wadzilo do nastepnego wniosku, a mianowicie, ze gruboziarnisty wysokoprocentowy koncentrat dwu- 60 tlenku tytanu mozna produkowac na skale prze¬ myslowa stosujac magnetyczne rozdzielanie kon¬ centratu posredniego na gruboziarnista frakcje wy¬ sokoprocentowego koncentratu dwutlenku tytanu i frakcje niedostatecznie wzbogacona w tytan, któ- 56 ra poddaje sie dalszemu lugowaniu kwasem.Zalety obecnego wynalazku sa nastepujace: mozliwosc otrzymywania wysokoprocentowego kon¬ centratu dwutlenku tytanu porównywalnego do rudy rutylowej, poniewaz mimo stosowania jako surowca rudy gruboziarnistej, czastki jej sa w do¬ statecznym stopniu lugowane, zaleznie od stopnia ich reaktywnosci; zmniejszona ilosc powstajacego w czasie lugowania bardzo drobnego produktu, na skutek usuwania z ukladu czastek wzbogaconych w w kolejnosci ich reaktywnosci. W ten sposób otrzy¬ muje sie gruboziarnisty koncentrat o odpowiednich wlasnosciach fizycznych, który moze byc stosowany jako surowiec wyjsciowy do procesu chlorowania metoda fluidalna oraz do produkcji elektrod spa¬ walniczych; zmniejszony czas lugowania kwasowe¬ go surowej rudy, obnizona ilosc uzywanego kwasu mineralnego do lugowania i zmniejszona przez to objetosc zbiornika do lugowania; nie jest konieczne podnoszenie zawartosci tytanu w calym produkcie lugowanym, ze wzgledu na pózniejsze rozdzielanie magnetyczne koncentratu posredniego na frakcje dostatecznie wzbogacona i niedostatecznie wzbo¬ gacona. Wynika stad, ze proces lugowania mozna prowadzic wieloetapowo w systemie ciaglym, a sposób wedlug wynalazku mozna w zwiazku z tym zaadoptowac do produkcji przemyslowej koncen¬ tratu dwutlenku tytanu na wielka skale.Proces produkcji koncentratu dwutlenku tytanu, zgodnie z wynalazkiem obejmuje lugowanie rudy tytanowej — zelaziaka tytanowego o ziarnach nie przechodzacych przez standardowe sito Tylera o oczkach 200 mesh, za pomoca kwasu mineralnego, magnetyczne rozdzielenie koncentratów posrednich celem rozdzielenia ich na czastki wizbogacone ao pozadanego stopnia i stanowiace frakcje niemagne¬ tyczna i czastki niedostatecznie wzbogacone sta¬ nowiace frakcje magnetyczna i lugowanie powtórne frakcji magnetycznej kwasem mineralnym celem otrzymania koncentratu o wysokiej zawartosci dwutlenku tytanu. Mówiac o zelaziaku tytanowym mamy na mysli rude zalazna zawierajaca tytan, taka jak ilmenit, odmiane ilmenitu na przyklad arizonit, mieszane krysztaly ilmenitu na przyklad rude ilmenitowo-hematytowa, i tym podobne, lub zelaziak tytanowy otrzymany metoda fizyczna lub chemiczna z powyzszych rud, co bedzie omówione w dalszej czesci opisu.Rudy typu zelaziaku tytanowego dziela sie na dwa typy: — ruda typu skalnego otrzymywana z po¬ zostalosci skalnych i ruda typu piaskowego produ¬ kowana z piasku morskiego lub piasku rzecznego.W .procesie opisanym w tym wynalazku mozna stosowac oba typy rud, z tym, ze zalecany jest ra¬ czej typ piaskowy. Ruda tytanowa typu piaskowe¬ go wzbogacana jest w pierwotnej postaci, a ruda typu skalnego poddawana jest najpierw kruszeniu, a potem dopiero wzbogacaniu. Stosuje sie prze¬ waznie rudy z niewielka iloscia ziaren mniejszych od 2100 mesh wedlug sita standardowego Tylera.W procesie, który opisano w obecnym zgloszeniu mozna uzywac rude gruboziarnista, bez potrzeby jej kruszenia. W zasadzie zalecana jest ruda o wy¬ miarach ziaren od 20—200 mesh wg standardowe¬ go sita Tylera. Jesli stosuje sie rude w postaci drobnego proszku lub o ziarnach mniejszych niz 200 mesh, to otrzymany koncentrat dwutlenku ty¬ tanu jest zbyt drobnoziarnisty, aby mógl byc stoso¬ wany do chlorowania metoda fluidalna i do pro¬ dukcji elektrod spawalniczych. Wystepuja równiez duze klopoty przy rozdzielaniu magnetycznym ta¬ kiego produktu i stad nie wykorzystanie wszyst¬ kich zalet powyzszego wynalazku. Z drugiej strony jesli ziarna sa zbyt duze, to wzbogacanie takiej rudy jest trudne i nie mozna otrzymac materialu5 wysokoprocentowego. Procent wzbogacenia w tytan i latwosc prowadzenia procesu lugowania kwasem rózni sie w zaleznosci od pochodzenia i rodzajów stosowanej surowej rudy typu zelazdaku tytano¬ wego.Obecnie stwierdzono, ze gdy poddac rozdzielaniu magnetycznemu surowa rude, w celu usuniecia ziaren o magnetyzmie wzglednym ponizej 100 i po¬ wyzej 400 — przyjmujac, ze dla wzorcowego tlenku zelaza to pozostala frakcja posiada srednia wartosc mag¬ netyzmu wzglednego w granicach 250—160, nie wy¬ kazujac specjalnej róznicy jesli chodzi o sklad chemiczny w porównaniu z innymi frakcjami i mo¬ ze byc latwo wzbogacona metoda lugowania kwa¬ sem mineralnym. Stad w pewnych przypadkach pozadane jest aby rude ulegajaca trudno wzboga¬ caniu poddac najpierw rozdzielaniu magnetyczne¬ mu i otrzymana w ten sposób frakcje nadajaca sie do wzbogacania traktowac jako surowiec do dalszego przerobu. Przez standardowy tlenek ze¬ laza nalezy rozumiec a-Fe2Os otrzymany przez roz¬ puszczenie odpowiedniej jakosci siarczanu zelaza w dejonizowanej wodzie, utlenianie powietrzem zobojetnianego amoniakiem roztworu celem wy¬ tracenia uwodnionego tlenku zelaza poddanego nastepnie odsaczeniu, przemywaniu woda i kalcy- nowandu przez 2 godziny w temperaturze 80O°C.Warunki prowadzenia rozdzielania magnetycznego zaleza, od rodzaju separatora magnetycznego, ilosci wejsciowego surowca, szybkosci poruszania sie ru¬ dy w polu magnetycznym i wlasnosci fizycznych rudy. Jednakze w przypadku stosowania sepera- tora magnetycznego typu RAPID, który jest ro¬ dzajem tasmowego separatora, odpowiednia frakcja przeznaczona do wzbogacania zbierana jest jako frakcja magnetyczna, jedynie przy gestosci najsil¬ niejszego strumienia magnetycznego na tasmie w zakresie od 9000 do 15000 gaussów. W tym przy¬ padku 9000 gaussów i 15000 gaussów odpowiada odpowiednio 400 i 100 w skali magnetyzmu wzglejd- nego, a powyzsza zbierana frakcja ma srednia war¬ tosc magnetyzmu wzglednego w granicach 250—150.Równiez w przypadku stosowania innego typu se¬ paratora magnetycznego, mozna tak dobrac warun- kd optymalne, aby zbierac frakcje o magnetyzmie wzglednym w powyzszych granicach. Zelaziak ty¬ tanowy zawiera zwykle 10—BOtyo zelaza III wartos¬ ciowego. Poniewaz te ilosc zelaza III wartoscio¬ wego trudno jest usunac przez lugowanie kwasem mineralnym, dlatego tez, przynajmniej wiekszosc tego zelaza, korzystnie przynajmniej 05#/o calko¬ witej ilosci zelaza, nalezy przeprowadzic w zelazo II wartosciowe, przez redukcje surowej rudy. Re¬ dukcje nalezy tak prowadzic, aby nie zredukowac zelaza III wartosciowego do zelaza metalicznego oraz nie spowodowac spieczenia i stopienia czastek surowej rudy. Szczególowe warunki tej redukcji okreslone sa ogólnymi warunkami dla reakcji re¬ dukcji. Jako czynniki redukujace stosuje sie we¬ giel, wegiel drzewny, antracyt, koks,'wodór, tlenek wegla oraz mieszanine tlenku wegla i wodoru otrzymana z reformingu parowego gazu naturalne¬ go lub benzyny ciezkiej albo przez czesciowe utle¬ nianie olejów opalowych. 80963 6 Przed redukcja, pozadane jest lugowanie rudy kwasem mineralnym w celu usuniecia czesci zela¬ za, zwykle od 10 do 2(M, przez rozpuszczenie go w kwasie. Jesli jx takim wstepnym lugowaniu 6 rude .podda sie redukcji, a nastepnie wzbogaci w tytan droga lugowania kwasem mineralnym, to wówczas rozpuszczanie zelaza staje sie bardzo la¬ twe, wzbogacenie przebiega dostatecznie i. w do¬ datku zmniejszona jest ilosc powstajacego podczas 10 lugowania bardzo drobnego produktu—-mialu.Zelaziak tytanowy lub ruda otrzymana uprzednio przez rozdzielanie magnetyczne lub redukcje, jak to opisano powyzej, wzbogacona jest w tytan przez rozpuszczanie i usuwanie przynajmniej czesci ze- 16 laza droga lugowania jej w pierwszym stadium kwasem mineralnym. Jako kwasy mineralne, wy¬ starczajaco efektywne i nadajace sie do zastoso¬ wania przemyslowego, uzywane sa — kwas siar¬ kowy, solny, odpadowy kwas przemyslowy zawie- 20 rajacy jeden z tych kwasów lub oba* itd., odpado¬ wy kwas przemyslowy zawierajacy kwas siarkowy, na przyklad odpadowy kwas siarkowy uzyskany po hydrolizie przy produkcji dwutlenku tytanu me¬ toda siarczanowa, odpadowy kwas do wytrawiania 25 itd. W przypadku kwasu siarkowego, stezenie kwa¬ su podczas lugowania kwasem wynosi od 100 do 000 g/l, pozadane od 200—600 g/l wolnego kwasu siarkowego; dla kwasu solnego — powyzej 100 g/l, pozadane — 160 do 300 g/l wolnego kwasu.solnego. 30 Do lugowania mozna stosowac naczynia typu otwartego i naczynia typu zamknietego. Aby jed¬ nak otrzymac wysokoprocentowy koncentrat dwu¬ tlenku tytanu w krótkim czasie, nalezy prowadzic lugowanie w podwyzszonej temperaturze, stosujac 36 naczynia typu zamknietego. Pozadana temperatura lugowania wynosi powyzej 80°C.Jesli /podczas lugowania kwasem mineralnym dla przyspieszenia hydrolizy soli tytanu dodany jest zarodek krystaJlizacyjny, to dziala on jako pro- 40 motor rozpuszczania zelaza przy jednoczesnym re¬ gulowaniu procesu rozpuszczania tytanu. Równiez obecnosc soli tytanu III wartosciowego i/lub jonu fluorkowego w ukladzie ulatwia proces rozpuszcza¬ nia zelaza. Dlatego tez dodanie tych skladników 46 wplywa na polepszenie efektywnosci procesu wzbogacania. Przez zarodek przyspieszajacy hydro¬ lize soli tytanu rozumie sie zarodek dodany w czasie hydrolizy roztworu soli tytanu dla wytra¬ cenia tytanu. W obecnosci tego zarodka przyspie- 60 szana jest termiczna hydroliza wodnego roztworu soli tytanu, np. siarczanu tytanu, czterochlorku ty¬ tanu itd. Zarodek ten jest przewatoie w formie koloidalnej, na przyklad uwodnione tlenki metalu o podwyzszonej aktywnosci, zarodkowej, takie jak 55 tlenki tytanu, cyny, niobu, tantalu, krzemu itd.Sposoby otrzymywania zarodków sa nastepujace: wodny roztwór soli tytanu takiej, jak siarczan ty¬ tanu, czterochlorek tytanu itd. zobojetnienia sie amoniakiem lub innymi substancjami alkalicznymi 60 otrzymujac koloidalny, uwodniony tlenek tytanu, którego aktywnosc zarodkowa mozna zwiekszyc przez energiczne mieszanie, jesli to jest konieczne; czesciowo zobojetniony roztwór soli tytanu, takiej jak siarczan tytanu, czterochlorek tytanu i tym «5 podobne zostaje ogrzany i wlany do goracej wody7 ulegajac hydrolizie termicznej do koloidalnego tlenku tytanu; wodny roztwór soli niobu lub tan¬ talu Jak pieciochlorek niobu, pieciochlorek tantalu i tym podobne, na przyklad roztwór kwasu fluoro¬ wodorowego zostaje zobojetniony amoniakiem lub inna substancja alkaliczna, w" ceJu potrzymania uwodnionego koloidalnego tlenku niobu i tlenku tantalu, których aktywnosc zarodkowa mozna w zasadzie zwiekszyc przefc energiczne mieszanie; wodny roztwór cyniami lufo krzemianu, na przy¬ klad cynian sodu, krzemian sodu i tym podobne dodaje sie do kwasu mineralnego w celu otrzyma¬ nia uwodnionego koloidalnego tlenku cyny lub tlenku krzemu; wodny roztwór cyniami lub krze¬ mianu, na przyklad cynianu sodu, krzemianu sodu dodaje sie do ukladu, w którym material zelazo- tytanowy lugowany jest kwasem mineralnym, w celu utworzenia bezposrednio w ukladzie powyzszej substancji koloidalnej.W sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac i inne zarodki oprócz powyzej opisanych, jesli ma¬ ja tylko podobna aktywnosc zarodkowa. Na przy¬ klad inny sposób otrzymywania zarodków opisano w ksiazce pod tytulem Tytan II wyd. 19G6 rok, autor Jelks Borksdale, wydawnictwo The Ronald Press Company, N.Y., USA, na stronach 264-H278.Jednakze taka mala czasteczka wodziajnu dwutlen¬ ku tytanuj jak utworzona podczas lugowania su¬ rowca tytamo-zelazowego kwasem mineralnym, ma mala aktywnosc zarodkowa i nie ma praktycznie znaczenia jako zarodek w sposobie wedlug wyna¬ lazku. Ilosc dodawanego zarodka w reakcji lugo¬ wania kwasowego zmienia sie w zaleznosci od su¬ rowca, warunków jego obróbki, i tym podobnych, i chociaz nie mozna tego powiedziec z cala pewnos¬ cia, to w zasadzie procent molowy tlenku .metalu W zarodku w stosunku do zawartosci dwutlenku tytanu w surowcu, wynosi od 0,1 do 10°/o, zwykle od 0,3 do 5,0%. Ten zakres mozna oczywiscie zmie¬ niac w zaleznosci od stopnia aktywnosci zarodko¬ wej i w przypadku uzywania zarodka o odpowied¬ nio wysokiej aktywnosci najmniejsza ilosc wynosi 0,l°/t. Oczywiscie mozna stosowac ilosci wybiegaja¬ ce poza ten zakres, jednakze ilosci ponizej 0,1°/© sa rzadko stosowane ze wzgledu na maja ich efek¬ tywnosc, a ilosci powyzej 10°/o daja zbyt mala ko¬ rzysc w stosunku do uzytej iloSci, co jest nieeko¬ nomiczne.Jesli lugowanie kwasem prowadzi sie w obec¬ nosci soli tytanu III wartosciowego, to wówczas sól taka, jak np. siarczan tytanowy dodaje sie do ukladu lugowanego, lub tworzy sie ona w ukla¬ dzie przez dodanie substancji redukujacej takiej jak sproszkowane zelazo metaliczne, które zdolne jest do rozpuszczania sie w cieczy lugowanej d re¬ dukowania soli tytanu IV wartosciowego w tej cieczy.Stezenie soli tytanu III wartosciowego w ukla¬ dzie powinno byc w zasadzie Wieksze niz 1 g/l, a lepiej wieksze niz 3 g/l jako TiOa. W szczególnosci, lepsze wyniki wzbogacania mozna uzyskac, jesli doda sie do ukladu lugowanego jednoczesnie za¬ rodek i powyzej opisana sól tytanu III wartoscio¬ wego. Jako zródlo jonów fluorkowych sluza kwas fluorowodorowy, fluorek amonu, fluorek wapnia 80963 8 itd. Ilosc dodanych jonów fluorkowych wynosi w zasadzie od 0,5—10*V© wag. liczac na surowy mate¬ rial. Proces wzbogacania i lugowania rudy zostaje przerwany w momencie, gdy zaczyna malec szyb- 5 kosc rozpuszczania zelaza w kwasie. Wskutek tego maleje do minimum ilosc odsiewu— mialu, pow¬ stalego podczas lugowania i otrzymany koncenitrat posredni posiada ziarna o wymiarach ziaren suro¬ wego materialu. Koncentrat ten sklada sie z zia- 10 ren wysoko wzbogaconych w tytan na skutek od¬ powiedniego lugowania i lusuniecia zanieczyszczen rpzpuszczalinych w kwasie takich jak zelazo i zia¬ ren o nizszym stopniu wzbogacenia.Zgodnie z wynalazkiem otrzymany po lugowaniu 15 koncentrat posredni poddany jest rozdzielaniu magnetycznemu w silnym polu magnetycznym, w celu rozdzielenia go na ziarna odpowiednio wzbo¬ gacone i stanowiace frakcje niemagnetyczna oraz ziarna niedostatecznie wzbogacone stanowiace frak- 20 cje magnetyczna. Warunki rozdzielania magnetycz¬ nego ustalane sa w zaleznosci od pozadanego stop¬ nia wzbogacenia koncentratu dwutlenku tytanu i w zasadzie, jesli rozdziela sie surowiec na czastki niemagnetyczne o magnetyzmie wzglednym poni- 25 zej 200 przyjmujac dla wzorcowego a-Fe2Os mag¬ netyzm wzgledny ,100 i czastki magnetyczne o mag¬ netyzmie wzglednym wyzszym od 200, to mozna otrzymac jako frakcje niemagnetyczna o ; srednim magnetyzmie wzglednym ponizej 100, wysokopro- 30 centowy koncenitrat, zawierajacy np. powyzej 95% TiC2, porównywalny z ruda rutylowa oraz frakcje o niskiej zawartosci Ti02.Dokladne warunki rozd^elania magnetycznego ustalane sa w zaleznosci od rodzajoi separatora 35 magnetycznego, ilosci surowca wejsciowego, szyb¬ kosci poruszania sie koncentratu posredniego w polu magnetycznym, itd. Na przyklad w przypadku separatora magnetycznego typu RAPID rozdziela¬ nie magnetyczne prowadzi sie zwykle w najsilniej- 40 szym strumieniu magnetycznym o gesitosci na tas¬ mie powyzej 100O0 gaussów. Stosujac rózne typy separatorów magnetycznych takie, jak separator typu tasmowego, typu kola pasowego, typu bebno¬ wego lub typu korytkowego i ustalajac odpowied- 45 nie warunki rozdzielania magnetycznego, mozna wydzielic jako frakcje niemagnetyczna koncenitrat dwutlenku tytanu o pozadanym stopniu wzboga¬ cenia. Otrzymany koncentrat posiada zasadniczo ziarna wielkosci ziaren surowego materialu, nie 150 przechodzace przez sito o oczkach 200 mesh. Roz¬ dzielanie magnetyczne jest ulatwione jesli suszony surowiec nie zawiera wiecej niz 0,5°/o wody adhe- zyjnej. iPrzez odpowiednie lugowanie surowca kwa¬ sem mineralnym mozna droga rozdzielania magne- 95 tycznego wydzielic z lugowanego iukladu okolo 30 do, 80% lugowanego produktu stanowiacego wyso¬ koprocentowy koncentrat dwutlenku tytanu. Cza¬ stki niedostatecznie wzbogacone wydzielone jako frakcja magnetyczna zostaja z powrotem zawró- 00 cone do lugowania kwasem mineralnym w celu wzbogacenia ich do pozadanej zawartosci tytanu.To powtórne lugowanie frakcji magnetycznej moz¬ na prowadzic w takich samych warunkach, jak w powyzej opisanym pierwszym etapie lugowania ru- 65 dy. Frakcja magnetyczna redukowana powtórnie80963 9 w takich samych warunkach jak przy powyzej opisanej pierwotnej redukcji surowej rudy, zawie¬ ra teraz tytan przeksztalcony w forme trudniejsza do rozpuszczenia w kwasie, podczas gdy zawarte zelazo sitaje sie lepiej .rozpuszczalne w kwasie.Dzieki temu mozna latwiej otrzymac wysokopro¬ centowy koncentrat dwutlenku tytanu nie zawie¬ rajacy produktu zbyt drobnoziarnistego w postaci mialu.Pierwszy sposób praktycznego wykorzystania po¬ wyzszego wynalazku w skali przemyslowej obej¬ muje: lugowanie kwasem mineralnym surowej ru¬ dy typu zelaziaku tytanowego, bez wzgledu na to czy ruda byla redukowana, czy nie i magnetyczne rozdzielende otrzymanego koncentratu posredniego na frakcje niemagnetyczna i frakcje magnetyczna, z tym, ze frakcje niemagnetyczna wydziela sie z ukladu, a frakcje magnetyczna zawraca do pro¬ cesu, miesza z surowa ruda tytanowa i poddaje powtórnej przeróbce, uzyskujac w ten sposób zamkniety obieg surowca.Drugi sposób wykorzystania przemyslowego wy¬ nalazku obejmuje: wstepne lugowanie surowej ru¬ dy tjrpu zelaziaku tytanowego kwasem mineralnym w celu rozpuszczenia i usuniecia czesci zawartego w niej zelaza; redukcje wstejpnde lugowanego ma¬ terialu, w celu wymiany w nim przynajmniej wiekszosci zelaza III wartosciowego na zelazo II wartosciowe; lugowanie zredukowanego materialu kwasem mineralnym w celu wzbogacenia go w ty¬ tan i magnetyczne rozdzielenia posredniego kon¬ centratu na frakcje niemagnetyczna i frakcje mag¬ netyczna, przy czym frakcje niemagnetyczna wy¬ dziela sie z ukladu, a frakcje magnetyczna zawra¬ ca do jednego z poprzednich etapów, miesza z su¬ rowa ruda i poddaje powtórnej przeróbce.Trzeci sposób przemyslowego wykorzystania wy¬ nalazku obejmuje: rozdzielanie magnetyczne suro¬ wej rudy typu zelaziaka tytanowego i zebranie frakcji o magnetyzmie wzglednym w zakresie od 250—150 — przyjmujac dla wzorcowego tlenku ze¬ laza a-Fe203 wartosc magnetyzmu wzglednego równa 100; lugowanie zebranej frakcji kwasem mineralnym, celem wzbogacenia jej w tytan i mag¬ netyczne rozdzielenie koncentratu posredniego na frakcje niemagnetyczna i frakcje magnetyczna, przy czym frakcja niemagnetyczna zostaje wydzie¬ lona z ukladu, a frakcja magnetyczna zawrócona do jednego z poprzednich etapów, mieszana z su¬ rowa ruda i poddana powtórnej przeróbce.Proces lugowania kwasem mineralnym, zgodnie z wynalazkiem najlepiej przeprowadzac w syste¬ mie ciaglym. W celu otrzymania koncentratu o dostatecznie wysokiej zawartosci dwutlenku tytanu przez lugowanie rudy, tzw. zelaziaka tytanowego kwasem mineralnym, wymagane jest w zasadzie prowadzenie procesu systemem ciaglym o duzej ilosci etapów i dlugim czasie retencji w kazdym etapie. Jednakze zgodnie z wynalazkiem nie ko¬ nieczne jest, juz w etapie lugowania, podwyzsza¬ nie do maksimum zawartosci tytanu w produkcie, poniewaz koncentrat posredni poddany jest na¬ stepnie rozdzielaniu magnetycznemu na frakcje wzbogacona i frakcje niewzbogacona i z ukjadu wydzielona jest frakcja wzbogacona. Ponadto nie 10 10 15 20 23 30 35 40 45 50 56 60 65 jest najwazniejsze zmniejszanie liczby etapów pro¬ cesu w zwiazku z istnieniem duzej róznicy w reak¬ tywnosci czasteczek natomiast mozna skrócic czas retencji i zmniejszyc pojemnosc naczynia reakcyj¬ nego.Koncentrat o wysokiej zawartosci dwutlenku ty¬ tanu otrzymuje sie podczas rozdzielania rnagne^ tycznego jako frakcje niemagnetyczna lub przez powtórne lugowanie oddzelonej frakcji magnetycz¬ nej. Koncentrat taki posiada ziarna o wymiarach ziaren surowej rudy oraz posiada wlasnosci fi¬ zyczne odpowiednie dla surowca przeznaczonego do chlorowania metoda warstwy fluidalnej lub prze¬ znaczonego do produkcja elektrod spawalniczych.Jesli jest to konieczne, to mala ilosc zawartego w nim bardzo drobnego proszku mozna usunac, w zwykly sposób, np. przez przesiewanie. Przesiew ten mozna wykorzystac albo w takim stanie w ja¬ kim sie on znajduje, albo poddac go granulacji i wykorzystac tak, jak produkt gruboziarnisty.Przyklad I. Jako surowiec stosuje sie ilme- nliit pochodzenia indyjskiego majacy sklad podany w tablicy 1 i rozklad czastek wedlug wielkosci, jak podano w tablicy 2.Skladnik iZawartosc °/o Ta Ti02 59,62 blica 1 Fe calkowite 24,46 FeO 9,49 FespJ 24,62 Tablica 2 Wymiar czastek -mesh Zawartosc °/o 42—60 14,8 00^100 69,4 100—150 114,4 150—200 1,4 100 czesci wagowych powyzszej rudy miesza sie z 5 czesciami wagowymi koksu naftowego i ogrze¬ wa w piecu w celu redukcja, bez dostepu powie¬ trza, w temperaturze 900°C przez 1 godz., po czym uklad chlodzi sie przepuszczajac przez niego azot, a po oddzieleniu nadmiaru koksu poddaje lugo¬ waniu kwasem. Jako kwas do lugowania uzywa sie odpadowy przemyslowy kwas siarkowy odzy¬ skany po hydrolizie przy produkcji dwutlenku ty¬ tanu metoda siarczanowa, o skladzie podanym w tablicy 3.Tablica 3 Skladnik Zawartosc g/l Wolny H*S04 350 Fe calkowite 37 Ti02 8,2 Powyzsza redukowana rude i 3 1 odpadowego kwasu siarkowego na 1 kg redukowanej rudy u- mieszcza sie w autoklawie, mieszanine mieszano przez 6 godz. utrzymujac temperature 130oC) cis¬ nienie w autoklawie 1,5 kg/cm3, a nastepnie prze¬ sacza. Wydzielony z cieczy reakcyjnej koncentrat posredni przesiewa sie na sitach w celu usuniecia mialu o ziarnach ponizej 200 mesh i suszy na po-ii 80963 12 wietrzu. Otrzymany koncentrat posredni zawiera SO^/o wagowo Ti02 i 12,5°/t wagowych calego Fe.Po rozdzieleniu (magnetycznym otrzymuje sie dwie frakcje — czasteczek wzbogaconych i czasteczek niedostatecznie wzbogaconych. Do rozdzielania magnetycznego stosuje sie separator magnetyczny typu RAPID, o nastepujacych parametrach: szyb¬ kosc tasmy 2,5 m/min., grubosc warstwy koncen¬ tratu posredniego na tasmie 0,3 ma gestosc naj¬ silniejszego strumienia magnetycznego w polu magnetycznym — okolo 20000 gaussów; otrzymany koncentrat dwutlenku tytanu, jako frakcja niemag¬ netyczna zawiera — 95,4#/o TJ02 i 2,3§/o calkowi^ tego Fe. Procent odzyskania tej frakcji niemag¬ netycznej do redukowanej rudy wynosi okolo 33,6§/» lezac na TiO£. Srednia wartosc magnetyz¬ mu wzglednego frakcji niemagnetycznej wynosi 21, przyjmujac dla wzorcowego tlenku zelaza —Fe*08 wartosc równa 100, a dla frakcji magnetycznej — 196. Wzorcowy tlenek zelaza otrzymuje sie w na¬ stepujacy sposób: rozpuszcza sie w czystej wodzie odpowiednia ilosc siarczanu zelazawego, otrzymu¬ jac 1 1 roztworu o calkowitym stezeniu zelaza 100 g/l i ciecz ogrzewa do temperatury OO^C. Przez ciecz, w celu jej utlenienia przepuszcza sie po¬ wietrze, rozdzielane na drobne pecherzyki za po¬ moca porowatej plytki oraz gazowy amoniak w ce¬ lu zobojetnienia cieczy. pH cieczy utrzymuje sie na poziomie 5,5, a temperature 90°C. Po utlenieniu powariuj WWW zfiteza po okolo 2 godzinach reakcje przerywa sle^ utworzona zawiesine przesacza, od¬ dzielony osad przemywa woda i suszy na powie¬ trzu. Tak otrzymany tlenek zelaza kalcynuje sie w piecu muflowym w 800°C przez 2 godziny otrzymujac wzorcowy tlenek zelaza. Magnetyzm wzgledny oznacza sie mierzac przyrost wagowy dla 500 mg próbki przy gestosci stumienia magnetycz¬ nego 1800 gaussów za pomoca wagi magnetycznej obliczajac stosunek przyrostu próbki, przyjmujac, ze inkrement wagowy dla wzorcowego tlenku ze¬ laza wynosi 100. W tym przypadku gestosc stru¬ mienia magnetycznego mierzy sie na wysokosci 30 mm od poziomu centralnego dwóch biegunów magnetycznych i na centralnej pionowej linii po¬ miedzy biegunami. Odleglosc miedzy biegunami wynosila 35 mm. Powyzsza frakcje magnetyczna o zawartosci 74,6Vt Ti02 redukuje sie, luguje kwa¬ sem i rozdziela magnetycznie w taki sam sposób, jak w przypadku powyzej opisanej rudy, w celu otrzymania koncentratu dwutlenku tytanu o za¬ wartosci 96,1•/• TK)2 i l,41f/o calkowitego Fe, jako frakcje niemagnetyczna. Stopien odzyskania tej frakcji niemagnetycznej do redukowanej rudy wy¬ nosi 57,lV§ liczac na TiOt. Srednia wairtosc magne¬ tyzmu wzglednego dla frakcji niemagnetycznej wynosi 15, a dla frakcji magnetycznej — 219. Po¬ zostala frakcja magnetyczna zawiera 66,7°/o Ti02 i 19,2*/t calkowitej ilosci Fe i jest powtórnie pod¬ dana redukcji i lugowaniu. Otrzymana frakcja nie¬ magnetyczna jest bogata w TiOs, prawie nie za- wtiera imdalu o ziarnach ponizej 200 mesh i po¬ siada odpowiednie wlasnosci fizyczne, aby mogla byc stosowana w procesie prowadzonym metoda warstwy fluidalnej. Nalezy jednoczesnie zazna¬ czyc, ze wyniki analizy koncentratu opisanego w przykladach sa takie same, jakie otrzymano z ana¬ lizy surowców kalcynowanych przez 2 godz. w temperaturze 800(°G.Przyklad II. Jako surowiec stosuje sie li- menit pochodzenia australijskiego o skladzie po¬ danym w tablicy 4 i o rozkladzie czastek wedlug Wielkosci jak podano w tablicy 5.Tablica 4 Skladnik Zawartosc °/o Ti02 54,26 Fe calkowite 29,52 FeO 20,112 FejOj 19,84 Tablica 5 Wymiiar czastek mesh Zawarjtosc ?'• 42—60 0,9 60-^100 49,2 100^150 40,8 150—200 9,1 Jako kwas mineralny do lugowania stosuje sie przemyslowy odpadowy kwas siarkowy o skladzie 2* podanym w tablicy 6, uzyskany po hydrolizie przy produkcji dwutlenku tytanu w procesie siarczano¬ wym.Skladnik Zawartosc g/l Wplny H.S04 275 Fe calkowite 41 Ti02 5,6 Powyzej opisana rude i 3 1 odpadowego kwasu siarkowego na 1 kg rudy umieszcza sie w auto¬ klawie i utrzymuje w temperaturze 130°C przez 3 godz., ciagle mieszajac, zeby wstepnie wylugo- 40 wac czesc zawartego zelaza i otrzymac produkt zawierajacy 58,29/t TK)2 i 2&,l'/t calkowitej ilosci Fe. 100 czesci wagowych tak otrzymanego wstep¬ nie lugowanego materialu i 10 czesci wagowych koksu miesza sie i ogrzewa w piecu w celu reduk- « cji, bez dostepu powietrza, w temperaturze 900°C przez 1 godz., po ochlodzeniu nadmiar koksu usu¬ wa sie. Tak zredukowana rude luguje sie 3 1 od- podowego kwasu siarkowego na 1 kg redukowa¬ nej rudy, w autoklawie w temperaturze 130PC 30 przez 6 godzin i otrzymuje koncentrat posredni o skladzie 79,4§/o Ti02 i 13,7f/t calkowitej ilosci zela¬ za. Nastepnie otrzymany koncentrat rozdziela sie magnetycznie przy okolo 20000 gaussów w taki sam sposób, jak w przykladzie I, otrzymujac kon- « centrat o skladzie 95,3^/t TiOf i 2,6 calkowitej ilosci Fe, jako frakcje niemagnetyczna. Stopien odzyska¬ nia tej frakcji niemagnetycznej do redukowania rudy wynosi 40,3*/o liczac na TK)2. Srednia war¬ tosc magnetyzmu wzglednego frakcji niemagne- 90 tycznej i frakcji magnetycznej, mierzone w taki sam sposób jak w przykladzie I, wynosza odpo¬ wiednio— 10 i 214. Frakcje magnetyczna powtór¬ nie redukuje sie, luguje kwasem i rozdziela mag¬ netycznie w taki sam sposób, jak w powyzszym 65 przypadku ze wstepnie lugowanym materialem i13 80963 14 otrzymuje koncentrat dwutlenku tytanu zawiera¬ jacy 94,8% Ti02 i 2,9°/o calkowitej ilosci Fe jako frakcje niemagnetyczna. Stopien odzyskania tej frakcji niemagnetycznej w stosunku do redukowa¬ nej rudy wynosi 27,8% liczac na Ti02. Pozostala frakcja magnetyczna zawiera 80,1% TU02 i 13% calkowitej ilosci Fe i zostaje powtórnie przerobio¬ na w taki sam sposób jak poprzednio. Srednie wartosci magnetyzmu wzglednego frakcji niemag¬ netycznej i magnetycznej wynosza odpowiednio — 33 i 150.Przyklad III. Rude o skladzie podanym w tablicy 1, w przykladzie I i o rozkladzie czastek wg wielkosci jak w tablicy 2 •rozdiziela sie magnetycz¬ nie, celem usuniecia czesci nie nadajacych sie do wzbogacenia. Rozdzielanie magnetyczne prowadzi sie stosujac separator magnetyczny typu Rapid o nastepujacych parametrach: szybkosc tasmy 2,5 m/min., grubosc warstwy rudy na tasmie Q,3 mm i gestosc najsilniejszego strumienia magnetycznego na tasmie 9509 gaussów. Frakcje o skladzie po¬ danym w tablicy 7 zbiera sie jako frakcje nie¬ magnetyczna (przy 15000 gaussów brak bylo frak¬ cji niemagnetycznej) traktujac ja jako surowiec do dalszej przeróbki. Zebrana ilosc stanowi 28% liczac na wage rudy. Srednia wartosc magnetyzmu wzglednego frakcji niemagnetycznej i frakcji mag¬ netycznej mierzona w taki sam sposób jak w przy¬ kladzie I wynosi odpowiednio — 158 i 660.Tablica 7 Skladnik Zawartosc % Ti02 62,87 Fe calkowilte 23,75 FeO 3,87 Fe^O, 29,67 100 czesci wagowych tej frakcji i 10 czesci wa¬ gowych koksu miesza sie i ogrzewa w piecu w celu redukcji, bez dostepu powietrza, w tempera¬ turze 900°C przez 1 godiz., po czym schladza nad¬ miar koksu, oddziela i usuwa. Zredukowana rude luguje sie 3 1 powyzej opisanego odpadowego kwa¬ su siarkowego na 1 kg redukowanej rudy, w tem¬ peraturze 130°C przez 6 godzin, w celu otrzymania koncentratu posredniego zawierajacego 90,3% TU02 i 4,13% calkowitej ilosci Fe. Koncentrat posredni rozdziela sie magnetycznie przy okolo 200O0 gau- ssach jak w przykladzie I i otrzymuje koncentrat zawierajacy 95,3% Ti02 i 1,93% calkowitej ilosci Fe, jako frakcje niemagnetyczna. Stopien odzyska¬ nia tej frakcji niemagnetycznej do zredukowanej rudy wynosi 70i,4% liczac na Ti02. Srednia war¬ tosc magnetyzmu wzgednego frakcji niemagnetycz¬ nej i frakcji magnetycznej, mierzona metoda jak w przykladzie I, wynosi odpowiednio 21 i 120.Nastepnie frakcje magnetyczna redukuje sie, lugu¬ je kwasem i rozdziela magnetycznie w sposób jak opisano powyzej, otrzymujac koncentrat zawiera¬ jacy 95,6% TiC2 i 1,88% calkowitej ilosci Fe, ja¬ ko frakcje niemagnetyczna. Stopien odzyskania tej frakcji niemagnetycznej do zredukowanej rudy wynosi 23,4% liczac na TU02. Pozostala frakcja magnetyczna zawiera 44,2% Ti02 i 10,2% calkowitej ilosci Fe. Srednia wartosc magnetyzmu wzglednego frakcji niemagnetycznej i frakcji magnetycznej wynosi odpowiednio — 25 i 127.Przyklad IV. Jako surowiec stosuje sie rude o skladzie podanym w tablicy 4 i o rrozkladzde czastek wg wielkosci jak podano w tablicy 5. 100 czesci wagowych powyzej rudy i 10 czesci wagowych koksu naftowego miesza sie i ogrzewa w piecu w celu redukcji, bez dostepu powietrza, w temperaturze 900°C przez 1 godz., po czym u- klad chlodzi sie przepuszczajac azot, oddziela nad¬ miar koksu i produkt poddaje lugowaniu kwa¬ sem. Jako kwas mineralny do lugowania uzywa sie odpadowy przemyslowy kwas siarkowy odzy¬ skany po hydrolizie przy produkcji dwutlenku ty¬ tanu metoda siarczanowa; sklad tego kwasu po¬ dano w tablicy 8.Tablica 8 Skladnik Zawartosc g/l Wolny HfS04 350 Fe calkowilte 30 Ti02 6,8 600 g powyzszej rudy, 1800 ml odpadowego kwa¬ su siarkowego i 87 ml zarodka zawierajacego 3,3 g Ti02 zaladowuje sie do autoklawu i utrzymuje temperature 130°C przez 8 godzin. Cisnienie w autoklawie wynosi 1,5 kg/cm2. Zarodek przygoto¬ wuje sie przez zobojetnienie roztworu siarc7iHi tytanylu zakwaszonego kwasem siarkowym (TiA 160 g/l) 10%-owym roztworem wodorotlenku sodo¬ wego i stabilizuje w temperaturze 80°C przez 20 minut. Otrzymany zarodek zawiera tytan w po¬ staci Ti02 w ilosci 38 g/1. Otrzymany koncentrat posredni oddziela sie od cieczy lugujacej przez odsaczenie, przesiewa w celu usuniecia mialu o ziarnach ponizej 200 mesh i suszy na powietrzu otrzymujac 436 g koncentratu posredniego zawie¬ rajacego 77,2% Ti02 i 13,4% calkowitej ilosci Fe. 430 g koncentratu posredniego rozdziela sie mag¬ netycznie na czasteczki wzbogacone i niedostatecz¬ nie wzbogacone. Rozdzielanie magnetyczne prowadzi sie stosujac separator magnetyczny typu RAPID stosujac nastepujace warunki: szybkosc tasmy 2,5 m/min,, grubosc warstwy koncentratu posred¬ niego na tasmie — 0,3 mm, gestosc najsilniejszego strumienia magnetycznego na tasmie potrzebna do rozdzielania koncentratu posredniego na frakcje magnetyczna i niemagnetyczna — okolo 20000 gaussów. Ilosc oraz sklad otrzymanej frakcji mag¬ netycznej i niemagnetycznej oraz srednia wartosc magnetyzmu wzglednego zmierzona metoda, jak w przykladzie I, podano w tablicy 9.Tablica 9 Frakcja niema¬ gnetycz¬ na Frakcja magne¬ tyczna Waga g 150 271 Zawartosc Ti02_ % 93,7 69,3 Zawartosc calkowita Fe % 1,1 19,2 Magne¬ tyzm wzgled¬ ny 9 29080963 15 16 ;260 g frakcji -magnetycznej jak w tablicy 9 miesza sie z 559 g rudy o skladzie jak w tabli¬ cy 4 i o rozkladzie czasteczek wg wielkosci, jak w tablicy 5 oraz 82 g koksu naftowego i ogrze¬ wa w piecu w celu redukcji, bez dostepu powie¬ trza, przez 1 godz. w temperaturze 900°C. Prze¬ puszczajac ezot uklad chlodzi sie, oddziela nad¬ miar koksu i pozostaly produkt poddaje lugowaniu kwasem. 810 g powyzszego zredukowanego pro¬ duktu, 1620 ml odpadowego kwasu siarkowego i 5,0 g powyzszego zarodka przeliczajac na zwartosc Trc2 zaladowuje sie do autoklawu i utrzymuje temperature 130°C przez 8 godzin. Cisnienie w autoklawie wynosi 1,5 kg/cm2. Po lugowaniu kwa¬ sowym przesaczeniu zawiesiny w celu usuniecia mialu i suszenia pozostalego produktu na powie¬ trzu otrzymuje sie 614 g koncentratu posredniego, który rozdziela sie magnetycznie na frakcje nie¬ magnetyczna i frakcje -magnetyczna. Ilosc oraz sklad otrzymanych frakcji i srednie wartosci mag¬ netyzmu wzglednego podano w tablicy 10.Tablica 10 Frakcja niema- gnetycz- . na Frakcja magne¬ tyczna Waga g 319 295 Zawartosc Ti02 % 94,4 71,6 Zawartosc calkowita Fe % 1,5 16,9 Magne¬ tyzm wzgledny 13 193 Frakcje niemagnetyczne (tablice 9 i 1«0) sa wy¬ sokoprocentowym koncentratem TiOs, nie zawiera¬ ja mialu ó ziarnach ponizej 200 mesh d moga byc stosowane w procesach z warstwa fluidalna. Frak¬ cje magnetyczna wg tablicy 10 miesza sie z ruda i podldaje obróbce jak opisano powyzej, otrzymu¬ jac podobne wyniki.Przyklad V. Jako surowiec stosuje sie ru¬ de o skladzie podanym w tablicy 1 i o rozkladzie czastek wg wielkosci jak podano w tablicy 2. 100 czesci wagowych powyzej rudy i 5 czesci wago¬ wych koksu naftowego miesza sie i ogrzewa w pie¬ cu w celu redukcji, bez dostepu powietrza, w tem¬ peraturze 900°C przez 1 godz., po czym przepusz¬ czajac powietrze uklad chlodzi sie i po oddzieleniu nadmiaru koksu pozostalosc poddaje lugowaniu kwasem. 300 g powyzszego zredukowanego produk¬ tu i 600 ml 20% HC1 zaladowuje sie do otwarte¬ go naczynia z chlodnica zwrotna i pozostawia do przereagowania w temperaturze wrzenia okolo 108°C przez 4 godz. Po lugowaniu zawiesine prze¬ sacza sie, produkt staly najpierw przesiewa usu¬ wajac mial o ziarnach ponizej 200 mesh, a potem suszy na powietrzu i otrzymuje 215 g koncentra¬ tu posredniego zawierajacego 86,0% Ti02 i 6,6% calkowitej ilosci Fe. 200 g tego koncentratu posredniego rozdziela sie magnetycznie na czasteczki wzbogacone i niedo¬ statecznie wzbogacone. Rozdzielanie magnetyczne przeprowadza sie stosujac separator typu RAPID o nastepujacych parametrach: szybkosc tasmy — 2,5 m/min., grubosc warstwy koncentratu posred¬ niego na tasmie — 0i,3 mm, gestosc najsilniejszego struimienia magnetycznego w polu magnetycznym na tasmie, konieczna do rozdzielenia na frakcje niemagnetyczna i frakcje magnetyczna — okolo 20000 gaussów. Ilosc oraz sklad frakcji niemag¬ netycznej i frakcji magnetycznej otrzymane w tych warunkach i ich srednie wartosci magnetyzmu wzglednego mierzonego metoda jak w przykladzie I, podano w tablicy 11.Tablica 11 Frakcja niema¬ gnetycz¬ na Frakcja magne¬ tyczna Waga g 150 50 Zawartosc Ti02 % 92,8 65,8 Zawartosc calkowita Fe % 1,8 19,7 Magne¬ tyzm wzgledny 2-5 221 Frakcja niemagnetyczna jest wysokoprocento- wyim koncentratem dwutlenku tytanu, prawie nie zawiera mialu o ziarnach ponizej 200 mesh i po¬ siada wlasnosci fizyczne pozwalajace stosowac ja jako surowiec w metodzie fluidalnej. Frakcje magnetyczna poddaje sie powtórnej przeróbce.Przyklad VI. Jako surowiec stosuje sie rude o skladzie podanym w tablicy 1 i o rozkladzie cza¬ stek wedlug wielkosci jak podano w tablicy 2. 100 czesci wagowych powyzszej rudy i 5 czesci wagowych koksu naftowego miesza sie i ogrzewa w piecu w celu redukcji, bez dostepu powietrza, w temperaturze 900°C przez 1 godz., po czym prze¬ puszczajac azot uklad chlodzi sie i po oddzieleniu nadmiaru koksu pozostaly produkt poddaje lugo¬ waniu kwasem. Stosuje sie odpadowy kwas siar¬ kowy odzyskany z procesu hydrolizy przy produk¬ cji dwutlenku tytanu metoda siarczanowa; sklad tego kwasu podano w tablicy 8. 1 kg powyzszej zredukowanej rudy, 3 1 odpadowego kwasu siar¬ kowego i 92 ml rotworu soli tytanu III wartoscio¬ wego (zawierajacego 12 g soli tytanu III wartos¬ ciowego jako Ti02) zaladowuje sie do autoklawu i utrzymuje w nim temperature 130°C przez 8 go¬ dzin — cisnienie w autoklawie 1,5 kg/cm2. Roz¬ twór siarczanu tytanowego otrzymuje sie dodajac do roztworu siarczanu tytanylu (TK)2 160 g/l) za¬ kwaszonego kwasem siarkowym 20%-owy nadmiar w stosunku do ilosci stechiometryozneij koniecznej do zamiany siarczanu tytanylu *w siarczan tytano¬ wy, sproszkowanego zelaza .metalicznego. Tempera¬ ture roztworu utrzymuje sie na wysokosci 80°C przez 2 godziny.Otrzymany roztwór siarczanu tytanowego zawie¬ ra 130 g/l siarczanu tytanowego jako Ti02. Kon¬ centrat posredni oddzielony od cieczy lugowanej przez filtracje przesiewa sie w celu usuniecia mia¬ lu o ziarnach ponizej 200 mesh i suszy na powie- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 '55 6080963 17 1* tfzu, otrzymujac 782 g posredniego koncentratu, tofóry zawiera 83, '770 g tego koncentratu posredniego rozdziela sie magnetycznie na czastki wzbogacone i niedosta¬ tecznie wzbogacone. Rozdzielanie magnetyczne pro¬ wadzi sie przy okolo 200(00 gaussach taka sama metoda, jak w przykladzie IV. Ilosc i sklady otrzymanych frakcji niemagnetycznej i magnetycz¬ nej oraz srednie wartosci magnetyzmu wzglednego mierzone taka sama metoda jak w przykladzie I, podano w tablicy 12.Tablica 12 Frakcja niema¬ gnetycz¬ na Frakcja magne- 1 tyczna Waga g 432 338 Zawartosc Ti02 •/o 95,4 66,7 Zawartosc calkowita Fe •/o 1,3 16,6 Magne- tynm wzgledny 14 196 1 330 g frakcji magnetycznej wg tablicy 12 miesza sie z 565 g rudy o skladzie jak w tablicy 1 i o rozkladzie czastek wg wielkosci jak w tablicy 2 oraz 45 g koksu naftowego i ogrzewa w piecu w celu redukcji, bez dostepu powietrza, w tempera¬ turze 9O0°C przez 1 godz., po czym przepuszcza¬ jac azot uklad chlodzi sie i po oddzieleniu nad¬ miaru koksu, otrzymany produkt poddaje sie lu¬ gowaniu kwasem. 800 g powyzszego zredukowane¬ go materialu, 2400 ml odpadowego kwasu siarko¬ wego i 74 ml powyzszego roztworu soli tytanu III wartosciowego (zawierajacego 9,6 g soli tyta¬ nu III wartosciowego jako TK2) zaladowuje sie do autoklawu i utrzymuje przez 8 godzin w tempe¬ raturze 130°C — cisnienie w autoklawie — 1,5 kg/ /cm2. Po lugowaniu zawiesine przesacza sie, pro¬ dukt staly najpierw przesiewa w celu usuniecia mialu, a potem suszy na powietrzu d otrzymuje 651 g koncentratu posredniego, który rozdziela sie (magnetycznie na frakcje niemagnetyczna i frakcje magnetyczna. Ilosc, sklad i srednie wartosci mag¬ netyzmu wzglednego tych frakcji podano w tabli¬ cy 13.Tablica 13 Frakcja niema¬ gnetycz¬ na Frakcja magne¬ tyczna Waga g 423 226 Zawartosc Ti02 •/• 96,7 67,<0 Zawartosc calkowita Fe •/o 1,1 16,4 Magne¬ tyzm wzgledny 12 194 1 Frakcje magnetyczne (tablice 12 i 13) sa wyso¬ koprocentowym koncentratem TiOa, prawie nie za¬ wieraja mialu o ziarnach ponizej 200 mesh i mo¬ ga byc stosowane w procesie z warstwa fluidal¬ na. Frakcje magnetyczna wg .tablicy 13 miesza sie z ruda i poddaje powtórnie przeróbce takiej samej jak opisano powyzej, otrzymujac podobne rezulta¬ ty. PL