RU2139249C1 - Способ переработки титансодержащего сырья - Google Patents

Способ переработки титансодержащего сырья Download PDF

Info

Publication number
RU2139249C1
RU2139249C1 RU98114888/12A RU98114888A RU2139249C1 RU 2139249 C1 RU2139249 C1 RU 2139249C1 RU 98114888/12 A RU98114888/12 A RU 98114888/12A RU 98114888 A RU98114888 A RU 98114888A RU 2139249 C1 RU2139249 C1 RU 2139249C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ammonium
solution
titanium
iron
precipitate
Prior art date
Application number
RU98114888/12A
Other languages
English (en)
Inventor
П.С. Гордиенко
И.Г. Масленникова
Н.М. Лапташ
В.К. Гончарук
А.А. Смольков
Original Assignee
Институт химии Дальневосточного отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт химии Дальневосточного отделения РАН filed Critical Институт химии Дальневосточного отделения РАН
Priority to RU98114888/12A priority Critical patent/RU2139249C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2139249C1 publication Critical patent/RU2139249C1/ru

Links

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к переработке титансодержащего сырья, продукты которого будут использованы для получения тонкодисперсного титанового и железооксидного пигментов. Пигменты используют в лакокрасочной, керамической, строительной, кожевенной и бумажной промышленностях. Сущность изобретения заключается в способе переработки титансодержащего сырья. Способ основывается на сплавлении титансодержащих концентратов с гидродифторидом аммония, последующим водным выщелачиванием спека, отделением выпавших при рН 7-8 солей фторферратов аммония и кристаллизации из очищенного от железа раствора гексафторотитаната аммония. Техническим результатом способа является повышение качества основных товарных продуктов (железооксидных и титанового пигментов), снижение энергоемкости процесса и упрощение схемы переработки ильменитового сырья. 4 з.п.ф-лы.

Description

Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья, а именно к технологии переработки ильменитового сырья с целью получения титанового и железооксидного пигментов.
Вскрытие ильменитового сырья проводят различными способами, однако, известно что использование растворов фтористоводородной кислоты для вскрытия ильменитового сырья является более эффективным процессом по сравнению с обработкой серной, соляной или азотной кислотами (R.K. Biswas, M.G.K. Mondal. Hydrometallurgy., 1987, N 17, c. 385 - 390).
Известен способ производства титанового пигмента, содержащего 99,9% TiO2 и 0,004% Fe, включающий обработку ильменита раствором HF, осаждение соединений титана и железа раствором NaOH, растворение твердого остатка соляной кислотой 7,5 М, двухстадийную экстракцию Fe(III) метилизобутилкетоном, экстракцию титана 2-этилгeксилфосфорной кислотой, извлечение его из органической фазы с помощью 0,5 М Na2CO3 и последующее прокаливание до TiO2 при 1000oC. (R. K. Biswas, М.В. Habib, N.C. Dafadev. Hydrometallurgy., 1992, N 28, c. 119 - 126).
Однако данный способ является излишне сложным, дорогим, требующим большого числа реагентов, которые впоследствии необходимо регенерировать.
Использование для вскрытия титанового сырья гидродифторида аммония (NH4HF2) существенно упрощает схему переработки (N.C. Cabeldu, J.H. Moss, A. Wright. Proc. Conf. High Temperature Chemistly of Inorganic and Ceramic Materials (Keeic, 1976) London, 1977, p. 154).
Наиболее близким к заявляемому является способ переработки титансодержащего минерального сырья, включающий фторирование исходного сырья путем спекания его с гидродифторидом аммония в соотношении 95 - 117 мас.% от стехиометрического, термообработку профторированной массы с последующим разделением продуктов фторирования путем возгонки, пирогидролиз фтораммониевого комплекса титана с получением диоксида титана. Оставшийся после возгонки титана шлам гидролизуют при 800 - 840oC с получением "легированного" оксида железа (п. РФ N 2058408, опубл. 20.04.96).
Полученный таким способом диоксид титана оказывается загрязнен железом, так как при содержании железа в исходном сырье 25% и выше трудно предотвратить пылеунос мелкодисперсных фторидов железа на стадии сублимации. Кроме того, поскольку оксид железа, полученный пирогидролизом, загрязнен наряду с другими примесями фторидами кальция и магния, которые не подвержены гидролизу в указанном интервале температур, то он не может использоваться как железооксидный пигмент высокой чистоты. Основная стадия процесса - стадия возгонки - является энергоемким и сложным процессом, сопровождающимся разложением фторокомплексов титана и железа, что приводит к выделению аммиака. Выделившийся аммиак частично восстанавливает титан четырехвалентный до трехвалентного, который окрашен в фиолетовый цвет, что ухудшает качество конечного товарного продукта TiO2. Кроме того, на стадии возгонки в газовую фазу попадает летучее соединение ванадия, так что содержание его в возгоне составляет ≈ 0,2 - 0,3%, что также влияет на степень белизны полученного оксида титана.
Задача изобретения - повысить качество основных товарных продуктов - титанового и железооксидного пигментов, снизить энергоемкость процесса и упростить схему переработки ильменитового сырья.
Поставленная задача решается предлагаемым способом переработки титансодержащего сырья, при котором после фторирования исходного сырья путем его спекания с гидродифторидом аммония образующийся спек выщелачивают водой при Т: Ж = 1: (2-4), непрореагировавшее сырье возвращают на стадию спекания, а полученный раствор декантируют, разделяя осадок образовавшихся комплексных соединений фторидов железа от раствора, pH которого затем доводят до 7-8, выпавший при этом осадок фтороферрата аммония отделяют, а из оставшегося раствора кристаллизуют гексафторотитанат аммония.
Способ осуществляют следующим образом.
Исходный ильменитовый концентрат смешивают с гидродифторидом аммония (NH4HF2) в массовом соотношении, близком к стехиометрическому (95-117%, как в прототипе), и нагревают до 150 - 200oC. Фторирование ильменита описывается уравнением:
FeTiO3 + (3,5+x)NH4HF2 + { (x+2)/4} O2 ---> (NH4TiF7 + (NH4)xFeF2x +0,5NH3 + (2+x/2)H2O
Горячий спек заливают водой при Т:Ж = 1: (2-4). Непрореагировавшее сырье возвращают на стадию спекания, а образующийся мутный раствор декантируют и отстаивают. Осадок отделяют. Последующий пирогидролиз этого осадка при 300 - 500oC приводит к получению красно-коричневого пигмента α- Fe2O3.
Соотношение Т : Ж > 1 : 2 приводит к пересыщению раствора и преждевременному выпадению кристаллов (NH4)2TiF6, а Т : Ж < 1 : 4 ведет к неоправданному перерасходу воды и увеличению времени последующей кристаллизации гексафторотитаната аммония.
В раствор после декантации добавляют гидроксид аммония до pH 7-8 с целью снижения растворимости фтораммониевого комплекса железа (NH4)xFeF2x (2 < x ≤ 3), который в этих условиях выпадает в осадок.
Заявляемый интервал pH определяется необходимостью наиболее полного выделения железа из раствора. При pH < 7 возрастает растворимость фтораммониевых комплексов железа, что впоследствии приводит к загрязнению диоксида титана, а при pH > 8 происходит образование оксофторокомплексов титана, которые выпадают в осадок, что в свою очередь ведет к потерям диоксида титана и загрязнению оксида железа.
Для повышения pH целесообразно использовать образовавшийся на стадии фторирования гидроксид аммония.
Выпавший после этой операции осадок фтороферрата аммония (NH4)xFeF2x (2 < x ≤ 3) отделяют, а из оставшегося раствора выкристаллизовывают гексафторотитанат аммония (NH4)2TiF6, содержание железа в котором составляет не более 1•10-1 мас.%. Количество образовавшегося (NH4)2TiF6 составляет около 30% от содержащегося в растворе. В оставшийся маточник вносят следующую порцию освобожденного от железа раствора гексафторотитаната аммония и вновь подвергают кристаллизации. Таким образом, предлагаемый процесс является непрерывным, исключающим потери титана.
Для дальнейшего снижения содержания железа в конечном продукте проводят перекристаллизацию (NH4)2TiF6 в присутствии карбоната аммония, что снижает уровень содержания железа в кристаллах до 3 - 5•10-3 мас.%.
Полученный предлагаемым способом гексафторотитанат аммония затем перерабатывают известными способами на TiO2, например, путем пирогидролиза, как в прототипе.
Выпавший осадок комплексного фторида железа (NH4)xFeF2x (2 < x ≤ 3), обработанный раствором карбоната аммония, позволяет получить оранжевый оксигидроксид железа β- FeOOH, который обладает высокими пигментными свойствами (Г. Ф. Беленький, И. В. Рискин. "Химия и технология пигментов". Л.: Химия, 1974. С. 370).
Концентрация раствора карбоната аммония, который используют как для получения оксигидроксида железа β- FeOOH, так и для перекристаллизации гексафторотитаната аммония, не влияет на конечный результат выполняемых операций и определяется только необходимостью сохранения минимальной степени разбавления растворов. Поэтому количество карбоната аммония для проведения этих процессов как минимум должно в два раза превышать стехиометрически необходимое,
Таким образом, заявляемый способ переработки ильменитового сырья позволяет значительно снизить содержание примесей в конечном титановом продукте, так как такие примеси как, например, ванадий, не загрязняют монокристаллический осадок гексафторотитаната аммония, поскольку при переработке остаются либо в осадке фтороферратов аммония, что не оказывает влияния на качество железооксидных пигментов, либо в растворе после перекристаллизации гексафторотитаната аммония. Отсутствие таких энергоемких стадий, как возгонка и сублимация приводит к упрощению способа и значительному выигрышу в энергорасходах.
Содержание железа и титана определяют атомно-абсорбционным способом на приборе.
Пример выполнения способа.
30 г ильменитового концентрата, содержащего (мас. %) 28,2 Ti и 31,0 Fe, смешивают с 66 г NH4HF2, помещают в стеклографитовый стакан объемом 0,5 л и нагревают в печи до 180oC. Спекание проводят в течение 1,5 часов, собирая в отдельную емкость выделяющиеся в процессе фторирования пары воды и аммиака. Горячий спек заливают 350 мл воды (Т:Ж = 1:3,5) и при перемешивании сливают мутный раствор в стакан, при этом тяжелые частицы непрореагировавшего ильменита (m=1,9 г) оседают на дно. Осадок промывают, добавляя еще 50 мл воды. Мутный раствор отстаивают и отделяют осадок фторидных соединений железа (NH4FeF3 + (NH4)xFeF2x), масса которого составляет 26,7 г.
Образовавшийся продукт помещают в печь, нагревают до 400oC с одновременным пропусканием водяного пара. Образуется 9,5 г красно-коричневого α- Fe2O3.
В раствор после отделения основной части железа, содержащий 20 мг/мл Ti и 1,8 мг/мл Fe, добавляют 6 мл 25% раствора NH4OH до pH 8. Раствор оставляют стоять для выпаривания. Образуются прозрачные монокристаллы (NH4)xFeF2x. Обрабатывая эти кристаллы раствором карбоната аммония (40 г/л), получают мелкодисперсный оранжевый порошок оксигидроксида железа β- FeOOH.
Раствор, освобожденный от железа и содержащий гексафторотитанат аммония, медленно упаривают наполовину и отделяют выпавший осадок (NH4)2TiF6 массой 9 г, содержащий 0,1% Fe. Перекристаллизация полученного осадка из водного раствора снижает содержание железа до 7•10-3%>, а перекристаллизация из раствора, содержащего 10 мл карбоната аммония (40 г/л) - до 3•10-3% железа.

Claims (5)

1. Способ переработки титансодержащего сырья, включающий фторирование сырья путем спекания его с гидродифторидом аммония, отличающийся тем, что после спекания проводят выщелачивание спека водой при Т:Ж=1(2-4), полученный раствор декантируют, отделяя осадок комплексных фторидов железа от раствора, затем рН раствора доводят до 7-8, выпавший при этом осадок фтороферрата аммония отделяют, а из оставшегося раствора кристаллизуют гексафторотитанат аммония.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для осаждения фтороферрата аммония используют аммиак, выделяющийся на стадии спекания.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок фтороферрата аммония подвергают пирогидролизу при 300-400oC.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок фтороферрата аммония подвергают обработке раствором карбоната аммония.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок гексафторотитаната аммония обрабатывают раствором карбоната аммония.
RU98114888/12A 1998-07-20 1998-07-20 Способ переработки титансодержащего сырья RU2139249C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114888/12A RU2139249C1 (ru) 1998-07-20 1998-07-20 Способ переработки титансодержащего сырья

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114888/12A RU2139249C1 (ru) 1998-07-20 1998-07-20 Способ переработки титансодержащего сырья

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2139249C1 true RU2139249C1 (ru) 1999-10-10

Family

ID=20209242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98114888/12A RU2139249C1 (ru) 1998-07-20 1998-07-20 Способ переработки титансодержащего сырья

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139249C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518860C2 (ru) * 2009-09-02 2014-06-10 ША Лилинь Обогащенный титаном остаток ильменита, его применение и способ получения титанового пигмента
RU2620440C1 (ru) * 2016-06-16 2017-05-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук Способ комплексной переработки титансодержащего минерального сырья

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518860C2 (ru) * 2009-09-02 2014-06-10 ША Лилинь Обогащенный титаном остаток ильменита, его применение и способ получения титанового пигмента
RU2620440C1 (ru) * 2016-06-16 2017-05-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук Способ комплексной переработки титансодержащего минерального сырья

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4923682A (en) Preparation of pure titanium dioxide with anatase crystal structure from titanium oxychloride solution
DE60010702T2 (de) Behandlung von titanerz zur herstellung von titandioxidpigmenten
US4288415A (en) Process for manufacturing titanium compounds using a reducing agent
US4288418A (en) Process for manufacturing titanium dioxide
CN1159424A (zh) 溶解和提纯五氧化二钽的方法
US5527469A (en) Method for the preparation of desulfurized titanium oxide hydrolysate of high purity
US4288416A (en) Process for manufacturing titanium compounds
JPS61183123A (ja) 顔料品位の二酸化チタン製造方法
WO2003089674A2 (en) Acid beneficiation of ore
RU2365647C1 (ru) Способ переработки титансодержащего сырья
AU585617B2 (en) Purification of zirconium compounds
RU2139249C1 (ru) Способ переработки титансодержащего сырья
EP1194378B1 (en) Processing aqueous titanium solutions to titanium dioxide pigment
AU685018B2 (en) Process for preparing high-purity zirconium oxychloride crystals
JPH0920519A (ja) 高純度二酸化チタンの製造方法
FI91270C (fi) Menetelmä titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi
JP7525482B2 (ja) チタン担持材料からの生成物の抽出方法
RU2058408C1 (ru) Способ переработки титансодержащего минерального сырья
RU2314259C1 (ru) Способ переработки вольфрамсодержащего материала
US4275041A (en) Process for manufacturing a stable titanyl sulfate solution
US3711600A (en) Process for preparing calcined oxides
CA1157230A (en) Process for manufacturing titanium compounds
RU2182886C2 (ru) Способ разделения титана и железа
CA1157229A (en) Process for manufacturing titanium compounds using a reducing agent
RU2144504C1 (ru) Способ разделения железа и титана

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060721

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090721