RU2182886C2 - Titanium-iron separation process - Google Patents
Titanium-iron separation process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182886C2 RU2182886C2 RU2000121319A RU2000121319A RU2182886C2 RU 2182886 C2 RU2182886 C2 RU 2182886C2 RU 2000121319 A RU2000121319 A RU 2000121319A RU 2000121319 A RU2000121319 A RU 2000121319A RU 2182886 C2 RU2182886 C2 RU 2182886C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- iron
- solution
- ammonium
- ammonium fluoride
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фторидной технологии переработки железосодержащих титановых руд и может быть использовано для получения диоксида титана высокой степени чистоты. The invention relates to fluoride technology for processing iron-containing titanium ores and can be used to produce titanium dioxide of high purity.
Железо является основным мешающим компонентом, значительно снижающим качество получаемых титановых продуктов, поэтому основная задача переработки железосодержащего титанового сырья заключается в достижении как можно более полного разделения титана и железа при наименьших затратах. Iron is the main interfering component, significantly reducing the quality of the resulting titanium products, so the main task of processing iron-containing titanium raw materials is to achieve the most complete separation of titanium and iron at the lowest cost.
Известны несколько способов разделения железа и титана во фторидных растворах, получаемых при вскрытии железосодержащих титановых руд раствором фтористоводородной кислоты
Так, известен способ разделения железа и титана в полученном при вскрытии фторидном растворе экстракцией железа (III) алкилфосфорными кислотами в органическую фазу (п. США 4168297).Several methods are known for the separation of iron and titanium in fluoride solutions obtained by opening iron-containing titanium ores with a solution of hydrofluoric acid
Thus, there is a known method for the separation of iron and titanium in a fluoride solution obtained upon opening by extraction of iron (III) with alkylphosphoric acids into the organic phase (US Pat. No. 4,168,297).
Данный способ позволяет разделить железо и титан не более чем на 99,5%, что впоследствии приводит к получению недостаточно чистой двуокиси титана. Предлагаемый процесс экстракции достаточно дорог, сложен и экологически опасен. This method allows you to separate iron and titanium by no more than 99.5%, which subsequently leads to the production of insufficiently pure titanium dioxide. The proposed extraction process is quite expensive, complex and environmentally hazardous.
Известен способ разделения железа и титана во фторидном растворе, при котором фторидные соединения железа осаждают при рН 4-8. Образовавшийся осадок отделяют, а фильтрат является исходным раствором для получения в дальнейшем диоксида титана (п. РФ 2144504, опубл. 20.01.2000 г.). A known method of separating iron and titanium in a fluoride solution, in which fluoride iron compounds are precipitated at pH 4-8. The precipitate formed is separated, and the filtrate is the initial solution for the subsequent production of titanium dioxide (Cl. RF 2144504, publ. 01.20.2000).
Известен также способ разделения железа и титана в растворе, основанный на различной растворимости их соединений в растворе фтористого аммония. Согласно данному способу в полученном после вскрытия фторидном растворе железо осаждают растворами аммиака и фтористого аммония при рН 6,0-6,8 в виде фтороферратов аммония. Осадок удаляют, а в полученном растворе фторотитаната аммония доосаждают оставшееся двухвалентное железо в виде сульфида (п. США 4107264, опубл. 15.08.78). There is also known a method for the separation of iron and titanium in solution, based on the different solubility of their compounds in a solution of ammonium fluoride. According to this method, in the fluoride solution obtained after opening, iron is precipitated with solutions of ammonia and ammonium fluoride at pH 6.0-6.8 in the form of ammonium fluoroferrates. The precipitate is removed, and in the resulting solution of ammonium fluorotitanate, the remaining ferrous iron is precipitated in the form of sulfide (U.S. Pat. No. 4,107,264, publ. 15.08.78).
Однако во всех приведенных способах разделения оба основных компонента руды - железо и титан - после вскрытия руды одновременно находятся в растворе в форме растворимых солей. Поэтому переведение в осадок солей железа требует особой тщательности во избежание взаимного загрязнения как осадка солей железа солями титана, так и титансодержащего фильтрата солями железа. Кроме этого, на полноту разделения влияет форма нахождения железа в растворе, поэтому необходимо предотвращать окисление Fe+2 в Fe+3 кислородом воздуха введением достаточно большого количества дополнительных реагентов, что не позволяет в дальнейшем достичь необходимой степени очистки титансодержащего раствора.However, in all the above separation methods, both main components of the ore - iron and titanium - after opening the ore are simultaneously in solution in the form of soluble salts. Therefore, the conversion of iron salts into a precipitate requires special care in order to avoid mutual contamination of both the precipitate of iron salts with titanium salts and the titanium-containing filtrate with iron salts. In addition, the completeness of separation is affected by the form in which iron is present in the solution; therefore, it is necessary to prevent the oxidation of Fe + 2 to Fe + 3 by atmospheric oxygen by introducing a sufficiently large number of additional reagents, which does not make it possible to achieve the necessary degree of purification of a titanium-containing solution in the future.
Известен способ разделения железа и титана после вскрытия сырья сплавлением его с гидродифторидом аммония при температуре 50-180oС. Разделение проводят дробной возгонкой, а пирогидролизом образовавшихся соединений получают тетрафторид титана и оксид железа (п. РФ 2058408, С 22 В 34/12).A known method of separating iron and titanium after opening the raw material by fusing it with ammonium hydrodifluoride at a temperature of 50-180 o C. the Separation is carried out by fractional sublimation, and pyrohydrolysis of the resulting compounds receive titanium tetrafluoride and iron oxide (p. RF 2058408, 22 22 34/12) .
Однако данный способ является многостадийным и энергоемким, а полученный товарный продукт - диоксид титана - оказывается загрязнен железом, т.к. при содержании железа в исходном сырье 25% и выше трудно предотвратить пылеунос мелкодисперсных соединений железа на стадии сублимации. However, this method is multi-stage and energy-intensive, and the resulting commercial product - titanium dioxide - is contaminated with iron, because when the iron content in the feedstock is 25% or higher, it is difficult to prevent pyleunos finely dispersed iron compounds at the stage of sublimation.
Наиболее близким к заявляемому является способ разделения железа и титана во фторидных растворах, полученных при обработке руды водным раствором фтористых соединений аммония при большом избытке последних и температуре 90-110oС в закрытом сосуде с дальнейшей отгонкой паров аммиака и воды до образования твердого остатка. Полученный остаток затем выщелачивают либо горячей водой, либо раствором фтористого аммония. Образовавшиеся фтороферраты аммония остаются в осадке, а фторотитанаты аммония переходят в раствор. Раствор отфильтровывают, нейтрализуют и удаляют оставшееся железо обработкой полученного раствора одним из растворимых сульфидов, отделяют образовавшийся осадок, а из полученного раствора, свободного от железа, выделяют чистые соединения титана, главным образом обработкой его гидроокисью аммония до образования гидроксида титана (п. США 2042435).Closest to the claimed method is the separation of iron and titanium in fluoride solutions obtained by treating ore with an aqueous solution of ammonium fluoride compounds with a large excess of the latter and a temperature of 90-110 o C in a closed vessel with further distillation of ammonia and water vapor to form a solid residue. The resulting residue is then leached with either hot water or a solution of ammonium fluoride. The ammonium fluoroferrates formed remain in the precipitate, and ammonium fluorotitanates pass into solution. The solution is filtered, neutralized and the remaining iron is removed by treating the resulting solution with one of the soluble sulfides, the precipitate formed is separated, and pure titanium compounds are isolated from the resulting iron-free solution, mainly by treating it with ammonium hydroxide to form titanium hydroxide (US Pat. No. 2,042,435) .
Однако анализ известного решения показал, что в этом способе процесс вскрытия сырья и разделения железа и титана проходит в несколько стадий, а именно:
- собственно стадия вскрытия с нагреванием реакционной массы досуха;
- стадия выщелачивания, при проведении которой необходимо поддержание определенной концентрации фтористого аммония, поскольку от этого зависит конечное содержание железа в растворе;
- стадия доочистки титансодержащего раствора от железа, которая также требует создания определенных условий: нейтрализации раствора и предотвращения окисления кислородом воздуха двухвалентного железа в трехвалентное, т.к. 3-х валентное железо не удаляется в виде сульфида и остается в титансодержащем растворе, загрязняя его.However, the analysis of the known solution showed that in this method the process of opening the raw materials and separation of iron and titanium takes place in several stages, namely:
- the actual stage of opening with heating the reaction mass to dryness;
- the leaching stage, during which it is necessary to maintain a certain concentration of ammonium fluoride, since the final iron content in the solution depends on this;
- the stage of purification of the titanium-containing solution from iron, which also requires the creation of certain conditions: neutralization of the solution and prevention of oxidation of ferrous iron to trivalent iron by air oxygen, 3-valent iron is not removed in the form of sulfide and remains in the titanium-containing solution, polluting it.
Технической задачей изобретения является повышение степени чистоты титансодержащей фракции за счет увеличения степени разделения железа и титана при одновременном упрощении способа их разделения во фторидном растворе и снижении трудоемкости процесса. An object of the invention is to increase the purity of the titanium-containing fraction by increasing the degree of separation of iron and titanium while simplifying the method of their separation in a fluoride solution and reducing the complexity of the process.
Поставленная задача достигается предлагаемым способом разделения титана и железа, при котором железосодержащее титановое сырье обрабатывают при нагревании водным раствором фтористого соединения аммония при отношении Т:Ж, равном (0,5-2):1, отделяют твердую фазу, а рН жидкой фазы доводят до 6,5-7,5 и удаляют образовавшийся осадок. The problem is achieved by the proposed method for the separation of titanium and iron, in which the iron-containing titanium raw materials are treated by heating with an aqueous solution of ammonium fluoride compounds at a ratio T: W equal to (0.5-2): 1, the solid phase is separated, and the pH of the liquid phase is adjusted to 6.5-7.5 and the precipitate formed is removed.
Предлагаемый способ позволяет практически полностью разделить железо и титан уже на стадии обработки сырья фторирующим агентом и получить титансодержащую фракцию на заключительной стадии с содержанием железа в ней не более 0,015%. The proposed method allows to almost completely separate iron and titanium already at the stage of processing the feed with a fluorinating agent and to obtain a titanium-containing fraction at the final stage with an iron content of not more than 0.015% in it.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
К исходному сырью добавляют фтористое соединение аммония и воду в количестве, обеспечивающим отношение Т:Ж, равном (0,5-2):1 и нагревают смесь. Из образовавшейся суспензии выделяют твердую фазу, а рН жидкой фазы доводят до 6,5-7,5. Выпавший при этом небольшой осадок, представляющий собой оксофторотитанаты аммония, загрязненные соединениями железа, отделяют, а полученный раствор, практически свободный от соединений железа и содержащий фтористые соединения аммония и фторотитанаты аммония, используют для получения необходимых соединений титана любым приемлемым способом. Ammonium fluoride and water are added to the feedstock in an amount providing a T: G ratio of (0.5-2): 1 and the mixture is heated. A solid phase is isolated from the resulting suspension, and the pH of the liquid phase is adjusted to 6.5-7.5. The small precipitate that formed, which is ammonium oxofluorotitanates, contaminated with iron compounds, is separated, and the resulting solution, which is practically free of iron compounds and containing fluorinated ammonium compounds and ammonium fluorotitanates, is used to obtain the necessary titanium compounds in any suitable way.
Например, понижая рН полученного титансодержащего раствора, из него осаждают гидрат гидроксида титана, из которого после прокаливания получают диоксид титана, пригодный для лакокрасочной промышленности (а. с. СССР 251559). For example, lowering the pH of the resulting titanium-containing solution, titanium hydroxide hydrate is precipitated from it, from which, after calcination, titanium dioxide suitable for the paint and varnish industry is obtained (A.S. USSR 251559).
Для обработки железосодержащего титанового сырья в качестве фтористого соединения аммония могут быть использованы как и в прототипе фторид и/или гидродифторид аммония. При этом образуются нерастворимые фтороферраты аммония, которые вместе с незначительным количеством (не более 1,6 мас. %) соединений титана остаются в осадке. Растворимые фторотитанаты аммония переходят в жидкую фазу, содержание железа в которой не превышает 0,5 г/л. For the treatment of iron-containing titanium raw materials, ammonium fluoride and / or ammonium fluoride and / or hydrodifluoride can be used as ammonium fluoride compounds. In this case, insoluble ammonium fluoroferrates are formed, which together with a small amount (not more than 1.6 wt.%) Of titanium compounds remain in the precipitate. Soluble ammonium fluorotitanates pass into the liquid phase, the iron content of which does not exceed 0.5 g / l.
Фтористое соединение аммония прибавляют к сырью либо в виде раствора, либо в сухом виде с последующим добавлением воды, при этом начальная концентрация раствора фтористых соединений аммония не имеет принципиального значения, поскольку не оказывает влияния на сам процесс фторирования, но для его интенсификации целесообразно использовать насыщенные растворы фторирующих соединений. Ammonium fluoride compound is added to the raw material either in the form of a solution or in a dry form, followed by the addition of water, while the initial concentration of a solution of ammonium fluoride compounds is not critical, since it does not affect the fluorination process itself, but it is advisable to use saturated solutions to intensify it fluorinating compounds.
Интенсификации процесса способствует и проведение процесса вскрытия руды при нагревании. Повышение температуры до 50-100oС увеличивает скорость и полноту фторирования.Intensification of the process contributes to the process of opening the ore during heating. Raising the temperature to 50-100 o With increases the speed and completeness of fluorination.
Оптимальным соотношением между твердой и жидкой фазами при обработке сырья является Т: Ж, равное (0,5-2):1. При увеличении соотношения больше 2 возникают проблемы с разделением фаз из-за загущения реакционной массы и уменьшения растворимости солей титана; уменьшение соотношения меньше 0,5 приводит к образованию разбавленного титансодержащего раствора, к неоправданным затратам на переработку больших объемов. The optimal ratio between solid and liquid phases in the processing of raw materials is T: W, equal to (0.5-2): 1. With an increase in the ratio of more than 2, problems arise with phase separation due to thickening of the reaction mass and a decrease in the solubility of titanium salts; a decrease in the ratio of less than 0.5 leads to the formation of a diluted titanium-containing solution, to unjustified costs of processing large volumes.
После обработки руды фтористым соединением аммония реакционная смесь в своей твердой фазе содержит непрореагировавшее сырье, фтороферраты аммония до 26% и фторотитанаты аммония до 1,6%; основным компонентом жидкой фазы являются фторотитанаты аммония с содержанием титана до 28 мг/мл, и небольшое количество железа до 0,3 мг/мл, которое удаляют из этого раствора осаждением при повышении рН до 6,0-7,5. Нарушение заявляемого интервала рН, например увеличение рН свыше 7,5, приводит к неоправданным потерям соединений титана, а при рН менее 6,5 железо частично остается в растворе и не достигается необходимая чистота титансодержащей фракции. After processing the ore with ammonium fluoride, the reaction mixture in its solid phase contains unreacted raw materials, ammonium fluoroferrates up to 26% and ammonium fluorotitanates up to 1.6%; the main component of the liquid phase are ammonium fluorotitanates with a titanium content of up to 28 mg / ml, and a small amount of iron up to 0.3 mg / ml, which is removed from this solution by precipitation with increasing pH to 6.0-7.5. Violation of the claimed pH range, for example, an increase in pH above 7.5, leads to unjustified losses of titanium compounds, and at pH less than 6.5, the iron partially remains in solution and the required purity of the titanium-containing fraction is not achieved.
рН раствора можно регулировать любым растворимым основанием, но, чтобы не загрязнять жидкую фазу введением дополнительных катионов, целесообразно это делать раствором аммиака. The pH of the solution can be adjusted with any soluble base, but in order not to contaminate the liquid phase with the introduction of additional cations, it is advisable to do this with an ammonia solution.
Выпавший при заявляемых рН на стадии осаждения незначительный осадок содержит до 30% титана и до 3% железа. После удаления этого осадка из полученного очищенного раствора и при последующем повышении рН до 9 получают осадок оксофторотитанатов аммония, содержащий не более 0,015% железа и пригодный для получения пигментной двуокиси титана. A minor precipitate at the claimed pH at the precipitation stage contains up to 30% titanium and up to 3% iron. After removing this precipitate from the obtained purified solution and with a subsequent increase in pH to 9, a precipitate of ammonium oxofluorotitanates is obtained containing not more than 0.015% iron and suitable for producing pigment titanium dioxide.
Таким образом, осуществление вскрытия сырья в растворе фтористыми соединениями аммония обеспечивает уже на первой стадии достаточно полное разделение железа и титана, а применение операции доосаждения железа при рН 6,0-7,5 позволяет практически в две стадии, не используя дорогостоящих реактивов и сложного оборудования, с минимальными энергозатратами достичь почти 100%-ного разделения железа и титана и получить титансодержащую фракцию с содержанием железа не более 0,015%. Thus, the autopsy of raw materials in solution with ammonium fluoride compounds provides a fairly complete separation of iron and titanium already at the first stage, and the use of iron re-precipitation at pH 6.0-7.5 allows in almost two stages, without using expensive reagents and complex equipment , with minimal energy consumption, achieve almost 100% separation of iron and titanium and get a titanium-containing fraction with an iron content of not more than 0.015%.
Пример выполнения способа. An example of the method.
К 300 г ильменита добавляют 500 г 40%-ного раствора фторида аммония (Т: Ж= 0,6) и нагревают полученную смесь в течение 1,5 ч при Т=90oС. Образовавшуюся суспензию декантируют и фильтруют. В жидкой фазе содержание железа составляет 0,3 мг/мл, а титана - 28 мг/мл.To 300 g of ilmenite add 500 g of a 40% solution of ammonium fluoride (T: W = 0.6) and heat the resulting mixture for 1.5 hours at T = 90 o C. The resulting suspension is decanted and filtered. In the liquid phase, the iron content is 0.3 mg / ml, and titanium - 28 mg / ml.
Затем 25%-ным раствором аммиака рН жидкой фазы доводят до 6,5. Выпадает незначительный осадок (1 г), который тщательно отделяют. Осадок содержит 29,5% титана и 2,6% железа. Очищенный таким способом от железа раствор содержит фторотитанаты аммония. Концентрация железа в этом растворе - 0,003 мг/мл. Повышают рН раствора до 9,0 25%-ным раствором аммиака, выпадает осадок фторотитанатов и оксофторотитанатов аммония с содержанием железа в них 0,015%. Then, with a 25% ammonia solution, the pH of the liquid phase is adjusted to 6.5. A slight precipitate (1 g) precipitated, which was carefully separated. The precipitate contains 29.5% titanium and 2.6% iron. The solution purified in this way from iron contains ammonium fluorotitanates. The concentration of iron in this solution is 0.003 mg / ml. Raise the pH of the solution to 9.0 with a 25% solution of ammonia, a precipitate of fluorotitanates and ammonium oxofluorotitanates with an iron content of 0.015%.
Железо и титан определяли атомно-абсорбционным (И.А. Столярова, М.П. Филатова "Атомно-адсорбционная спектрометрия при анализе минерального сырья". Л. : Недра, 1981, с. 67-81, 92-101) и рентгено-радиометрическим (Иваненко В. В. и др. "Рентгено-радиометрическое определение кобальта в железо-марганцевых конкрециях океана". Ж. аналит. химии, т.44, в. 2, с.351) методами. Iron and titanium were determined by atomic absorption (IA Stolyarova, MP Filatova "Atomic absorption spectrometry in the analysis of mineral raw materials." L.: Nedra, 1981, pp. 67-81, 92-101) and X-ray radiometric (Ivanenko V.V. et al. "X-ray radiometric determination of cobalt in iron-manganese nodules of the ocean." J. Analytical Chemistry, vol. 44, v. 2, p. 351) by methods.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121319A RU2182886C2 (en) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | Titanium-iron separation process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121319A RU2182886C2 (en) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | Titanium-iron separation process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2182886C2 true RU2182886C2 (en) | 2002-05-27 |
| RU2000121319A RU2000121319A (en) | 2002-08-20 |
Family
ID=20239037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121319A RU2182886C2 (en) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | Titanium-iron separation process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2182886C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623974C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-06-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of processing titanium-containing mineral raw materials |
| RU2649208C1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-03-30 | Виктор Иванович Сачков | Method for processing titanomagnetite crude ore |
-
2000
- 2000-08-08 RU RU2000121319A patent/RU2182886C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623974C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-06-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of processing titanium-containing mineral raw materials |
| RU2649208C1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-03-30 | Виктор Иванович Сачков | Method for processing titanomagnetite crude ore |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60010702T2 (en) | TREATMENT OF TITANIUM FOR THE MANUFACTURE OF TITANIUM DIOXIDE PIGMENTS | |
| RU2392229C2 (en) | Method of titanium dioxide obtainment utilising aqueous fluoride solution | |
| RU2302997C2 (en) | Method of production of the high-purity ammonium dimolybdate (its versions) | |
| US4193968A (en) | Process for recovering gallium | |
| US3104950A (en) | Process for the separation of iron and titanium values by extraction and the subsequent preparation of anhydrous titanium dopxode | |
| US4233063A (en) | Process for producing cobalt powder | |
| US4042501A (en) | Purification of iron containing acidic solutions | |
| SU867319A3 (en) | Method of processing materials containing arsenic and metal | |
| CA1329697C (en) | Method for manufacturing titanium oxide | |
| JPH04238816A (en) | Preparation of copper arsenate | |
| RU2005115122A (en) | METHOD FOR PRODUCING TITANIUM DIOXIDE | |
| RU2620440C1 (en) | Method of complex processing of titanium-containing mineral raw materials | |
| RU2365647C1 (en) | Method of processing of raw materials containing titanium | |
| JPH08504234A (en) | Titanium ore beneficiation | |
| RU2182886C2 (en) | Titanium-iron separation process | |
| US6090354A (en) | Process for the production of titanium oxide | |
| EP0298763A2 (en) | Method for recovering titanium | |
| AU2010217184A1 (en) | Zinc oxide purification | |
| US4150092A (en) | Process for recovering vanadium values from acidic chloride solutions | |
| US2963342A (en) | Process for recovering tungsten values from tungsten-bearing ore | |
| US4302428A (en) | Yellowcake processing in uranium recovery | |
| CA1239769A (en) | Continuous procedure of obtention of compounds of aluminum from aluminum silicates and other aluminum ores | |
| CA1119383A (en) | Recovery of cr.sub.2o.sub.3 from a chromium bearing solution | |
| EP0046973B1 (en) | Process for the production of high-purity iron oxide | |
| RU2157420C1 (en) | Method of processing of vanadium-containing converter slags |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100809 |