UA112537C2 - Модифікація матеріалу, що містить титан - Google Patents

Модифікація матеріалу, що містить титан Download PDF

Info

Publication number
UA112537C2
UA112537C2 UAA201307532A UAA201307532A UA112537C2 UA 112537 C2 UA112537 C2 UA 112537C2 UA A201307532 A UAA201307532 A UA A201307532A UA A201307532 A UAA201307532 A UA A201307532A UA 112537 C2 UA112537 C2 UA 112537C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
tim
reaction
ions
iron
solution
Prior art date
Application number
UAA201307532A
Other languages
English (en)
Inventor
Вуурен Девід Стейн ван
Джако Джоханнес Сванепол
Original Assignee
Сіесайар
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 Сіесайар filed Critical Сіесайар
Publication of UA112537C2 publication Critical patent/UA112537C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1236Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching
    • C22B34/1259Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching treatment or purification of titanium containing solutions or liquors or slurries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1236Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching
    • C22B34/124Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors
    • C22B34/1245Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors containing a halogen ion as active agent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Спосіб модифікації титанистого матеріалу включає нітрування і відновлення титанистого матеріалу, який містить ТіОі оксиди Fe за присутності азоту і вуглецю, для перетворення ТіОна TiN і відновлення більшої частини оксидів Fe до Fe. Fe окислюється замість TiN з утворенням іонів Fe, після чого іони Feвидаляються, щоб одержати модифікований матеріал, що несе TiN і має низький вміст Fe.

Description

Даний винахід стосується модифікації матеріалу, що містить титан (інша назва такого матеріалу - титанистий матеріал). Зокрема, даний винахід стосується способу модифікації матеріалу, що містить титан.
Традиційні процеси, і зокрема традиційні комерційні процеси, одержання Тісі використовують вихідні титанисті матеріали з високим вмістом ТіО». ТіОг» реагує з хлором у високотемпературному хлораторі (близько 900 "С) з утворенням Тісісх, який використовується в крупно-масштабному виробництві для одержання пігменту ТіОг і металічного титану. Нажаль, хлор при високих температурах реагує не вибірково, внаслідок чого він споживається іншими складовими вихідних титанистих матеріалів.
Був би бажаним спосіб модифікації титанистих матеріалів, таких як титанистий залізняк (ільменіт), до форми, яка потребує менше хлору, або продукує менше хлоридних відходів з домішок у вихідному титанистому матеріалі і може утворювати ТісСіІ. на етапі технологічного процесу, що здійснюється при нижчій температурі. Було б також вигідно, якби такий спосіб був більш економічним і міг модифікувати титанисті матеріали низького класу, такі як шлак низького класу, що містить титан.
У відповідності до цього винаходу, тут пропонується спосіб модифікації титанистого матеріалу, який включає: нітрування і відновлення титанистого матеріалу, який містить ТіО» і окисли Ее, в присутності азоту і вуглецю для перетворення Ті» на ТІМ і відновлення більшої частини окислів Ре на Ее; окислення Ре замість Тім з утворенням іонів Еег»; і видалення іонів Ге-- з одержанням модифікованого матеріалу, що містить ТІМ при низькому вмісті Ге.
Типово, такий модифікований матеріал, що містить ТіМ при низькому вмісті Ге, являє собою суміш ТіО, ТІМ і ТіС.
Певна кількість окислів Бе, наприклад Бе? і Рез», буде таким чином присутньою в титанистому матеріалі. Окисли Бе в титанистому матеріалі за наявності вуглецю і високої температури відновлюються до Ее, тоді як ТіО» в титанистому матеріалі азотується до ТІМ.
Перевагу дає те, що ТІМ є більш реактивним, ніж ТіО», і хлор, інший ніж той, що зв'язується з Ге, реагує вибірково з ТіМ при значно нижчих температурах, ніж з ТіОг, наприклад при температурі
Зо близько 170 7С-250 С, з утворенням ТіСі« і суттєво без утворення непотрібних хлоридів, за виключенням Ресі» та/або Еесі»з.
Таким чином, запропонований спосіб може включати хлорування модифікованого матеріалу, що несе ТІМ і має низький вміст Ре, завдяки чому ТІМ в ньому перетворюється на
ТІСі«. Відповідну хімічну реакцію можна представити так:
ТІМ я ес «ТІЄЇ о М. (у
Оскільки більшу частину, якщо суттєво не все, Ре у вигляді іонів Ге?" було видалено при одержанні матеріалу, що несе ТіМ і має низький вміст Бе, хлорування ТіМ буде мати своїм наслідком те, що залізом буде споживатись мало хлору, а це вигідно поліпшить економічність способу за цим винаходом.
Хлорування ТіМ є вибірковим по відношенню до основної маси домішок, які можуть знаходитись в матеріалі, що несе ТіМ і має низький вміст Ре, таких як 5іО», Сас, АІ2Оз і Мо0. Ці сполуки не вступають в реакцію з хлором при низьких температурах, конкретно при температурі близько 170 "С-250 "С, коли ТІМ реагує з хлором (Сіг).
Нітрування і відновлення титанистого матеріалу, який містить ТіОг» і окисли Ее за присутності вуглецю і азоту, для перетворення ТіОг на ТІМ і відновлення окислів Бе до Ее можуть здійснюватись будь-яким методом, відомим спеціалістам в цій галузі, таким як метод, описаний в публікації 05 6,629,838. Типово, для здійснення нітрування і відновлення використовується велика піч, яка дає карбо-нітридний проміжний продукт, що містить ТІМ і Ге.
Як має бути зрозумілим, для цього етапу способу необхідним є джерело азоту. Коли в наявності є установка або засоби розділення повітря для одержання кисню, використовуваного для подальшої обробки, доцільно для цілей нітрування застосовувати азот з установки розділення повітря. Хімічну реакцію нітрування ТіОг» можна представити так:
ТОЮ» б БМ «ТІМ з 200 (2)
Однак, коли ТіО» є присутнім в основному у вигляді БеО.ТіО», як у випадку ільменіту, що є найбільш поширеною мінеральною сировиною, наразі використовуваною для добування титану,
ЕеєО.ТіО» може піддаватись карбо-термічному нітруванню з одержанням ТІМ і металічного Ее, а також одного або більше окислів вуглецю (тобто, СО та/або СО2). У спрощеному вигляді реакцію нітрування і відновлення для РеоО.ТіОг можна представити так:
Е РеОТЮ» Зб я Мо Бе ТІМ к 3003, 0 (З)
У більш складній формі реакцію нітрування і відновлення для БеО.ТіОг можна описати за допомогою ілюстративної реакції (За): з БеОлЛібг2,ВС я ьМо- Бе ТІМ 2,6СО 8 02СО. (За)
Окислення Ге замість ТІМ з утворенням іонів Ге може таким чином включати реакцію карбо- нітридного проміжного продукту, що містить ТіМ і Бе, з окислювальним аніоном для перетворення Бе на Ре. Типово, такий окислювальний аніон використовується у вигляді водного розчину солі.
Таким водним розчином солі може бути розчин якогось хлориду, переважно розчин Еесі»з.
Перевагою є те, що і Ресі», і ГеСі» мають високу розчинність у воді. Однак слід розуміти, що є і інші солі, наприклад нітрати, які також можуть бути придатними для використання у способі за цим винаходом. Для того, щоб процес був ефективним і економічним, іони заліза мають бути у формі водорозчинної солі і відповідна сіль заліза також має бути водорозчинною, забезпечуючи водне вилуговування солі заліза з карбо-нітридного проміжного продукту.
Коли Ресіз використовується у вигляді водного сольового розчину, наступна реакція, тобто реакція (4), описує окислення Ре замість ТІМ з утворенням іонів Бег-:
Б ге я гБЕеСТ водна ях ЗБесСтьгводно ТІМ (4)
Цю реакцію можна зручно здійснювати при температурі оточуючого середовища, але більш високі температури аж до температури кипіння розчину хлориду заліза (трьохвалентного) посилюють швидкість реакції між іонами Рез і Бе, а також підвищують розчинність як трьохвалентного, так і двохвалентного хлориду заліза.
Переважно, під час нітрування і відновлення титанистого матеріалу всі оксиди заліза відновлюються до металічного заліза, причому не тільки до його двохвалентної форми. Це типово трапляється у будь-якому випадку в сильно відновлювальних умовах при температурі близько 1300 "С, яка використовується для нітрування ТіОг з утворенням ТіМ. Типово, залізо є присутнім у вигляді малих часточок, що є рівномірно перемішаними з малими часточками ТІМ, які спікаються разом з рештою титанистого матеріалу, тобто утворюють карбо-нітридний проміжний продукт, що містить ТІіМ і Ге. Це дає ту перевагу, що дозволяє екстрагувати залізо як
Ре», використовуючи РесСіз (хлорид трьохвалентного заліза) у відповідності до реакції (4) замість застосовування соляної кислоти. Водень при цьому не утворюється, на відміну від випадку з екстракцією соляною кислотою у відповідності до реакції (5):
Без НОЇ щі Бесі. я Но (5), що дозволяє уникнути загроз, пов'язаних з утворенням водню, і проблем, викликаних утворенням піни. Більше того, реакція з БеСіз є швидкою порівняно з процесами, де Гео вилуговують соляною кислотою, що робить можливим скорочений термін перебування в реакторі і менші розміри реактору. До того ж, окислення водного хлориду двохвалентного заліза киснем, тобто повітрям, для регенерації РеСіз вимагає значно менших витрат енергії.
Перевагою є те, що хлорид двохвалентного заліза (ГеСіз) може окислюватись (для цілей рециркуляції Рез: і для цілей видалення побічного продукту оксиду заліза) в окремому реакторі, а не в реакторі, в якому Бе окислюється з утворенням іонів Ге?", чим забезпечується краще відділення заліза від ТіМ ії уможливлюється вибір таких робочих умов, які стимулюють ріст крупних кристалів оксиду заліза, що є доцільним для наступного використання або видалення оксидів заліза. Має бути зрозумілим також, що при використанні соляної кислоти для вилуговування сполук заліза з ТІМ слід вжити заходів для вловлювання і промивання парів НСІ.
З іншого боку, тиск пари НСІ над розчинами хлориду трьохвалентного заліза (розчинами Рес із)
є на порядки величини меншим, ніж над розчинами НСІ, що дозволяє використовувати значно простішу механічну конструкцію установки для реалізації способу за цим винаходом.
Неочікуваним було те, що ТіМ виявився незвичайно резистентним проти атаки Ресіз. Для винахідників було неочікуваним встановити, що навіть не дивлячись на значну зміну вільної енергії Гіббса в цій реакції, тобто в реакції (6):
ВКесі; кетіМ «ЯНЬО « ВКеСі я ЗТ» ВНС Ме 0 Абово - «722 кДж (в) і навіть не дивлячись на очікувану високу реактивність дуже тонких часточок ТІМ, утворюваних при карбо-нітруванні титанистого матеріалу, такого як ільменіт, внаслідок дуже високого відношення їх поверхні до об'єму, окислення тонких часточок заліза в нітрованому ільменіті водними іонами трьохвалентного заліза (Без) у відповідності до вищенаведеної реакції (4) відбувається значно швидше, ніж окислення часточок Тім іонами Рез: у відповідності до реакції (6). Таким чином, металічне залізо в нітрованому титанистому матеріалі, такому як ільменіт, може перетворюватися на іони Ре" і вилуговуватись з ТІМ водним розчином відповідної солі, що містить Без»,
Видалення іонів Ге? для одержання модифікованого матеріалу, що несе ТіМ, з низьким вмістом заліза типово включає відділення розчину Ре? від карбо-нітридного проміжного продукту, що не прореагував, з одержанням матеріалу, що несе ТІМ і має низький вміст заліза, і розчину Ре-:. Таке розділення може здійснюватись на етапі фізичного розділення, наприклад з використанням фільтрації, осадження або центрифугування. Коли це необхідно або бажано, спосіб за цим винаходом може включати промивання матеріалу, що несе ТіМ і має низький вміст заліза, водянистим текучим середовищем. Переважно, матеріал, що несе ТіМ ї має низький вміст заліза, висушується перед тим, як його піддають хлоруванню.
Як вже зазначалось, спосіб за цим винаходом може включати етап регенерації іонів Без" з
ЕесСіз(водн.), одержуваного при вилуговуванні карбо-нітридного проміжного продукту хлоридом трьохвалентного заліза (РесСіз(водн.)).
Типово, тільки частина (наприклад, близько двох третин) РеСіг перетворюється на іони Рез», при цьому баланс підтримується побічним продуктом способу за цим винаходом, який містить
Зо залізо не у формі хлоридів. Регенеровані іони Без" можуть рециркулюватись, щоб окислювати
Ее замість ТіМ з утворенням іонів ГБег-.
Регенерація іонів Без" може включати окислення Ресіг киснем (типово повітрям під тиском від 1 до 2 бар і при температурі 90 "С), наприклад у відповідності до реакцій (7) і (8): бЕБебі(водно я 15505 : 4БесСл(водн.) Без» їл дБ бгесСідводно я 1505 5 НО х 2БеОХОН я 4Бесіхводн.) (8)
В залежності від умов протікання реакції в осад може випадати також Резох.
Як варіант, регенерація іонів Без: може включати електрохімічне окислення Ресі» в електролізері, щоб одержувати Еесіз на аноді електролізера і електролітичне залізо на катоді цього електролізера. Електрохімічні реакції за допомогою яких регенерується хлорид трьохвалентного заліза і одержується електролітичне залізо, можна представити наступним чином (реакції 9, 10 ї 11): реакція на катоді Бе" ж ре Бе (9) реакція на аноді Бе" - оре" зов 110) загальна електрохімічна реакція ЗБе" «Бе оБе" (311)
Як вже зазначалось, титанистим матеріалом може бути ільменіт. Як варіант, ним може бути шлак низького класу, наприклад такий, який виробляє Нідпмеїд 5(ееї апа Мападіит Согрогаїййоп в
Південній Африці або Мем/ 7еаіапа 5їеє! в Новій Зеландії, що містить 30 95 ТіОг» і 595 Ев.
Титанистим матеріалом може бути також шлак сульфатного класу, який виробляють компанії
БО Еххаго Гітйеа та Кіспага5 Вау МіпегаїЇ5, обидві з Південної Африки, що містить близько 80 95
ТО г і 10 95 БеО.
Цей винахід буде тепер описуватись, тільки в якості прикладу, з посиланням на супроводжуючі схематичні малюнки, на яких:
Фіг. 1 показує карту технологічного процесу одного варіанту здійснення способу модифікації титанистого матеріалу у відповідності до даного винаходу;
Фіг. 2 показує карту технологічного процесу іншого варіанту здійснення способу модифікації титанистого матеріалу у відповідності до даного винаходу.
На Фіг. 1 супроводжуючих малюнків позицією 10 загалом позначається спосіб модифікації титанистого матеріалу. Цей спосіб 10 включає етап нітрування 12, етап окислення заліза 14, етап видалення іонів Ре?" 16, етап окислення Ре": 18 і етап фільтрації ГегОз 20.
Спосіб 10 використовується для обробки ільменіту з теоретичним складом ЕБео.ТіОг для одержання продукту ТІМ з низьким вмістом Ре. Ільменіт, матеріал, що містить азот і вуглець, наприклад вугілля, подаються на етап нітрування 12, де БеО відновлюється до металічного заліза, а ТО» нітрується до ТіМ. Це типово здійснюється у великій печі з вогнестійкою футеровкою, яка працює при температурі близько 1300 С. Після печі одержують карбо- нітридний проміжний продукт, який містить ТІМ і Ре; цей проміжний продукт подається на етап окислення заліза 14. У відповідності до реакції (3), на етапі нітрування 12 утворюється монооксид вуглецю як газ, що відходить: геОлЛюЮ» асом ве віч ЗО, (3)
На етапі окислення заліза 14 карбо-нітридний проміжний продукт, який містить ТіМ їі Ре, вилуговується водним розчином ЕРесСіз як засобом для вилуговування. Суттєво все залізо перетворюється на хлорид двохвалентного заліза (Ресіг»г), у відповідності до реакції (4):
Бе сх ТІМ я 2Ребізводно х ЗБебіо(водно ся ТІМ (4)
Розчин хлориду трьохвалентного заліза може бути при температурі близько 80 "С. На диво,
ТІМ суттєво не окислюється хлоридом трьохвалентного заліза, тоді як суттєво все присутнє залізо перетворюється на іони двохвалентного заліза. Для того, щоб спосіб за цим винаходом працював ефективно, іони трьохвалентного заліза мають бути у формі водорозчинної солі і відповідна сіль двохвалентного заліза також повинна бути водорозчинною. Перевага віддається
Ко) хлоридам, оскільки БеСіз і БеСі» мають високу розчинність у воді, але існують інші солі, наприклад нітрати, які також є придатними. Сульфати переважно не використовуються через низьку розчинність сульфату трьохвалентного заліза у воді.
Наступний етап способу 10 вимагає видалення іонів Ге? з карбо-нітридного проміжного продукту, підданого вилуговуванню хлоридом трьохвалентного заліза. Це типово здійснюється шляхом фільтрації суспензії, що містить вилугуваний карбо-нітридний проміжний продукт і водний розчин хлориду двохвалентного заліза, в результаті чого утворюється продукт ТіМ з низьким вмістом заліза і потік розчину хлориду двохвалентного заліза. Типово, продукт ТІМ з низьким вмістом заліза піддають висушуванню. Коли бажано перетворити ТіМ на ТісСіл, Тім хлорують хлором в хлораторі при температурі між 170 "С і 250 "С. Цей етап не є показаним на малюнках, але він може здійснюватись, наприклад, у відповідності до описаного в патенті США
Мо 6,423,291.
Для того, щоб регенерувати іони Рез" для використання на етапі окислення заліза 14, розчин хлориду двохвалентного заліза окислюється на етапі окислення Ре: 18 за допомогою повітря під тиском від 1 до 2 бар і при температурі 9070. В залежності від температури і окислювального потенціалу, при якому ця реакція здійснюється, можна одержувати різні окисли заліза, такі як ЕеО.ОН, Ре(ОН)з або РегОз. Хімія утворення різних окислів заліза з хлоридів двохвалентного заліза є добре документованою і відомою спеціалістам в цій галузі, в силу чого вона не буде розглядатись тут більш докладно.
У варіанті здійснення запропонованого способу, показаному на Фіг. 1, припускається, що етап окислення Ре": 18 продукує ЕРегОз, у відповідності до реакції (7):
ЕегОз є присутнім у формі суспензії Бег2Оз і цей РегОз відділяється від суспензії, щоб одержати побічний продукт БегОз і розчин хлориду трьохвалентного заліза, причому розчин хлориду трьохвалентного заліза повертається на етап окислення заліза 14. Типово, близько двох третин хлориду двохвалентного заліза, що подається на етап окислення Ре?" 18,
перетворюються на хлорид трьохвалентного заліза, а баланс підтримується частиною побічного продукту ЕегОз.
На Фіг. 2 супроводжуючих малюнків є показаним інший варіант здійснення способу за цим винаходом, призначеного для модифікації титанистого матеріалу, який позначається загалом позицією 100. Спосіб 100 є подібним до способу 10 і, коли не вказується інше, ті самі етапи технологічного процесу або ознаки позначаються тими самими позиціями.
Як буде зазначено далі, замість етапу окислення Ре": 18 і етапу фільтрації ГегОз 20 спосіб 100 включає етап електролітичного виділення Ее 102. Етап електролітичного виділення Ре 102 передбачає використання електролізера, в якому розчин хлориду двохвалентного заліза з етапу видалення іонів Ре» 16 електролітичним шляхом перетворюється на розчин хлориду трьохвалентного заліза і залізо, що можна представити як реакцію (11): загальна влектрохімічна реакція ЗБЕ" з Бе кове" (11)
Спосіб за цим винаходом, як його представлено, демонструє низку переваг порівняно зі звичайними процесами, про які відомо заявнику, в яких замість ТіМ продукується ТіОг для наступного хлорування до ТіСі- ТіО» є стабільною сполукою, і титан більше не може окислюватись. З іншого боку, ТіМ знаходиться у відновленій формі і може легко окислюватись до титану в четвертинному стані валентності Це є важливим аспектом у вибірковому хлоруванні ТІМ проти не вибіркового карбо-хлорування ТіО». Спосіб за цим винаходом уможливлює зниження капітальних витрат на реактори для хлорування ТіМ у порівнянні з реакторами, необхідними для хлорування ТіО». Спосіб за цим винаходом, як його представлено, забезпечує зниження споживання хлору і не використовує відносно дорогого нафтового коксу в якості реагенту. Спосіб за цим винаходом, як його представлено, також не вимагає кальцинації ільменіту і наступного магнітного відділення невеликої кількості домішок низької якості, оскільки спосіб за цим винаходом може пристосувати ці домішки. Більше того, спосіб за цим винаходом, як його представлено, дозволяє модифікувати титанисті матеріали низького класу. До того ж, будь-яка обробка газу, що відходить з хлоратору, при використанні способу за цим винаходом, як його представлено, є простішою, оскільки об'єм і температура
Зо цього газу є значно нижчими, ніж у випадку хлораторів ТіО», і цей газ не містить сублімованих хлоридів, таких як РеСіз. Також очікується, що спосіб за цим винаходом буде забезпечувати зниження втрат ТіСіз з газами, що відходять з хлораторів.

Claims (13)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35
1. Спосіб модифікації титанистого матеріалу, що містить ТіОг і оксиди Ее, для відновлення концентрації Ре та підвищення концентрації ТІМ, який включає нітрування і відновлення у сильно відновлювальних умовах вказаного титанистого матеріалу, що містить ТіОг і оксиди Ре за присутності азоту і вуглецю, для перетворення ТіОг: на ТІМ і 40 відновлення більшої частини оксидів Бе до Ре, причому ТІМ їі Ре, одержані при нітруванні і відновленні титанистого матеріалу, є у вигляді карбонітридного проміжного продукту, який містить ТІМ і Ге; окислення Ре замість ТіМ з утворенням іонів Бе?", причому окислення Бе включає реакцію карбонітридного проміжного продукту, який містить ТІМ ії Ре, з розчином Ресіз відповідно до 45 реакції (4): Ее-ТіМ--2 РеСіз(водн.)-ЗРесізх(водн.) «ТІМ, (4) і видалення іонів Ге?" для одержання модифікованого матеріалу, що несе ТіМ, з низьким вмістом Ее.
2. Спосіб за пунктом 1, який додатково включає хлорування модифікованого матеріалу, що несе 50 ТІМ і має низький вміст Ре, тим самим перетворюючи ТІМ в ньому на Тісі», відповідно до реакції (1): ТіМж2сСІ» ГІСІААТ/2 Ме. (1)
З. Спосіб за пунктом 1 або 2, в якому титанистим матеріалом є ільменіт, в якому ТіОг є присутнім в основному як РеО-ТіоО», причому Бео-Тіо» нітрується карботермічно для одержання 55 ТІМ і металічного Ре, а також одного або більше оксидів вуглецю.
4. Спосіб за будь-яким із пунктів 1-3, в якому реакцію (4) здійснюють при підвищеній температурі в інтервалі між температурою оточуючого середовища і температурою кипіння розчину хлориду тривалентного заліза (РесСіз(водн.)) для підвищення швидкості реакції між іонами Рез: і Ре та підвищення розчинності як хлориду тривалентного заліза, так і хлориду двовалентного заліза.
5. Спосіб за будь-яким із пунктів 1-4, в якому під час нітрування і відновлення титанистого матеріалу весь оксид Бе відновлюють швидше до металічного заліза, ніж до двовалентної форми, причому це залізо має вигляд малих часточок, рівномірно перемішаних з малими часточками ТІМ, які спікаються разом в карбонітридному проміжному продукті, що містить ТІМ і Ее, тим самим забезпечуючи екстракцію заліза як Ге?" з використанням Еесіз відповідно до вищенаведеної реакції (4).
б. Спосіб за пунктом 5, який включає етап регенерації іонів Бе» з розчину хлориду двовалентного заліза (Ресізх(водн.)), одержаного з реакції карбонітридного проміжного продукту розчином хлориду тривалентного заліза (Ресіз(водн.)).
7. Спосіб за пунктом 6, в якому лише частина хлориду двовалентного заліза перетворюється на хлорид тривалентного заліза, причому решта двовалентного заліза перетворюється на побічний продукт, що містить залізо не у вигляді хлоридів.
8. Спосіб за пунктом 7, в якому регенеровані іони Без рециркулюють для повторного використання з метою окислення Ге замість ТІМ з утворенням іонів Рег».
9. Спосіб за будь-яким із пунктів 6-8, в якому регенерація іонів Рез" включає окислення хлориду двовалентного заліза киснем відповідно до реакцій (7) і (8): бЕесіг(водн.)11/202-4РесСіз(водн.) его», (7) бЕесіг(водн.)11/202--НгО-2геО: ОН Ресіз(водн.). (8)
10. Спосіб за будь-яким із пунктів 6-8, в якому регенерація іонів Ге? включає електрохімічне окислення хлориду двовалентного заліза в електролізері для одержання хлориду тривалентного заліза на аноді електролізера і електролітичного заліза на катоді електролізера, причому електрохімічні реакції для регенерації хлориду тривалентного заліза і одержання електролітичного заліза здійснюються відповідно до реакцій (9), (10) і (11): реакція на катоді Гег-2е--ГЕе, (9) реакція на аноді 2ге»-2ГРез-2е", (10) загальна електрохімічна реакція ЗРе?-Ре-2Еезх, (11)
11. Спосіб за будь-яким із пунктів 1-10, в якому видалення іонів Ре" для одержання модифікованого матеріалу, що несе ТІМ і має низький вміст Ре, включає відділення розчину Бе?" від карбонітридного проміжного продукту, що не прореагував, для одержання модифікованого Зо матеріалу, що несе ТІМ і має низький вміст Ре, і розчину Еег».
12. Спосіб за пунктом 11, в якому відділення являє собою етап фізичного відділення з наступним промиванням матеріалу, що несе ТІМ і має низький вміст Ре, водним середовищем.
13. Спосіб за пунктом 12, який включає сушіння модифікованого матеріалу, що несе Тім і має низький вміст Ге.
ке Ільменіт | М.
Ї "Вуглець/вугілля ! 1 Раб. кс А «Рез Те ЗСО Нітгрований ільменіт я м Бе Ті « Раб івв) - ЗБеСІ дав «ТВ й І | суспензія ТІМ їв ТМ з низьким ! ! -Ш вмістом Бе: розчин Кесі,) | розчин Гесі, їб ІБгесінаці я ТО, «араС ве. 0. у суспензія Бе, 0, Ї -О рт, о, Фіг, 1 і ії Й : Ільменіт їй Вуглець вугілля ща ТЕО зе ем, тез ТІ -ЗСО Нітрований ільменії ск и Деентвнвннінноння дніті ; | суспензія ТМ ї І що | | ів о ЛІМ з низьким розчин КОСІ, ! - вмістом Бе розчин Ресі,
Я» Згесі, (ад «оРВСі (ад тв ; ге 7 Фіг, 2.
UAA201307532A 2010-12-13 2011-11-24 Модифікація матеріалу, що містить титан UA112537C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA201008970 2010-12-13
PCT/IB2011/055275 WO2012080875A1 (en) 2010-12-13 2011-11-24 Upgrading of titaniferous material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA112537C2 true UA112537C2 (uk) 2016-09-26

Family

ID=45444665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201307532A UA112537C2 (uk) 2010-12-13 2011-11-24 Модифікація матеріалу, що містить титан

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9017625B2 (uk)
CN (1) CN103261456B (uk)
AU (1) AU2011342842B2 (uk)
CA (1) CA2820161C (uk)
NO (1) NO20130800A1 (uk)
UA (1) UA112537C2 (uk)
WO (1) WO2012080875A1 (uk)
ZA (1) ZA201303924B (uk)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106526081B (zh) * 2016-11-04 2018-11-27 四川龙蟒钛业股份有限公司 一种还原铁粉的活性检测方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1343441A (en) * 1918-02-27 1920-06-15 Titan Co As Of Norway Process of producing titanium compounds
SU353992A1 (ru) * 1970-07-13 1972-10-09 А. Н. Петрунько, Г. А. Меерсон, А. А. Рогаткин, Н. А. Пампушко , Ю. Г. Олесов Способ переработки железо-титановых концентратов
NZ239070A (en) * 1990-07-25 1992-11-25 Anglo Amer Corp South Africa Recovery of titanium values from a complex matrix by chlorinating titanium nitride in the matrix
FI103033B1 (fi) * 1990-07-25 1999-04-15 Anglo Amer Corp South Africa Menetelmä titaanin talteenottamiseksi
DE60019404D1 (de) * 1999-03-02 2005-05-19 Csir Pretoria Endotherme wärmebehandlung von festkörpern auf förderwagen in einem tunnelofen
WO2001012556A1 (en) 1999-08-13 2001-02-22 Anglo American Corporation Of South Africa Limited Titanium tetrachloride production

Also Published As

Publication number Publication date
US20130266494A1 (en) 2013-10-10
CN103261456A (zh) 2013-08-21
WO2012080875A1 (en) 2012-06-21
AU2011342842B2 (en) 2016-03-31
CN103261456B (zh) 2015-03-18
CA2820161C (en) 2017-11-28
CA2820161A1 (en) 2012-06-21
NO20130800A1 (no) 2013-06-07
AU2011342842A1 (en) 2013-06-13
US9017625B2 (en) 2015-04-28
ZA201303924B (en) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Parirenyatwa et al. Comparative study of alkali roasting and leaching of chromite ores and titaniferous minerals
Zhang et al. A literature review of titanium metallurgical processes
Middlemas et al. A new method for production of titanium dioxide pigment
US10125403B2 (en) Method and plant for producing iron from roasted pyrites
CN112430740B (zh) 一种利用钙盐和锰盐协同焙烧钒渣强化钒铬分离的方法
Zhu et al. Potentially more ecofriendly chemical pathway for production of high-purity TiO2 from titanium slag
US20230220516A1 (en) Process for recovering titanium dioxide
CA2435779A1 (en) A process for recovering platinum group metals from ores and concentrates
RU2769875C2 (ru) Способ получения сырья для выщелачивания
Nkosi et al. A comparative study of vanadium recovery from titaniferous magnetite using salt, sulphate, and soda ash roast-leach processes
US10724119B2 (en) Process for the separation of vanadium
US20140308197A1 (en) Production of titanium compounds and metal by sustainable Methods
CN109868370B (zh) 一种钒铬渣中有价金属的回收方法
EP0601027A1 (en) Titanium extraction
Purcell et al. Selective precipitation study for the separation of iron and titanium from ilmenite
EP2244980B1 (en) The production of titanium trifluoride
Shin et al. Leaching behavior of titanium from Na2TiO3
TW201534736A (zh) 減少含鐵(Fe)材料中鋅(Zn)及鉛(Pb)之量的方法
UA112537C2 (uk) Модифікація матеріалу, що містить титан
KR20070100282A (ko) 난용성 티탄함유 광석의 예비처리
JP2022510772A (ja) チタン担持材料からの生成物の抽出方法
Nguyen et al. Preparation of TiO2 pigment from ilmenite ore concentrate by molten alkaline process
Sampath et al. Methods of Extracting TiO2 and Other Related Compounds from Ilmenite. Minerals 2023, 13, 662
Middlemas Energy-conscious production of titania and titanium powders from slag
Harris et al. Further development of the chloride process for base and light metals: recent miniplant and first pilot plant data