UA80994C2 - Method for production of titania - Google Patents
Method for production of titania Download PDFInfo
- Publication number
- UA80994C2 UA80994C2 UAA200504668A UA2005004668A UA80994C2 UA 80994 C2 UA80994 C2 UA 80994C2 UA A200504668 A UAA200504668 A UA A200504668A UA 2005004668 A UA2005004668 A UA 2005004668A UA 80994 C2 UA80994 C2 UA 80994C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- leaching
- titanium
- stage
- solution
- sulfate
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 16
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 169
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 93
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 43
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 81
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 61
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 33
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 31
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 28
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 23
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 22
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 22
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 13
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- 230000002028 premature Effects 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 7
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- -1 titanium ions Chemical class 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical class OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- MJOXZELXZLIYPI-UHFFFAOYSA-N titanium(2+) Chemical class [Ti+2] MJOXZELXZLIYPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 14
- NWCHXEGXZIUQJS-UHFFFAOYSA-N [Ti+] Chemical class [Ti+] NWCHXEGXZIUQJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 18
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 9
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 5
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- XUJLWPFSUCHPQL-UHFFFAOYSA-N 11-methyldodecan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCO XUJLWPFSUCHPQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- PTTPXKJBFFKCEK-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-4-heptanone Chemical compound CC(C)CC(=O)CC(C)C PTTPXKJBFFKCEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 2
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WZRJTRPJURQBRM-UHFFFAOYSA-N 4-amino-n-(5-methyl-1,2-oxazol-3-yl)benzenesulfonamide;5-[(3,4,5-trimethoxyphenyl)methyl]pyrimidine-2,4-diamine Chemical group O1C(C)=CC(NS(=O)(=O)C=2C=CC(N)=CC=2)=N1.COC1=C(OC)C(OC)=CC(CC=2C(=NC(N)=NC=2)N)=C1 WZRJTRPJURQBRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical group [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000730001 Rattus norvegicus Advillin Proteins 0.000 description 1
- 229910003079 TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000454 anti-cipatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- DGXTZMPQSMIFEC-UHFFFAOYSA-M sodium;4-anilinobenzenesulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C1NC1=CC=CC=C1 DGXTZMPQSMIFEC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1236—Obtaining 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
- C22B34/124—Obtaining 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
- C22B34/125—Obtaining 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 sulfur ion as active agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1236—Obtaining 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
- C22B34/1259—Obtaining 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Опис винаходу
Даний винахід стосується процесу виробництва діоксиду титану з титановмісних матеріалів. 2 Під терміном "титановмісний" матеріал тут розуміють будь-який матеріал, що містить титан, включно, наприклад, з рудами, рудними концентратами і титановмісними шлаками.
Даний винахід стосується, зокрема, сульфатного процесу виробництва діоксиду титану з титановмісних матеріалів.
Сульфатний процес був першим процесом для виробництва діоксиду титану у промислових масштабах з 70 титановмісних руд, таких, як ільменіт.
Істотною проблемою, пов'язаною із сульфатним процесом, є те, що він дає великі кількості сульфату заліза у вигляді відходів і потребує великих кількостей сірчаної кислоти.
Хлоридний процес загалом уникає проблеми відходів сульфату заліза, яка існує в сульфатному процесі, а при великомасштабному виробництві його здійснення менш дороге, ніж сульфатного процесу. 19 Отже, хлоридний процес є процесом, якому в даний час віддають перевагу при виробництві діоксиду титану, особливо діоксиду титану для виготовлення фарб.
Задачею даного винаходу є запропонувати поліпшений сульфатний процес.
Говорячи загалом, даним винаходом пропонується сульфатний процес виробництва діоксиду титану з титановмісного матеріалу (наприклад, ільменіту), який складається з етапів: 20 (а) вилуговування твердого титановмісного матеріалу з допомогою вилуговуючого розчину, який містить сірчану кислоту, і формування луговини, куди входять кислотний розчин сульфату титанілу (ТО5О)) і сульфату
А заліза (Резо,); (в) розділення луговини і залишкової твердої фази з етапу (а) вилуговування; (с) відділення сульфату титанілу від луговини з етапу (б); с 25 (а) гідролізування відділеного сульфату титанілу і формування твердої фази, що містить гідратовані оксиди Ге) титану; (е) розділення твердої фази, котра містить гідратовані оксиди титану, і рідкої фази, які утворилися на етапі (4) гідролізу; та () кальцинування твердої фази з етапу (е) і формування діоксиду титану та відрізняється етапами: З 30 () подальшим етапом вилуговування залишкової твердої фази з етапу (Б) з допомогою вилуговуючого Ге»! розчину, що містить сірчану кислоту, і формування луговини, куди входять кислий розчин сульфату титанілу і о сульфату заліза та залишкова тверда фаза; (і) розділення луговини і залишкової твердої фази з етапу (і); та Га») (ії) подавання відділеної луговини до етапу (а) вилуговування та/або змішування відділеної луговини з 3о луговиною з етапу (б). со
Термін "гідратовані оксиди титану" тут розуміють як такий, що стосується, наприклад, сполук, котрі мають формулутіО».2Н.О і ТіО5.Н.О.
Крім того, термін "гідратовані оксиди титану" тут розуміють як такий, що стосується сполук, котрі в « технічній літературі описані як гідроксид титану (Т(ОН)у). З7З
Етап (а) вилуговування і подальший етап (ії) вилуговування можуть здійснюватися в одній і тій же посудині. с У цьому випадку, подальший етап (ії) вилуговування включає повернення залишкової твердої фази з етапу (Б) " до посудини, де залишкова тверда фаза складає частину титановмісного матеріалу, підданого вилуговуванню на и? етапі (а).
Альтернативно, етап (а) вилуговування і подальший етап (ії) вилуговування можуть здійснюватися окремо, со при цьому для проведення подальшого етапу (ії) вилуговування до посудини або посудин подається залишкова тверда фаза з етапу (б).
І ав | У цьому випадку, процес, переважно, включає розділення луговини і подальшої залишкової твердої фази, со утвореної на подальшому етапі (ії) вилуговування.
Відділена луговина може бути подана до етапу (а) вилуговування. (Се) 50 Альтернативно, відділена луговина може бути перемішана з луговиною з етапу (Б), і після цього змішана
Їх луговина може оброблятися на наступних етапах процесу.
Етап (а) вилуговування та/або подальший етап вилуговування можуть здійснюватися на безперервній основі або як періодичний технологічний процес.
Шляхом експериментів заявник виявив, що етап (а) вилуговування та/або подальший етап (ії) вилуговування 99 важливо здійснювати в описаних тут умовах вилуговування, що дозволяє уникнути небажаного рівня
ГФ) передчасного гідролізу гідратованих оксидів титану. т Крім того, шляхом експериментів заявник виявив, що етап (а) вилуговування та/або подальший етап (і) вилуговування важливо здійснювати в умовах вилуговування, в яких можна уникнути небажаного рівня передчасного осаджування сульфату титанілу. 60 Переважно етап (а) вилуговування та/або подальший етап (ії) вилуговування містять вибір та/або регулювання умов вилуговування на етапі (а) вилуговування та/або подальшому етапі (ії) вилуговування, щоб уникнути небажаних рівнів передчасного гідролізу гідратованих оксидів титану і небажаних рівнів передчасного осаджування сульфату титанілу. ве До потрібних умов вилуговування відносяться будь-який один або більше, ніж один, з чинників: концентрація кислоти, температура вилуговувача і тривалість дії вилуговувача.
Звичайно, концентрація кислоти на етапі (а) вилуговування та/або подальшому етапі (ї) вилуговування повинна складати щонайменше З50г/л сірчаної кислоти впродовж етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу (ї) вилуговування при робочій температурі вилуговувача в межах від 952 до точки кипіння, щоб уникнути передчасного гідролізу.
Звичайно, концентрація кислоти в кінці етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу (ї) вилуговування повинна бути меншою, ніж 450г/л, при робочій температурі вилуговувача в межах від 952С до точки кипіння, щоб уникнути небажаного рівня передчасного осаджування сульфату титанілу.
Відмітимо, що концентрація кислоти на початку етапу вилуговування могла б бути вищою, зазвичай, на рівні 70 7ООг/л.
Звичайно, умови вилуговування повинні вибиратися та/або регулюватися так, щоб в кінці етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу (ї) вилуговування концентрація іонів титану в луговині була меншою, ніж 5ОГг/л.
Концентрація іонів титану в луговині, переважно, складає 40-5Ог/л.
Переважно, процес включає проведення етапу (а) вилуговування в присутності добавки, яка прискорює швидкість вилуговування титановмісного матеріалу.
Переважно, процес включає проведення подальшого етапу (і) вилуговування в присутності добавки, яка прискорює швидкість вилуговування титановмісного матеріалу.
Використання прискорювача вилуговування робить можливим використання менш концентрованої сірчаної
Кислоти, ніж це потрібно для відомого сульфатного процесу.
Переважно, прискорювач вилуговування вибирають з групи, до якої входять залізо, сіль титану (ІІ), сіль тіосірчаної кислоти, діоксид сірки або будь-які інші відновлені сполуки, що містять сірку.
Переважно, процес включає здійснення етапу (а) вилуговування в присутності відновника, який відновлює залізні іони до залізистих іонів у кислотному розчині сульфату титанілу і сульфату заліза виробленому на су гр; етапі (а) вилуговування.
Переважно, процес включає здійснення подальшого етапу (ї) вилуговування в присутності відновника, який і) відновлює залізні іони до залізистих іонів у кислотному розчині сульфату титанілу і сульфату заліза, виробленому на етапі (а) вилуговування.
Відновником може бути будь-який придатний відновник. «І
Відновник, переважно, вибирають з групи, до якої входять залізо, сіль титану (ІІ), сіль тіосірчаної кислоти, діоксид сірки або будь-які інші відновлені сполуки, що містять сірку. о
Як відмічено вище, метою застосування відновника є мінімізувати кількість заліза у формі тривалентного Ге») заліза і максимізувати кількість заліза у формі двовалентного заліза в луговині, виробленій на етапі (а) вилуговування та/або подальшому етапі (ї) вилуговування. Максимізація кількості заліза в двовалентній формі о
Мінімізує рівноважну концентрацію заліза в циклі, за рахунок сприяння осаджуванню сульфату заліза, наприклад, с
ЕезоО,.7Н.О.
Процес, переважно, містить етапи осаджування сульфату заліза з луговини з етапу (Б) і відділення осадженого сульфату заліза від луговини перед етапом (с) відділення сульфату титанілу. «
Переважно, процес включає використання принаймні частини луговини, що залишається після відділення 70 сульфату титанілу на етапі (с), принаймні за частину вилуговуючого розчину на етапі (а) вилуговування та/або - с подальшому етапі (ї) вилуговування. а Використання виснаженої луговини з етапу (с) відділення сульфату титанілу як вилуговуючого розчину для "» етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу (і) вилуговування є перевагою цього процесу, оскільки це максимізує ефективне використання кислоти в процесі.
До того ж, використання виснаженої луговини дозволяє зменшити або повністю усунути виробництво (ее) кислотних стічних вод та/або продуктів їх нейтралізації, як наприклад, "коричневого гіпсу". о Крім того, використання виснаженої луговини дозволяє проводити рекуперацію тепла, а також усуває енергоємні етапи регенерації кислоти і випарювання. (Се) Переважно, етап (с) відділення сульфату титанілу включає етап екстракції розчинником з метою екстракції в с 50 розчинник сульфату титанілу з луговини з етапу (Б), апотім видалення сульфату титанілу з розчинника і формування розчину, який містить сульфат титанілу, а після цього гідролізування розчину, що містить сульфат
ЧТ» титанілу, на етапі (4) гідролізу.
У ситуації, коли етап (с) відділення сульфату титанілу є етапом екстракції розчинником, переважно, аби процес включав використання принаймні частини очищеного розчину з етапу екстракції розчинником принаймні за частину вилуговуючого розчину на етапі (а) вилуговування та/або на подальшому етапі (ї) вилуговування.
Переважно, вилуговуючий розчин на етапі (а) вилуговування і подальшому етапі (ї) вилуговування включає о очищений розчин і свіжоприготовану сірчану кислоту. іме) Переважно, очищений розчин з етапу екстракції розчинником має концентрацію сірчаної кислоти принаймні 25О0г/л. 60 Переважно, очищений розчин з етапу екстракції розчинником має концентрацію сірчаної кислоти принаймні
З5Ог/л.
Переважно, етап екстракції розчинником включає контактування луговини з етапу (Б) з розчинником і модифікатором.
Термін "розчинник" тут розуміють як такий, що має на увазі реактив і розріджувач у комбінації. 6Е Термін "модифікатор" тут розуміють як хімікат, який змінює властивості розчинення розчинника у такий спосіб, що титановмісні сполуки можуть розчинятися в розчиннику в більших концентраціях, ніж це можливо в інших випадках.
Переважно, процес включає керування етапом (49) гідролізу, щоб виробляти продукт гідратованих оксидів титану із заданим розподілом частинок за розміром.
Регульоване вирощування великозернистих частинок гідратованих оксидів титану на етапі (а) гідролізу є істотним відходом від відомого сульфатного процесу, в якому велика перевага віддається виробництву дрібнозернистих частинок з метою виготовлення тонкоподрібненого діоксиду титану, що відповідає потребам лакофарбової промисловості, головного споживача діоксиду титану.
Існує кілька застосувань, наприклад, електрохімічне відновлення діоксиду титану, де переважно потрібно /о мати великозернисту сировину у вигляді гідратованих оксидів титану або у вигляді діоксиду титану.
Для цих застосувань, процес, переважно, включає керування етапом (4) гідролізу, щоб виготовляти великозернисті гідратовані оксиди титану, тобто, оксиди, які мають розмір частинок принаймні 0,005-0,01мм (тобто, 5-10 мікронів).
Рівнозначно, існують інші застосування, наприклад, виробництво пігментів, де потрібно мати, переважно, дрібнозернисту сировину у вигляді гідратованих оксидів титану або у вигляді діоксиду титану.
Для цих застосувань, процес, переважно, включає керування етапом (4) гідролізу, щоб виготовляти дрібнозернисті гідратовані оксиди титану, тобто, оксиди, які мають розмір частинок, менший за 0,000Змм (тобто, 0,3 мікрона).
Переважно, процес містить використання рідкої фази, виробленої на етапі (4) гідролізу, як джерело кислоти або води для інших етапів процесу. Зазвичай, рідка фаза містить 100-500г/л сірчаної кислоти. Наприклад, рідка фаза може бути використана як джерело кислоти (і вмісту титану) при безпосередньому додаванні до луговини, виснаженої луговини або до будь-якого одного з етапів (а) і (5) і подальшого етапу (ї) вилуговування. Згідно з іншим прикладом, рідка фаза може бути використана як джерело води для промивання твердих продуктів від будь-якого одного з етапів (Б) і (є). сч
Альтернативно, процес може містити обробку рідкої фази, виробленої на етапі (4) гідролізу, шляхом нейтралізації кислоти в рідкій фазі, з допомогою вапна (Сас) та/або вапняку (Сасо з), і виробництва чистого і) гіпсу (СавО,.2Н20).
У відомому сульфатному процесі гіпс виробляють нейтралізацією сірчаної кислоти в рідкій фазі етапу гідролізу. Проте, гіпс, як продукт, містить такі рівні домішок, які зменшують його ринкову вартість. Рідка «І фаза, вироблена на етапі (а) гідролізу, також містить сірчану кислоту, яка може бути нейтралізована, щоб виробити гіпс. Проте, ця рідка фаза, переважно, відносно вільна від забруднюючих домішок, оскільки етап б» осаджування сульфату титанілу не відновлює в значних кількостях (якщо взагалі відновлює) речовини (як от: Ф залізо, хром, марганець, і ніобій), які розчинені в луговині і можуть діяти, як забруднювачі. Отже, гіпс, вироблений з цієї луговини, відносно чистий. -
Переважно, процес включає відділення відстійного потоку з луговини, щоб мінімізувати накопичення речовин о (таких, як ванадій, хром і ніобій), розчинених у луговині.
Вищеописаний процес може проводитися як безперервний процес, або як періодичний технологічний процес.
Титановмісним матеріалом, переважно, є ільменіт або видозмінений ільменіт.
Згідно з даним винаходом, пропонуються також гідратовані оксиди титану, які вироблені шляхом « 70 Вилуговування титановмісного матеріалу (наприклад, ільменіту) сірчаною кислотою та формування луговини, шщ с котра містить кислотний розчин сульфату титанілу і сульфату заліза, а потім шляхом гідролізування сульфату й титанілу, та які відрізняються тим, що гідратовані оксиди титану містять великозернисті частинки, щонайменше «» 0,005мм (5 мікронів).
Процес згідно з даним винаходом включає наступні типові реакції.
Вилуговування: о ЕетіОзн2Н»ьЗо,)-»БРебО-тОоОЇ2НьЬО
Відновлення заліза: о Ее5(504)3Ре» »ЗРе5О, (Се) Кристалізація сульфату заліза: с 50 ЕебвОд7Н»О- »БРебзо,.7НьО
Наповнення екстрагуючого розчинника:
Я» ТОД АНоОВКзЗРІО- »ВЗР-О.ТООЇНьЬЗОХ
Збіднення екстрагуючого розчинника:
КзЗРАО.ТІО5О,-»КЗРАОТіО5О, оо Гідроліз:
Ге) ТО5ОДн2НьО-»ТіФО(ОН)» ньо,
Кальцинування: ді ТІО(ОН)»-хТіОожНьО
Далі поліпшений сульфатний процес згідно з даним винаходом описано з посиланням на додані ілюстрації, 60 де:
Фіг.1 - технологічна карта, яка ілюструє один варіант здійснення процесу, згідно з винаходом; та
Фіг.2 - технологічна карта, яка ілюструє один варіант здійснення процесу, згідно з винаходом.
На технологічній карті з Фіг.1, на етапі вилуговування стадії 1 ільменіт, луговина, що містить від 400 до 7О00г/л сірчаної кислоти, з етапу вилуговування стадії 2 та відновник у формі скрапового заліза надходять до бо автоклава 3. Процес здійснюється на безперервній основі, при цьому в автоклав З безперервно подаються сировинні матеріали, а матеріали, що прореагували і не прореагували, безперервно вивантажуються з автоклава 3.
На етапі вилуговування стадії 1 розчинюється основний компонент ільменіту, поданого в автоклав 3, і виробляється луговина, яка містить сульфат титанілу і сульфат заліза. Звичайно, в кінці вилуговування луговина містить 20-100, а переважно, 40-50г/л титану і 50-100г/л заліза.
Луговина та ільменіт, що частково прореагував і не прореагував, які безперервно вивантажуються з автоклава 3, проходять через етап розділення твердої і рідкої фаз.
Тверда фаза з етапу розділення твердої і рідкої фаз, яка містить ільменіт, що не прореагував і частково 7/0 прореагував, переміщується до етапу вилуговування стадії 2. Етап вилуговування стадії 2 більш детально обговорюється нижче.
Луговина з етапу розділення твердої і рідкої фаз переміщується через теплообмінник ба до реактора 7 кристалізації сульфату заліза.
Теплообмінник ба знижує температуру луговини від порядку 110 9 до 609Сб. Тепло, одержане 7/5 теплообмінником 5а, використовується в іншому місці процесу, як це додатково обговорюється нижче.
В реакторі 7 кристалізації сульфату заліза луговина охолоджується далі, зазвичай, до 10-30 2еб.
Охолоджування луговини осаджує з неї сульфат заліза, в реакторі 7 кристалізації сульфату заліза. Типово, етап кристалізації зменшує концентрацію заліза в луговині до 40-50г/л.
Луговина, яка містить осаджений сульфат заліза, і, яка вивантажується з реактора 7 кристалізації, 2о проходить через подальший етап розділення твердої і рідкої фаз, на якому осаджений сульфат заліза відділяється від луговини.
Тверда фаза з етапу розділення твердої і рідкої фаз містить сульфат заліза. Тверда фаза може містити також такі речовини, як залізо, марганець і алюміній. Ця тверда фаза є побічним продуктом процесу.
Луговина з етапу розділення твердої і рідкої фаз проходить через теплообмінник 50 до реактора 9 Га екстракції розчинником і контактує з відповідним розчинником, який екстрагує з луговини сульфат титанілу.
Звичайно, луговина з етапу розділення твердої і рідкої фаз знаходиться при температурі порядку ЗО С, і) теплообмінник 50 нагріває цю луговину до вищої температури, зазвичай, до 502С. Зручно, коли теплом, що надходить в теплообмінник 56, є тепло, одержане від луговини в теплообміннику 5а.
Відповідні розчинники запропоновані фірмою Зоіех в (патенті США Мо5277816). До цих розчинників входять (ЖЕ оксид триоктилфосфіну і бутилдібутилфосфонат. Даний винахід не обмежений цими екстрагентами. Ф
На етапі екстракції розчинником розчинник використовується в поєднанні з модифікатором. Відповідні модифікатори включають метилізобутилкетон (МІВК), діїзобутилкетон (ОІВК) та ізотридеканол (ІТА). (о)
Від луговини відділяють суміш розчинника і сульфату титанілу, після чого з допомогою води сульфат о титанілу видаляється з розчинника.
Регенерований розчинник повертається до реактора 9 екстракції розчинником. (ее)
Отриманий в результаті водний розчин сульфату титанілу, який зазвичай містить 10-100г/л розчиненого титану і 50-200г/л сірчаної кислоти, переміщується до реактора 11 гідролізу.
Якщо задачею процесу є виробництво сировинного матеріалу для виготовлення пігменту, то водний розчин « сульфату титанілу може бути обробленим в реакторі 11 гідролізу з допомогою відомих варіантів гідролізу, таких, як процеси Блюменфельда і Мекленберга. - с Якщо задачею процесу є виробництво грубішого сировинного матеріалу, ніж той, що потрібен для и виготовлення пігменту, то водний розчин сульфату титанілу обробляється в реакторі 11 гідролізу, як описано ,» нижче.
Конкретно, на початку обробки реактор 11 містить стартовий розчин сірчаної кислоти і твердих частинок.
Зазвичай, розчин містить 10-200г/л кислоти і концентрацію твердих частинок 10-200г/л. (ог) До стартового розчину з контрольованою швидкістю додають розчин сульфату титанілу. Додавання цього о розчину призводить до заповнення реактора, аж до його місткості, і до наступного переливання, після чого швидкість переливання з реактора 11 відповідає швидкості подавання розчину сульфату титанілу. се) В реакторі 11 іони сульфату в розчині сульфату титанілу заміщуються іонами гідроксилу, в результаті чого с 50 з розчину осаджуються гідратовані оксиди титану.
Тверді частинки в стартовому розчині діють, як затравка для осадження. Типово, тверді частинки - це ї» гідратований оксид титану або частинки діоксиду титану.
Зазвичай, час перебування розчину сульфату титанілу в реакторі 11 варіює від З до 12 годин.
Дія температурних і часових умов та регулювання концентрації розчину - це і є контрольоване вирощування
Кристалів в реакторі 11 гідролізу. Контрольоване вирощування кристалів забезпечує можливість виробництва о діоксиду титану, розмір частинок якого коливається від тонких до грубих. Зокрема, контрольоване вирощування кристалів забезпечує можливість виробляти великозернистий діоксид титану, більший за 0,005мм (5 мікронів), ко який може бути використаний, наприклад, при електрохімічному відновленні діоксиду титану з метою виробництва титану. Одним із важливих параметрів для керування ростом кристалів є концентрація титану в 60 розчині всередині реактора 11. Конкретно, перевага віддається, коли концентрація всередині реактора 11 відносно низька, порядку 10г/л, щоб досягти вирощування частинок оксиду титану, а не утворення центрів кристалізації.
Реактор 11 гідролізу може працювати в періодичному технологічному режимі. Більш переважно, коли реактор працює в безперервному режимі. 65 Крім того, якщо це необхідно, в реактор 11 можуть бути додані відповідно приготовані вода і тверді частинки.
І у відомому гідролізі при виробництві пігменту, і в згаданому вище гідролізі грубих частинок, перелив з реактора 11 збирають як продукт реактора 11.
Продукт з реактора 11 гідролізу проходить через етап розділення твердої і рідкої фаз, виконанню якого сприяє подавання промивної води.
Тверда фаза з етапу розділення твердої і рідкої фаз, яка містить гідратовані оксиди титану, переміщується в кальцинатор (не показаний) і кальцинується з метою виготовлення діоксиду титану. Залежно від обставин, щоб виготовити діоксид титану, тверда фаза може кальцинуватися при 100020.
З огляду на ефективність етапу екстракції розчинником при обмеженні екстракції, по суті, до сполук титану, процес, зазвичай, виробляє діоксид титану найвищої чистоти, тобто, щонайменше 99ваг. 905. 70 Частина або вся рідка фаза з етапу розділення твердої і рідкої фаз може бути повторно використана в процесі, наприклад, як джерело кислоти на етапі вилуговування стадії 2 та/або як джерело води на етапах промивання в процесі, коли це дозволяє загальний баланс води.
Альтернативно, рідка фаза з етапу розділення твердої і рідкої фаз, яка містить сірчану кислоту, нейтралізується вапном та/або вапняком, за рахунок чого виготовляється гіпс. З огляду на ефективність етапу 7/5 екстракції розчинником при обмеженні екстракції сполуками титану, рідка фаза містить мінімальні рівні забруднюючих домішок (таких, як залізо, ванадій і хром), а тому гіпс є "чистим" гіпсом, який має комерційну цінність при застосуванні (наприклад, при виробництві цементу).
Очищений розчин з етапу 9 екстракції розчинником містить відносно високі рівні сірчаної кислоти (250-700г/л). Очищений розчин переміщується до вищезгаданого етапу вилуговування стадії 2 і
Використовується як луговина. Фактично, етап екстракції розчинником регенерує сірчану кислоту, і кислота може бути продуктивно використана в процесі. Це дає можливість істотно зменшити відходи, порівняно з відомим сульфатним процесом. Крім того, використання очищеного розчину, як частини первинної кислоти для процесу, зменшує кількість необхідної для процесу свіжої кислоти.
Етап вилуговування стадії 2 здійснюється в автоклаві 13. с
Очищений розчин і свіжоприготована концентрована сірчана кислота, яка теж подається в автоклав 13, вилуговують ільменіт, що не прореагував і частково прореагував на етапі вилуговування стадії 1, та розчиняють о приблизно 5095 залишкового ільменіту.
Продукт з етапу вилуговування стадії 2 проходить через етап розділення твердої і рідкої фаз.
Луговину з етапу розділення твердої і рідкої фаз, яка зазвичай містить 400-700Ог/л сірчаної кислоти, «І переміщують до етапу вилуговування стадії 1, як зазначено вище.
Тверда фаза з етапу розділення твердої і рідкої фаз складається, по суті, із силікатного залишку і є іа відходами процесу. Ге»!
Свіжоприготована кислота потрібна для процесу, оскільки кислота втрачається при відділенні сульфату заліза від луговини і при екстракції сульфату титанілу на етапі екстракції розчинником. -
Свіжоприготована кислота може бути додана в будь-якій точці технологічної схеми. Ге)
Переважною точкою додавання кислоти є етап вилуговування стадії 2, оскільки вважається, що уведення концентрованої кислоти в цій точці оптимізує можливість вилуговування ільменіту, і це зручно для підтримки ефективного теплового балансу.
Технологічна карта з Фіг2 дуже подібна до карти, показаної на Фіг1, а тому для опису однакових « елементів на обох технологічних картах використані однакові числові позиції. шщ с Основна різниця між технологічними картами полягає в тому, що на технологічній карті з Фіг.1 показано, що й очищений розчин з етапу 9 екстракції розчинником переміщується до етапу вилуговування стадії 2 і «» використовується на цьому етапі як вилуговуючий розчин, тоді як на технологічній карті з Фіг.2 очищений розчин з етапу 9 екстракції розчинником розділяється на 2 окремі потоки і окремими потоками переміщується до етапу вилуговування стадії 1 і етапу вилуговування стадії 2, відповідно, і на обох цих етапах о використовується як вилуговуючий розчин. Крім того, на технологічній карті з Фіг.1 показано, що рідка фаза продукту з етапу вилуговування стадії 2 переміщується до етапу вилуговування стадії 1, тоді як у варіанті з о Фіг.2 рідка фаза переміщується до луговини, виробленої на етапі вилуговування стадії 1.
Те) Заявник провів експериментальну роботу, пов'язану з вищеописаним процесом, у масштабі лабораторії і в масштабі дослідної установки. о У короткому підсумку, в експериментальній роботі заявником одержані такі результати.
Та» - Великі швидкості вилуговування були досягнуті при вилуговуванні ільменіту в присутності прискорювача, наприклад, скрапового заліза, тіосульфату натрію і діоксиду сірки. - Були вироблені луговини, що містять до 100г/л титану. - Етап екстракції розчинником приводив до істотного підвищення чистоти діоксиду титану, який зрештою вироблявся із сульфату титанілу, екстрагованого на етапі екстракції розчинником. іФ) - Луговина, відділена від розчинника на етапі екстракції розчинником, містила високі рівні (щонайменше ко ЗОог/л) сульфату титанілу. - Очищений розчин може бути використаним для вилуговування ільменіту на початковому і подальшому бо етапах вилуговування, із свіжоприготованою кислотою або без неї. - Двостадійне вилуговування є ефективним варіантом вилуговування, і це двостадійне (або більше, ніж двостадійне) вилуговування може здійснюватися в одній посудині, з поверненням залишкової твердої фази до посудини і з додаванням свіжого ільменіту, або в кількох посудинах, де залишкова тверда фаза, яка вироблена в першій посудині, подається до однієї або більше, ніж однієї, іншої посудини. 65 - Існує вікно вилуговування (яке залежить від таких умов, як концентрація кислоти, температура вилуговувача і тривалість вилуговування, та таких чинників, як концентрація іонів титану), в якому можна уникнути передчасного гідролізу гідратованих оксидів титану і передчасного осаджування сульфату титанілу.
Робота в масштабі лабораторії і в масштабі дослідної установки проводилася на зразках для вилуговування, що складалися з концентратів пісків важких мінералів, котрі містять 25095 ільменіту.
Робота по вилуговуванню складалася з вилуговування на основі періодичного технологічного циклу у 2 стадії при атмосферному тискові з сірчаною кислотою в масовому процентному відношенні 30-5095, при 95-12026 протягом 3-5 годин на кожній стадії, та з додаванням на кожній стадії прискорювача/відновника у вигляді заліза, тіосульфату натрію і діоксиду сірки.
Згадана вище робота по вилуговуванню здійснювалася із початковими наповненнями твердими частинками в 70 Кількостях 500г/л і 200г/л.
В Таблиці 1 наведено короткий підсумок результатів вищезгаданої роботи по вилуговуванню. (на стадії 1) т
Таблиця 1 показує, що вилуговування у 2 стадії за описаних вище умов, є ефективним варіантом вилуговування.
Робота в масштабі лабораторії і в масштабі дослідної установки включала також випробування екстракції розчинником, на вилужених зразках ільменіту, з використанням низки реагентів і модифікаторів для екстракції розчинником, включно з реагентами того типу, що запропоновані в (патенті США Мо5277816), виданому на ім'я дослідницької корпорації боіех, Японія.
Випробування екстракції розчинником проводилися після кристалізації надлишкового сульфату заліза. с
До реагентів, для прикладу, входили Суапех 923 (еквівалент (Св8Н47)3РОЇ і аліфатичний розріджувач ЗНейвоЇї (9
ОЛО0А. До модифікаторів, для прикладу, входили метилізобутилкетон (МІВК), діїзобутилкетон (0ІВК) та ізотридеканол (ІТА).
В Таблиці 2 показано склад первинного розчину, а в Таблиці З показані коефіцієнти збагачення титану в наповненій органіці. З
Фо
Ф о зв со ч 2 свв | сумшт | бужш? | Сумшз | Сумшя | не с лве| 5 1яю юю . г» пе ве со о
Ф с іфлуви во яю бю во ї» Таблиця 2 показує, що екстракція розчинником, за описаних вище умов, є ефективним засобом відділення титану (у формі сульфату титанілу) від забруднювачів.
Згадані вище випробування екстракції розчинником показали також, що екстракція розчинником набагато ефективніша в присутності модифікатора. Модифікатор, здалося, не мав жодного впливу на ступінь екстракції о титану. Проте, модифікатор, як виявилося, перешкоджає утворенню небажаної насиченої титаном фази, яка нерозчинна в розріджувачі. Тому, без модифікатора можливі лише відносно розбавлені розчини титану. їмо) Подальша робота, виконана заявником у масштабі лабораторії і в масштабі дослідної установки, ілюструється наступними прикладами. 60 Приклад 1 - періодичне вилуговування 1-ї стадії при незмінній кислотності 1000мл очищеного розчину, що містить 402г/л вільної НьзО,, 24,бг/л Ее?", 2,0г/л Без! і З,Зг/л Ті було підігріто до 1102С в скляному реакторі, обладнаному перегородками і мішалкою, виготовленою з тефлону. Далі 400г ільменіту, який містив 30,490о Ті і 34,3905 Ре і був подрібнений до рівня, коли 5095 частинок не перевищували
З2мкм, було додано до цього розчину при перемішуванні, достатньому, щоб повністю суспендувати тверді бо частинки. В суспензію зі швидкістю 0,5см/год. занурювали пруток діаметром бмм із м'якої сталі. Вилуговування проводилося протягом 6 годин. Протягом цього часу кратними дозами додавалася 98905 сірчана кислота, щоб регулювати вільну кислотність на рівні 400г/л. Після 6 годин зразок виймався і фільтрувався. Аналіз розчину показав, що він містить 397г/л вільної НьзО,, 72,6бг/л Ее?", З,Ог/л ЕеЗ" і 28г/л Ті. Суспензія фільтрувалась, і тверді частинки промивалися водою і висушувалися. У такий спосіб було одержано 252,2г залишку, який містив 31,990 Ті і 32,7905 Ге.
Приклад 2 - періодичне двохстадійне вилуговування при незмінній кислотності 100О0мл синтетичного очищеного розчину, що містить 402г/л вільної Н»ЗО), було підігріто до 10592 в скляному реакторі, обладнаному перегородками і мішалкою, виготовленою з тефлону. Далі 400г ільменіту, який 70 містив 30,495 Ті і 34,395 Ре і був подрібнений до рівня, коли 5095 частинок не перевищували 3З2мкм, було додано до цього розчину при перемішуванні, достатньому, щоб повністю суспендувати тверді частинки. Було доданозЗог залізної засипки. Вилуговування проводилося протягом 5 годин. Протягом цього часу кратними дозами додавалася 9895 сірчана кислота, щоб регулювати вільну кислотність на рівні 40Ог/л. Після 5 годин зразок виймався і фільтрувався. Аналіз розчину показав, що він містить 387г/л вільної Н5О,, 89,4г/л Бе?", О,4г/л Без" 715 і 48г/л Ті. Подача тепла і перемішування вимикалися, і суспензія мала можливість осаджуватися протягом ночі. 75О0мл освітленого розчину видалялося і замінювалося рівним об'ємом свіжого синтетичного очищеного розчину.
Далі подача тепла і перемішування були відновлені, і було додано ЗО0г залізної засипки. Вилуговування продовжувалося при 1102Спротягом 5 годин. Протягом цього часу кратними дозами додавалася 9890 сірчана кислота, щоб регулювати вільну кислотність на рівні 400г/л. Після 5 годин зразок виймався і фільтрувався.
Аналіз розчину показав, що він містить З7Зг/л вільної НоЗО,, 10бг/л Ее?", 0,2г/л ЕеЗ» і ЗВг/л Ті. Суспензія фільтрувалась, і тверді частинки промивалися водою і висушувалися. У такий спосіб було одержано 57,5г залишку, який містив 33,090 Ті і 23,7905 Ге.
Приклад З - періодичне вилуговування 1-ї стадії при зменшенні кислотності 1000мл підкисленого очищеного розчину, що містить 598г/л вільної Н»ЗО»Х, З1,Зг/л Ее?", 2,Аг/л Ее" і 9,2г/л с 29 Ті було підігріто до 1109 в скляному реакторі, обладнаному перегородками і мішалкою, виготовленою з Ге) тефлону. Далі 400г ільменіту, який містив 30,495 Ті і 34,395 Ре і був подрібнений до рівня, коли 5095 частинок не перевищували 32мкм, було додано до цього розчину при перемішуванні, достатньому, щоб повністю суспендувати тверді частинки. В суспензію зі швидкістю О,5см/год. занурювали пруток діаметром бмм з м'якої сталі. Вилуговування проводилося протягом 6 годин. Після 6 годин зразок виймався і фільтрувався. Аналіз З розчину показав, що він містить 441г/л вільної НьзО,, 73,7г/л Ее?", 13,Ог/л ЕеЗ" і 47г/л Ті. Суспензія Ге) фільтрувалась, і тверді частинки промивалися водою і висушувалися. У такий спосіб було одержано 223,6бг Фу залишку, який містив 32,090о Ті і 32,8905 Ре.
Приклад 4 - періодичне вилуговування 2-ї стадії при зменшенні кислотності | «в) 100О0мл синтетичного очищеного розчину, що містить 59Зг/л вільної Н»ЗО), було підігріто до 10592 в со скляному реакторі, обладнаному перегородками і мішалкою, виготовленою з тефлону. Далі 400г залишку від вилуговування з 1-ї стадії, який містив 32,0905 Ті і 31,395 Ре, було додано до цього розчину при перемішуванні, достатньому, щоб повністю суспендувати тверді частинки. В суспензію зі швидкістю 0,5см/год. занурювали пруток діаметром бмм з м'якої сталі. Вилуговування проводилося протягом б годин. Після 6 годин зразок « Виймався і фільтрувався. Аналіз розчину показав, що він містить 47бг/л вільної Н2зЗО,, 29,Ог/л Ее?", 10,4г/л Бе" шщ с і 32,5г/л Ті. Суспензія фільтрувалась, і тверді частинки промивалися водою і висушувалися. У такий спосіб й було одержано 267г залишку, який містив 31,995 Ті і 30,795 Ге. «» Приклад 5 - вилуговування 1-ї стадії на дослідній установці при зменшенні кислотності
ЗОл 9895 сірчаної кислоти було додано до 243л очищеного розчину, що містив З58г/л вільної НоЗО, і 7г/л
Ті, в резервуарі з пластику, армованого волокном (ГКР), ємністю Зб0Ол, який обладнано осьовою турбіною з ЕКР. (о) Результуючий розчин, який містив 579г/л вільної кислоти, 27,9г/л Бе 2: і Б,вг/л Бе", був підігрітий до 9590. До о цього розчину було додано 116кг неподрібненого ільменіту, що містив 31,1905 Ті і 34,195 Ре, при перемішуванні, достатньому, щоб повністю суспендувати тверді частинки. В суспензію занурювалася група з десяти прутків з (Се) м'якої сталі діаметром 1Омм і довжиною 29см. Вилуговування тривало протягом 6 годин при 105 2. Суспензія с 50 фільтрувалася з використанням напірного фільтра, що дало приблизно 26б0л розчину. Аналіз розчину показав, що він містить 461г/л вільної НозЗО,, 72,6бг/л Ее?"; 9,Ог/л Бе" і 41г/л Ті. ї» Приклад 6 - вилуговування 1-ї стадії на дослідній установці при незмінній кислотності
Була зібрана одностадійна дослідна установка для вилуговування, що складалася з 5 збовтуваних резервуарів з ЕКР, ємністю Ол кожний, обладнаних двоосьовими турбінами, виконаними з ЕКР, та 22 електричними занурюваними нагрівниками, вкритими оболонкою з кремнезему. В перший резервуар з
ГФ! допомогою шнекового живильника зі швидкістю 750г/год. подавався ільменіт, подрібнений до рівня, коли 5095 частинок не перевищували 32мкм. В перший резервуар зі швидкістю 62,5мл/хв. нагнітався також очищений ді розчин для екстракції розчинником на дослідній установці складу 404г/л вільної НьзО,, З36,1г/л Ее?", З,2г/л Бе?" і 10г/л Ті. У всіх резервуарах температура підтримувалася на рівні 11020. В перші два резервуари додавалася 60 ово; сірчана кислота, щоб регулювати кислотність до 400г/л. В кожен резервуар зі швидкістю 1см/год. уводилися прутки з м'якої сталі діаметром 1Омм. Звідси суспензія могла текти самопливом до згущувача, виконаного з ЕКР і обладнаного скребками з ЕКР. Розчин переливу із згущувача і згущена суспензія збиралися і накопичувалися.
Дослідна установка працювала безперервно протягом 92 годин. Протягом завершальних 48 годин роботи ве середній склад розчину в кожному резервуарі був таким, як показано нижче в Таблиці 4.
вилуговування 1-ї стадії на дослідній установці 0 Іянечююта пів дірок ліття, й
Реетмуера 01000350000бв0 42035 о
Приклад 7: стендові випробування екстракції розчинником з протитечійною екстракцією
Були проведені три групи протитечійних стендових випробувань, щоб промоделювати контур екстракції /5 Возчинником дослідної установки. Кожна група випробувань складалася з 5 циклів, і отримані дані показали, що було досягнуто стаціонарного стану. Органічна фаза містила З09воб. Суапех 923, як екстрагента, 59Убоб. ОІВК, як модифікатора, і 659606. Зпеїво! О100А, як розріджувача. При відношенні органіки до розчину (О/А) 2, З і 4, наповнення органіки складало 16, 11 і 8г/л Ті; ефективність екстракції складала 97,8, 99,7 і 99,9965; концентрація титану в очищеному розчині складала 450-910, 80-120 і 24-28мг/л, відповідно. Розділення між Ті і
Сг, Мо, Мп, Мі наближалося до ідеального, при цьому наповнена органіка містила Омг/л Ст, Ма, Мп і Мі.
Випробування проводилися на фляжному струшувачі в термостаті. Основні умови випробувань показані нижче:
Температура: 50
Тривалість перемішування: 45-60 хвилин
Тривалість осаджування: 15 хвилин сч
Відношення О/А: 2,3,4 о
Результати підсумовані в Таблиці 5. з зо Ф 0 Тнвоіісаро в |мормоімі в (ор т |х
Первин розчин лооЮ 1052 30000 20400 т 0027 32000 12047. Ф
СА (Ореянка свою 40 тво о 0 202ю в 550 13 о о 8 Фромм зо ля (55 3720о 2221509 0 75 676 108 зт. з ОА Оранка 230 10 ля о | о 0 202ю 5 1000 12 6. Фо
З бром змо ля (55 завоо о»; т5ю 9 4/3 ве 10648.
А (Оранка 22000 2 1260 о | о 1 /20000 4 8360 ло о 4 Очром собою | 1558 забою 20150010 7 15 25 10051 « 70 Приклад 8: стендові випробування по видаленню при екстракції розчинником н- с Наповнена органіка, що містила 309506. Суапех 923, як екстрагента, 595об. СІВК, як модифікатора, і 659506. з ЗпеїЇзо! О1О0А, як розріджувача, очищувалася з допомогою води при різних відношеннях О/А. Випробування проводилися з використанням фляжного струшувача в термостаті. Основні умови випробувань показані нижче:
Температура: 50 бо Тривалість перемішування: 60 хвилин ав) Тривалість осаджування: 20 хвилин
Відношення О/А: 113,11, ЗМ, БО, 201 і 30/1 се) со 020 Результати підсумовані в Таблиці 6. т»
Твою са|ове мом вояк наповнена органіка відсутня 13 044) 30 о /20000 4 18000 12 8 о сі (тн відсутня м/о 270300 2105 Зно 819. пз бчоромт мо 02016000 6 0 зо з 0 з СА оранка відсутя м/о 8000 0 200 6 1000 12/10. побяоромо айоо 023110 000 7 0 тю 61. щ ОА органіка (відсутня 12 01600 о /20000 5 15000 13 8
ЗИ юхром Мозюю 20 зи|о|0 0 7 0 вою 72.
ОА ортянка відвутя 13003020 0 20000 4 15500 1725.
ВИ охромо во оо 1во|о|0 0 з 0 тю то
ІА ортянка відвутя з 02530 0 20000 0 17000 1820. 65 10/41. оч. розч. 225600 |2 0 02801000 0 о 5ВОО|6 | З сід ранка |вдеутя| | о | 2512 | о Го (осв о тою (т Г9. о оч розм завооо (40250 0 010 0 1 2 во.
ОА оранка відсутя оо 4100 0 19000 0 17000 156.
Зоо очового зоозоо 021 Мо о 00 0 о 500 т 2.
Приклад 9: робота дослідної установки по екстракції розчинником
Робота дослідної установки проводилася з пристроєм, який мав дві кювети для екстракції, одну промивну кювету і чотири кювети для видалення. Ефективні об'єми змішувача і відстійника кожної кювети складали 1,675 і 8,000 літрів, відповідно. Видалення складалося з двох стадій: випереджальне видалення з переливом із згущувача гідролізу і затримане видалення з допомогою води, відповідно. Основні робочі умови вказані нижче: " складала 15,7г/л Ті. 2 ся - і9) видалення: т зо Ф
Ф
Результати підсумованів Таблиці 7. 1 о с мб вну можн тя м ще ня їх г/л мг/л Ге мг/л мг/л /мг/л | мг/л мг/л |мг/л) мг/л мг/л мг/л 2 з с щ Витередкальне видалення 78270100 абв (46520000 135 зов 1 ; Зетимане видалення 91080020 мо ом 30100005 5 639 21 нен ер тет ен я ня й ет кг ня (ав) со Приклад 10: робота дослідної установки
Робота дослідної установки проводилася з пристроєм, який мав дві кювети для екстракції, одну промивну се) кювету і чотири кювети для видалення. Ефективні об'єми змішувача і відстійника кожної кювети складали 1,675 і
Їх» 8,000 літрів, відповідно. Видалення складалося з двох стадій: випереджальне видалення з переливом із згущувача гідролізу і затримане видалення з допомогою 50г/л Н»ЗО,, відповідно. Основні робочі умови вказані нижче: 5 о 7 складала 15,7г/л Ті. й дв
Потік органіки: 16Бмл/хв.;
видалення: й й й й
Результати підсумовані в Таблиці 8.
НИ Арно ов іні ііі бо г/л мг/л мг/л
Очищений розин 00363085 0290 свв 0 вою мо лов 5000000110зево 6 29
Витередкальне видалення 2235502 в | хв (509 | 7 ллвї| ов 1
Затимане видалення 30101860 560 |6000001000 707 во м | 1
Наповнена оранка (2) вдсутя 15.1 177. 11771009 0 лу 2 вит 258
Збіднена органіка (87) відсутя 2 01 що | о 0) о | о (ето! м оз) 7) о
Приклад 11 - гідроліз у періодичному режимі 1000мл наповненої відділеної луговини від екстракції розчинником в дослідній установці, що містила 123Зг/л.. СМ вільної НьЗоО,, Ог/л Ее?", 0,26г/л Бе" і 12г/л Ті, було попередньо оброблено з допомогою 1г алюмінієвої фольги г) протягом ночі при кімнатній температурі. Титрування дихроматом з використанням, як індикатора, дифеніламін-сульфонату натрію показало, що результуючий розчин містив 2,4г/л ТіЗ", 500мл води, яка містила 100г/л вільної НьБО, і О,5г затравки ТІФ(ОН)», були підігріті до 959С в скляному реакторі, обладнаному перегородками і тефлоновою мішалкою. Потім оброблена наповнена відділена луговина була перекачана в т реактор зі швидкістю 2,8мл/хв. протягом 6 годин. Реагуючій суміші була надана можливість перемішуватися Ге) протягом подальших 30 хвилин, після чого зразок виймався і фільтрувався. Аналіз розчину показав, що він містив 147г/л вільної НьЗО,, 0,24г/л Ре і 2,3г/л Ті. Суспензія фільтрувалася, і тверді частинки промивалися Ф водою і висушувалися. Фільтрування виявилося дуже швидким. У такий спосіб було одержано 22,бгзалишку, що «3 містив 45,090 Ті, 3,995 5 і «0,0290 Ре з розміром частинки д5о приблизно в 8,5 мікрона.
Приклад 12 - Гідроліз на дослідній установці со
Була зібрана одностадійна дослідна установка для гідролізу, що складалася з 2 збовтуваних резервуарів з
ЕКР ємністю бл кожний, обладнаних двоосьовими турбінами, виконаними з ЕКР, та електричними занурюваними нагрівниками, вкритими оболонкою з кремнезему. В перший резервуар зі швидкістю 1Омл/хв. нагніталася « наповнена відділена луговина від екстракції розчинником в дослідній установці, що містила 206бг/л вільної 7 то НьЗО,, Ог/л Бе?", 0,2г/л Бе" і 25г/л Ті. В кожному з резервуарів підтримувалася температура в 952С. В перший с резервуар подавалася вода, щоб регулювати кислотність до 140г/л, що вимагало потоку в 8,5мл/хв. Додаткова :з» вода додавалася в другий резервуар зі швидкістю БбБмл/хв., щоб регулювати кислотність до 100г/л. Звідси суспензія могла текти самопливом до згущувача з ЕКР, обладнаного скребками з ЕКР. Розчин переливу із Згущувача збирався і накопичувався. Нижня суспензія із згущувача збиралася і фільтрувалася з допомогою оо вакуумного фільтрування. Фільтрування нижнього продукту виявилося дуже швидким. Розмір частинок й во виявився рівним 7,2 мікрона. Дослідна установка працювала безперервно протягом 42 годин. Протягом о завершальних 30 годин роботи середній склад розчину в кожному резервуарі був таким: се) 27 гідролізу на дослідній установці ть 7 вільне водо, пліви тя
Резерв? 00100000500000о09 ло 29 ерелив із зущувача! 109009) 10 о Приклад 13 - кальцинування в лабораторному масштабі о Зразок вагою 2,бг сухого ТІФО(ОН)», виготовленого відповідно до прикладу 11, кальцинувався у тиглі з оксиду алюмінію, з використанням муфельної печі при 10009 протягом 1 години. Після видалення з печі 60 охолоджений кальцинований матеріал містив, за даними рентгенівської флуоресценції, 59,895 Ті, 0,0795
Ее, «0,0290 5 і менше порогу чутливості: Зі, АІ, Мп, Ма, Ст, М і 2п.
В межах сутності і обсягу даного винаходу може бути зроблено багато удосконалень описаного вище процесу.
Наприклад, тоді як в описаній вище технологічній карті показано, що кожен з етапів вилуговування Стадії 1 бо і Стадії 2 здійснюється в одному автоклаві З і 13, відповідно, даний винахід не обмежений цим випадком і поширюється на схеми, які містять кілька автоклавів для кожної стадії.
Крім того, тоді як в описаній вище технологічній карті показано, що етапи вилуговування Стадії 1 і Стадії 2 здійснюються в окремих автоклавах З і 13, відповідно, даний винахід не обмежений цим випадком і поширюється на схеми, в яких вилуговування титановмісного матеріалу здійснюється в єдиному автоклаві з поверненням залишкової твердої фази до автоклава і безпосереднім подаванням очищеного розчину від етапу 9 екстракції розчинником до автоклава.
Claims (24)
1. Спосіб виробництва діоксиду титану з титановмісного матеріалу, який складається з етапів: (а) вилуговування твердого титановмісного матеріалу за допомогою вилуговуючого розчину, який містить сірчану кислоту, і формування лугу, куди входять кислотний розчин сульфату титанілу ТІО5БО , і сульфату заліза Гебо,; (5) розділення лугу і залишкової твердої фази з етапу (а) вилуговування; (с) відділення сульфату титанілу від лугу з етапу (Б); (а) гідроліз відділеного сульфату титанілу і формування твердої фази, яка містить гідратовані оксиди титану; (е) розділення твердої фази, яка містить гідратовані оксиди титану, і рідкої фази, які утворилися на етапі (а) гідролізу; та () кальцинування твердої фази з етапу (е) і формування діоксиду титану, який відрізняється тим, що додатково містить етапи: (І) подальшого вилуговування залишкової твердої фази з етапу (Б) за допомогою вилуговуючого розчину, що містить сірчану кислоту, з формуванням лугу, який містить кислий розчин сульфату титанілу і сульфату заліза сч та залишкової твердої фази; (ІІ) розділення лугу і залишкової твердої фази з етапу (І); та о (ПІ) подавання відділеного лугу до етапу (а) вилуговування та/або змішування відділеного лугу з лугом з етапу (Б).
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що етап (а) вилуговування і подальший етап (І) вилуговування «т зо Здійснюють в одній і тій же посудині.
З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що включає повернення залишкової твердої фази з етапу (Б) до б» посудини, де залишкова тверда фаза утворює частину титановмісного матеріалу, підданого вилуговуванню на Фо етапі (а) вилуговування.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що етап (а) вилуговування і подальший етап (І) вилуговування («в») здійснюють в окремій посудині або посудинах. со
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що подальший етап (І) вилуговування включає подання залишкової твердої фази з етапу (б) до посудини або посудин.
6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що етап (а) вилуговування та/або подальший етап вилуговування включає вибір та/або регулювання умов вилуговування на етапі або етапах « 70 Вилуговування, для уникнення небажаних рівнів передчасного гідролізу гідратованих оксидів титану і небажаних з с рівнів передчасного осадження сульфату титанілу.
7. Спосіб за п. б, який відрізняється тим, що умови вилуговування містять один або більше ніж один з :з» чинників: концентрація кислоти, температура вилуговувача і тривалість дії вилуговувача.
8. Спосіб за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що включає вибір та/або регулювання концентрації сірчаної Кислоти, яка повинна складати щонайменше 350 г/л впродовж етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу оо (І) вилуговування при робочій температурі вилуговувача в межах від 9592 до точки кипіння, для уникнення передчасного гідролізу.
о
9. Спосіб за будь-яким із пунктів 6-8, який відрізняється тим, що включає вибір та/або регулювання со концентрації кислоти, яка в кінці етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу (І) вилуговування повинна бути меншою, ніж 450 г/л, при робочій температурі вилуговувача в межах від 9592С до точки кипіння, для о уникнення небажаного рівня передчасного осадження сульфату титанілу. Та»
10. Спосіб за будь-яким із пунктів 6-9, який відрізняється тим, що включає вибір та/або регулювання умов вилуговування таким чином, щоб концентрація іонів титану в лузі була меншою, ніж 50 г/л, в кінці етапу (а) вилуговування та/або подальшого етапу (І) вилуговування.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що включає вибір та/або регулювання умов вилуговування таким чином, щоб концентрація іонів титану в лузі складала 40-50 г/л в кінці етапу (а) вилуговування та/або Ф) подальшого етапу (І) вилуговування. ко
12. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що етап (а) вилуговування та/або подальший етап (І) вилуговування здійснюють в присутності добавки, яка прискорює швидкість вилуговування бо титановмісного матеріалу.
13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що прискорювач вилуговування вибирають з групи, до якої входять залізо, сіль титану (ІІ), сіль тіосірчаної кислоти, діоксид сірки або будь-які інші відновлені сполуки, що містять сірку.
14. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що етап (а) вилуговування та/або 65 подальший етап (І) вилуговування здійснюють в присутності відновника, який відновлює залізні іони до залізистих іонів у кислотному розчині або розчинах сульфату титанілу і сульфату заліза, виробленому(их) на етапі (а) вилуговування.
15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що відновник вибирають з групи, до якої входять залізо, сіль титану (І), сіль тіосірчаної кислоти, діоксид сірки або будь-які інші відновлені сполуки, що містять сірку.
16. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на етапі (а) вилуговування розчиняють принаймні 5095 за масою титановмісного матеріалу, поданого до етапу вилуговування.
17. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково містить етап осаджування сульфату заліза з лугу з етапу (Б) та відділення осадженого сульфату заліза від лугу, перед етапом (с) відділення сульфату титанілу. 70
18. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні частину лугу, що залишається після відділення сульфату титанілу на етапі (с), використовують принаймні як частину вилуговуючого розчину на етапі (а) вилуговування та/або подальшому етапі (І) вилуговування.
19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що етап (с) відділення сульфату титанілу додатково включає етап екстракції розчинником для екстракції сульфату титанілу в розчинник, з лугу з етапу (Б), а потім /5 видалення сульфату титанілу з розчинника і формування розчину, який містить сульфат титанілу, а після цього гідролізування розчину, що містить сульфат титанілу, на етапі (а) гідролізу.
20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що принаймні частину очищеного розчину з етапу екстракції розчинником використовують принаймні як частину вилуговуючого розчину на етапі (а) вилуговування та/або на подальшому етапі (І) вилуговування.
21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що вилуговуючий розчин на етапі (а) вилуговування та/або на подальшому етапі (І) вилуговування містить очищений розчин і свіжоприготовану сірчану кислоту.
22. Спосіб за п. 20 або 21, який відрізняється тим, що очищений розчин з етапу екстракції розчинником має концентрацію сірчаної кислоти принаймні 250 г/л.
23. Спосіб за будь-яким із пунктів 19-22, який відрізняється тим, що етап екстракції розчинником включає сч Контактування лугу з розчинником, до складу якого входить модифікатор.
24. Спосіб за будь-яким із пунктів, який відрізняється тим, що додатково здійснюють керування етапом (4) і) гідролізу, з формуванням продукту гідратованих оксидів титану із заданим розподілом частинок за розміром. « (о) (о) «в) г)
- . и? (ее) («в) се) се) с» іме) 60 б5
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2002952157A AU2002952157A0 (en) | 2002-10-18 | 2002-10-18 | Production of titania |
| PCT/AU2003/001384 WO2004035841A1 (en) | 2002-10-18 | 2003-10-17 | Production of titania |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA80994C2 true UA80994C2 (en) | 2007-11-26 |
Family
ID=28047722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200504668A UA80994C2 (en) | 2002-10-18 | 2003-10-17 | Method for production of titania |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7485269B2 (uk) |
| EP (1) | EP1558771B1 (uk) |
| CN (1) | CN100374590C (uk) |
| AT (1) | ATE353373T1 (uk) |
| AU (1) | AU2002952157A0 (uk) |
| BR (1) | BR0315412A (uk) |
| DE (1) | DE60311674T2 (uk) |
| ES (1) | ES2283809T3 (uk) |
| RU (1) | RU2317345C2 (uk) |
| UA (1) | UA80994C2 (uk) |
| WO (1) | WO2004035841A1 (uk) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002952157A0 (en) | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| AU2002952155A0 (en) | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| AU2002952158A0 (en) | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| WO2005038060A1 (en) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| RU2007141163A (ru) * | 2005-04-07 | 2009-05-20 | БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД (AU) | Усовершенствованный способ осаждения титана |
| BRPI0608611A2 (pt) * | 2005-04-07 | 2010-01-19 | Bhp Billiton Innovation Pty | processo de sulfato para a produÇço de titÂnia a partir de um material titanÍfero |
| RU2007141195A (ru) * | 2005-04-07 | 2009-05-20 | БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД (AU) | Использование способа осаждения титана |
| RU2007141179A (ru) * | 2005-04-07 | 2009-05-20 | БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД (AU) | Усовершенствованный способ извлечения металла |
| CN101553585B (zh) * | 2006-09-06 | 2012-05-30 | Bhp比利顿创新公司 | 硫酸盐法 |
| FI126764B (en) * | 2011-12-22 | 2017-05-15 | Outotec Oyj | Method for streamlining the use of the reactor volume in connection with hydrometallurgical leaching |
| JP2017524648A (ja) | 2014-07-08 | 2017-08-31 | アヴァータナ・リミテッド | チタン含有鉱物からの生成物の抽出 |
| RU2571904C1 (ru) * | 2014-11-06 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки титансодержащего материала |
| CN112441614B (zh) * | 2020-11-06 | 2023-03-17 | 陕西省地质调查实验中心 | 一种从酸性溶液中分离回收二氧化钛的方法 |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3067010A (en) * | 1960-10-19 | 1962-12-04 | Dow Chemical Co | Process for preparation of titanium dioxide |
| US3218131A (en) * | 1961-01-27 | 1965-11-16 | Independence Foundation | Process for recovery of titania values |
| FR1548343A (uk) * | 1967-07-07 | 1968-12-06 | ||
| DE1592406B2 (de) * | 1967-09-25 | 1978-12-14 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung von Titandioxydpigmenten mit hohem Weißgrad |
| DE2729755C2 (de) * | 1977-07-01 | 1983-12-22 | Kronos Titan-Gesellschaft Mbh, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung von Titandioxid durch diskontinuierliches Aufschließen von Ilmeniterzen mit Schwefelsäure |
| US4288416A (en) * | 1979-08-10 | 1981-09-08 | Nl Industries, Inc. | Process for manufacturing titanium compounds |
| US4288415A (en) * | 1979-08-10 | 1981-09-08 | Nl Industries, Inc. | Process for manufacturing titanium compounds using a reducing agent |
| US4288418A (en) * | 1979-08-10 | 1981-09-08 | Nl Industries, Inc. | Process for manufacturing titanium dioxide |
| US4275040A (en) * | 1980-05-30 | 1981-06-23 | Nl Industries, Inc. | Process for extracting titanium values from titaniferous bearing material |
| DE3513120A1 (de) * | 1985-04-12 | 1986-10-23 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von titandioxid |
| DE3524053A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-01-08 | Bayer Antwerpen Nv | Verfahren zur herstellung von hochwertigem titandioxid nach dem sulfatverfahren |
| CN1007343B (zh) * | 1986-05-26 | 1990-03-28 | 广西冶金研究所 | 颜料二氧化钛的制造方法 |
| CN1024530C (zh) * | 1988-08-19 | 1994-05-18 | 株式会社抽出研究所 | 二氧化钛的制造方法 |
| DE3912554C1 (uk) | 1989-04-17 | 1990-07-12 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen, De | |
| JPH04119919A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-21 | Chiyuushitsu Kenkyusho:Kk | 二酸化チタンの製造方法 |
| JP2849779B2 (ja) | 1991-01-08 | 1999-01-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度酸化チタン粉末の製造方法 |
| DE4344162A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Titandioxid nach dem Sulfatverfahren |
| US5744108A (en) * | 1996-01-15 | 1998-04-28 | Bayer Ag | Process for the thermal treatment of titanium dioxide in a circulating fluidized bed and the use thereof |
| US5821186A (en) * | 1996-11-01 | 1998-10-13 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Method for preparing hydrous titanium oxide spherules and other gel forms thereof |
| US6048505A (en) * | 1997-06-16 | 2000-04-11 | Kemicraft Overseas Limited | Continuous non-polluting liquid phase titanium dioxide process and apparatus |
| US6375923B1 (en) * | 1999-06-24 | 2002-04-23 | Altair Nanomaterials Inc. | Processing titaniferous ore to titanium dioxide pigment |
| DE60113716T2 (de) | 2000-12-12 | 2006-07-13 | Highveld Steel & Vanadium Corp. Ltd. | Wiedergewinnung von titaniumdioxid aus tio2-reichen rohstoffen wie schlacken der stahlherstellung |
| AU2002952158A0 (en) * | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| AU2002952155A0 (en) | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| AU2002952157A0 (en) | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| WO2005038060A1 (en) | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
| BRPI0608611A2 (pt) | 2005-04-07 | 2010-01-19 | Bhp Billiton Innovation Pty | processo de sulfato para a produÇço de titÂnia a partir de um material titanÍfero |
| RU2007141179A (ru) | 2005-04-07 | 2009-05-20 | БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД (AU) | Усовершенствованный способ извлечения металла |
| RU2007141195A (ru) | 2005-04-07 | 2009-05-20 | БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД (AU) | Использование способа осаждения титана |
| RU2007141163A (ru) | 2005-04-07 | 2009-05-20 | БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД (AU) | Усовершенствованный способ осаждения титана |
-
2002
- 2002-10-18 AU AU2002952157A patent/AU2002952157A0/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-10-17 WO PCT/AU2003/001384 patent/WO2004035841A1/en active IP Right Grant
- 2003-10-17 BR BR0315412-2A patent/BR0315412A/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-10-17 UA UAA200504668A patent/UA80994C2/uk unknown
- 2003-10-17 ES ES03753132T patent/ES2283809T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-17 EP EP03753132A patent/EP1558771B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-17 DE DE60311674T patent/DE60311674T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-17 US US10/531,795 patent/US7485269B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-17 AT AT03753132T patent/ATE353373T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-10-17 CN CNB200380106949XA patent/CN100374590C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-17 RU RU2005115123/02A patent/RU2317345C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1558771A4 (en) | 2006-02-22 |
| BR0315412A (pt) | 2005-08-23 |
| DE60311674D1 (de) | 2007-03-22 |
| WO2004035841A1 (en) | 2004-04-29 |
| ES2283809T3 (es) | 2007-11-01 |
| ATE353373T1 (de) | 2007-02-15 |
| US20060233686A1 (en) | 2006-10-19 |
| CN1729304A (zh) | 2006-02-01 |
| RU2317345C2 (ru) | 2008-02-20 |
| AU2002952157A0 (en) | 2002-10-31 |
| US7485269B2 (en) | 2009-02-03 |
| CN100374590C (zh) | 2008-03-12 |
| EP1558771A1 (en) | 2005-08-03 |
| RU2005115123A (ru) | 2006-02-10 |
| DE60311674T2 (de) | 2007-11-15 |
| EP1558771B1 (en) | 2007-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7326390B2 (en) | Production of titania | |
| UA81273C2 (en) | Method for production of titania | |
| UA80994C2 (en) | Method for production of titania | |
| UA80993C2 (en) | Method for production of titania and hydrated titanium oxides | |
| CA2539830A1 (en) | Method for processing iron-laden spent sulfuric acid | |
| EP3894607A1 (en) | Methods of extraction of products from titanium-bearing materials | |
| AU2003271423A1 (en) | Production of titania | |
| FI70563B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av titandioxid genom anvaendning av reduktionsmedel | |
| AU2003271424A1 (en) | Production of titania | |
| FI71544B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av titansulfatloesning | |
| FI70562C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av titansulfatloesning | |
| Ultarakova et al. | Recycling of Titanium Production Waste with the Extraction of Valuable Components | |
| AU2004281297A1 (en) | Production of titania | |
| AU2003271425A1 (en) | Production of titania | |
| NO152941B (no) | Fremgangsmaate for aa fjerne treverdig jern fra en sulfatopploesning |