NO154877B - Fremgangsmaate til opparbeidelse av oppslutningsresiduer fra titandiosydfremstilling. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til opparbeidelse av oppslutningsresiduer ved titandioksydfremstilling ved inn-føring av disse residuer i en blanding av findelt slagg og svovelsyre, fortrinnsvis oleum.

Til oppslutning av titanholdige råstoffer anvender man van-ligvis følgende fremgangsmåte: Et finmalt titanholdig materiale blandes med konsentrert svovelsyre og blandes deretter med en mindre mengde vann eller vanndamp, hvorved den ved fortynning av den konsentrerte syre frembragte varme setter i gang omsetningen av det titanholdige materiale og syren. Herved danner det seg en porøs oppslutningskake, som er oppløselig i fortynnet mineralsyre eller vann.

De titanholdige materialer er imidlertid i gunstigste til-feller bare oppsluttbare inntil 95%, det blir tilbake et uoppløselig residu.

En fremgangsmåte til utvinning av TiC>2 fra ved titandioksyd-fremstillingen uoppløst gjenblivende ilmenittresidu er kjent fra japansk ålment tilgjengelig patentsøknad 77/41 197. Derved blandes residuet med 3-13,5% NaCl eller stensalt og oppvarmes med konsentrert svovelsyre til 150-160°C.

Denne fremgangsmåte arbeider meget uøkonomisk pga. den nød-vendige tilførsel av høye energimengder. Dessuten fører den dannede HCl-gass til en korrosiv beskadigelse av anlegget.

Derimot omtaler tysk patent F 9827 IV a/12i en fremgangsmåte til oppslutning av ilmenitt med svovelsyre i blanding med returgods uten ytre tilførsel av energi. Ulempen ved denne fremgangsmåte ligger i at utelukkende en kontinuerlig arbeidsmåte sikrer omsetningen av ilmenitter med svovelsyre i godt kontrollerbart reaksjonsforløp med gode oppslutningsutbytter.

Som senere vist gir overføringen av den fra det tyske patent F 9827 a/12i kjente fremgangsmåte til den ofte mer fordel-aktige diskontinuerlige arbeidsmåte bare utilfredsstillende resultater. De i residuene tilstedeværende TiC^-innhold er bare lite oppsluttbare og således dårlig overførbare i vandig oppløsning.

Overraskende er det nå funnet at oppslutningsresiduer av for-skjellige typer, slik de fremkommer ved titandioksydfrem-stillinger, på fordelaktig måte kan tilføres en utvinning av de inneholdte Ti02~deler, når disse oppslutningsresiduer oppsluttes sammen med findelte Ti02~ og Ti(III)-holdige slagger i svovelsyre, idet resultatet av fremgangsmåten i høy grad avhenger av valget av reaksjonsdeltagere og deres forhold til hverandre.

De anvendte oppslutningsresiduer er ofte dessuten beheftet med en så stor mengde fortynnet svovelsyre at en tilsetning av et vandig oppløsningsmiddel som vann, vanndamp eller fortynnet svovelsyre for å starte reaksjonen overflødig-gjøres .

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til opparbeidelse av oppslutningsresiduer fra titandioksydfremstilling ved svovelsyreoppslutning av titanholdige materialer,for utvinning av deri inneholdt Ti02 ved felles oppslutning med slagg i svovelsyre og oppløsning av den dannede reaksjonsmasse i et vandig oppløsningsmiddel,som vann eller fortynnet svovelsyre, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at fra 5 til 95 vekt-%, fortrinnsvis fra 30 til 75 vekt-%,av et titanholdig oppslutningsresidu oppsluttes sammen med fra

95 til 5 vekt-%, fortrinnsvis fra 70 til 25 vekt-%(findelt slagg som har et Ti02-innhold større enn 60 vekt-%, fortrinnsvis større enn 80 vekt-%, og et Ti(III)-innhold fra 5 til 40 vekt-%, fortrinnsvis fra 20 til 35 vekt-%, beregnet som Ti02 og referert til slagg,i svovelsyre av et H2S04~ innhold større enn 86 vekt-%, idet eventuelt oppslutningsreaksjonen startes ved tilsetning av vann, vanndamp eller

fortynnet svovelsyre.

En foretrukket form av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er videre karakterisert ved at det titanholdige oppslutningsresidu innføres i en slik mengde i en blanding av findelt slagg og svovelsyre at forholdet mellom H2S04 og Ti02 utgjør fra 1,5:1 til 3:1, fortrinnsvis fra 1,7:1 til 2,2:1, og H2S04-konsentrasjonen etter tilsetning av alle komponenter utgjør fra 80 til 98%, fortrinnsvis fra 85 til 98%.

I en spesiell foretrukket form er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen endelig karakterisert ved at det som svovelsyre anvendes oleum med et SO^-innhold på inntil 30%. De ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forarbeidede titanholdige oppslutningsresiduer er karakterisert ved at de så vel kan stamme fra ilmenitt- som også fra slaggoppslutninger, samt fra ilmenitt-slagg-blandingsoppslutninger, idet de eksempelvis fåes som tørkerunderløp etter en grovfiltrering over et med filtreringshjelpemidler belagt dreiefilter og vasking,

og kan inneholde filteringshjelpemiddel. En ytterligere forbehandling av oppslutningsresiduet er ikke foreskrevet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnår på enkel måte

høye oppslutningsutbytter av Ti02, såvel fra de anvendte slagger, som også fra de anvendte oppslutningsresiduer.

Det forlanges bare svovelsyreforbruk som det også er vanlig ved svovelsyreoppslutning av malm, og gir dermed etter opp-løsning av reaksjonsmassen i et vandig oppløsningsmiddel,

som vann eller en fortynnet svovelsyre, og etter klaring, umiddelbart til anvendelse av hydrolyse egnede titanyl-sulfatoppløsninger. Endelig muliggjøres gjennomføring av oppslutningsreaksjonen så vel på kontinuerlig som også dis-kontinuerlig arbeidsmåte, og det kreves i den spesielt fore-trukne form med anvendelse av oleum og ved de angitte bland-ingsforhold av reaksjonsdeltagerne ingen energitilførsel utenifra, og er dermed meget økonomisk.

I det følgende skal fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for-klares eksempelvis. Hvis intet annet angis, gjøres alle angivelser i vekt-%.

Eksemp_el_l

I et utad, godt isolert glasskår, som er utstyrt med et indre termometer og en rører, og som for utligning av varme-tap befant seg i et til oppslutningskarets indre temperatur etterførbart varmeluftbad, has de i tabell I angitte mengder av et findelt slagg (70,8% Ti02; 7,9% Ti(III), beregnet som Ti02 og referert til slagg,' 9,9% Fe) og oleum (106,1% H2S04). I denne blanding ble det deretter under intens omrøring innført de likeledes i tabell I angitte mengder av et fil-treringshjelpemiddelholdig ilmenitt-oppslutningsresidu (39,5% Ti02; 5,2% Fe; 8,6% H2S04; 44,0% glødetap innbefattende det adskilte, påviste H2S04~innhold; inntil 10% SiO.,-filtreringshjelpemiddelresidu)i en slik mengde at det samlede Ti02~innhold tilsvarte 100 g og at forholdet mellom H2S04 og Ti02 utgjorde 2,0:1 og H2<S0>4~sluttkonsentrasjonen utgjorde 88,7 til 96,5%. Derved økte temperaturen i oppslutningskaret til verdier mellom 114 og 159°C, og nådde i eksoterm oppslutningsreaksjon etter 14 til 28 minutter endelig de maksimale reaksjonstemperaturer fra 198 til 216°C. De fastgjorte reaksjonsmasser ble deretter holdt 6 timer

ved ca. 190°C og oppløst ved tilsetning av 350 ml vann ved 70°C. Det samlede Ti02~utbyttet av oppslutningen (oppløst Ti02 i forhold til uoppløst Ti02) utgjorde 87 til 91,5%.

Da Ti02~utbyttet av de anvendte slagger under like betingelser ligger ved 95%, utgjør Ti02~utbyttet av det anvendte ilmenitt-oppslutningsresidu etter denne fremgangsmåten 71,4 til 86,4%.

Sammenligningseksemgel

Til sammenligning ble det (ikke svarende til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen) i den allerede i eksempel 1 anvendte oppslutningsapparatur tilført de i tabell 2 angitte mengder av en findelt ilmenitt (60,2% Ti02; 25,0% Fe ; Fe(III) til Fe(II) = 2,29 : 1) og oleum (106,1% H2S04). Heri ble det deretter innført under intens omrøring de likeledes i tabell 2 angitte mengder av det som i eksempel 1 anvendte filtreringshj elpemiddelholdige ilmenittoppslutningsresidu (39,5% Ti02; 5,2% Fe; 8,6% H2S04; 44,0% glødetap innbefattende det adskilt, påviste H2S04~innhold; ca. 10% Si02) i en slik mengde at det samlede Ti02~innhold tilsvarte 100 g, forholdet mellom H2S04 og Ti02 utgjorde 2,0:1 og H2S04~ sluttkonsentrasjonen utgjorde 88,9 til 96,7%, Derved økte temperaturen i oppslutningskaret til verdier mellom 130 og 194°C og nådde i eksoterm oppslutningsreaksjon etter 3 til 6 minutter endelig de maksimale reaksjonstemperaturer fra 196 til 220°C.

De fastgjorte reaksjonsmasser ble deretter holdt 3 timer ved 180°C og oppløst ved tilsetning av 350 ml vann ved 70°C. Det samlede Ti02~utbyttet av oppslutningene (oppløst Ti02

i forhold til uoppløst Ti02) utgjorde 74 til 84,3%. Da Ti02~ utbyttet av den anvendte ilmenitt under samme betingelser ligger ved 93%, utgjør Ti02~utbyttet av det anvendte ilmenitt-oppslutningsresidu etter denne fremgangsmåten 28,5 til 73,4%. Det ligger dermed tydelig lavere enn det som ble oppnådd etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ifølge eksempel 1.

Eksemp_el_2

Ifølge oppfinnelsen ble det i den allerede i eksempel 1 anvendte oppslutningsapparatur tilført de i tabell 2 angitte mengder av en findelt slagg (85,1% Ti02; 30,2% Ti(III), beregnet som Ti02 og referert til slagg; 9,5% Fe) og oleum (106,1% H2S04). Heri ble det deretter under intens omrøring innført de likeledes i tabell 3 angitte mengder av det som i eksempel 1 anvendte filtreringshjelpemiddelholdige ilmenitt-oppslutningsresidu (39,5% Ti02; 5,2% Fe,* 8,6% H2S04; 44,0% glødetap innbefattende adskilt, påvist H2S04~innhold; ca. 10% Si02), i en slik mengde at det samlede Ti02~innhold tilsvarte 100 g, forholdet mellom H2S04 og Ti02 utgjorde 2,1:1 og H2S04-sluttkonsentrasjonen utgjorde 87,7 til 96,1.

Derved økte temperaturen i oppslutningskaret til verdier mellom 110 og 155°C og nådde i eksoterm oppslutningsreaksjon etter 11 til 20 minutter til slutt de maksimale reaksjonstemperaturer fra 185 til 215°C. De fastgjorte reaksjonsmasser ble deretter holdt 6 timer ved 190°C og opp-løst ved tilsetning av 350 ml vann ved 70°C. Det samlede Ti02~utbyttet av oppslutningene (oppløst Ti02 i forhold

til uoppløst Ti02) utgjorde 91,5 til 94,5%. Da Ti02~utbyttet av de anvendte slagger under samme betingelser ligger ved 97%, utgjør Ti02-utbyttet av det anvendte ilmenitt-oppslutningsresidu etter denne fremgangsmåte 84,8 til 88,0%.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til opparbeidelse av oppslutningsresiduer fra titandioksydfremstilling ved svovelsyreoppslutning av titanholdige materialer,for utvinning av deri inneholdende Ti02 ved felles oppslutning med slagg i svovelsyre og opp-løsning av den dannede reaksjonsmasse i et vandig oppløsnings-middel, som vann eller fortynnet svovelsyre, karakterisert ved at fra 5 til 95 vekt-%, fortrinnsvis fra 30 til 75 vekt-%, av et titanholdig oppslutningsresidu oppsluttes sammen med fra 95 til 5%, fortrinnsvis fra 70 til 25 vekt-%, findelt slagg som har et TiC^-innhold større enn 60 vekt-%, fortrinnsvis større enn 80 vekt-%, og et Ti(III)-innhold fra 5 til 40 vekt-%, fortrinnsvis fra 20 til 35 vekt-%, beregnet som Ti02 og referert til slagg, i svovelsyre av et t^SO^-innhold større enn 86%, idet eventuelt oppslutningsreaksjonen startes ved tilsetning av vann, vanndamp eller fortynnet svovelsyre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det titanholdige oppslutningsresidu innføres i en slik mengde i en blanding av det findelte slagg og svovelsyre at forholdet mellom H2S04 og Ti02 utgjør fra 1,5:1 til 3:1, fortrinnsvis fra 1,7:1 til 2,2:1 og H2S04-konsentrasjonen etter tilsetning av alle komponenter utgjør fra 80 til 98%, fortrinnsvis fra 85 til 98%.

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at det som svovelsyre anvendes oleum med et SO^-innhold på inntil 30%.