DE1041932B - Process for the production of nuclei which accelerate the hydrolysis of titanium salt solutions - Google Patents
Process for the production of nuclei which accelerate the hydrolysis of titanium salt solutionsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von die Hydrolyse von Titansalzlösungen beschleunigenden Keimen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von die Hydrolyse von Titansalzlösungen beschleunigenden Keimen, die insbesondere für die Hydrolyse von Titansulfatlösungen bei der Herstellung von Titandioxydpigmenten Verwendung finden.Process for the preparation of the hydrolysis of titanium salt solutions accelerating germs The invention relates to a method for the production of the hydrolysis of titanium salt solutions accelerating germs, in particular for the hydrolysis of titanium sulfate solutions in the manufacture of titanium dioxide pigments Find use.
Beim Aufschluß titan- und eisenhaltiger Erze mit Schwefelsäure erhält man im allgemeinen feste Aufschlußmassen, die in Wasser gelöst werden. Die Lö-:st:ng wird zwecks Überführung der Ferrieisenanteile in Ferroeisen mit Reduktionsmitteln, beispielsweise mit metallischem Eisen, behandelt, zum Abscheiden eines Teils des Ferrosulfats gekühlt, danach eingedampft und dann hydrolysiert, worauf ein schwefelsäurehaltiges Titanoxydhydrat ausgefällt wird. Der Titansulfatlösung werden in geringer Menge Keime in Form von Suspensionen oder Lösungen zugesetzt, um eine leichtere und vollständigere hydrolytische Spaltung des Titansulfats zu erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Keimen, die in ihrer Wirkung den bisher verwendeten Keimen überlegen sind.Obtained in the digestion of ores containing titanium and iron with sulfuric acid one generally solid digestion masses which are dissolved in water. The solution is used for the purpose of converting the ferrous iron content into ferrous iron with reducing agents, for example with metallic iron, treated to deposit part of the Ferrous sulfate cooled, then evaporated and then hydrolyzed, whereupon a sulfuric acid Titanium oxide hydrate is precipitated. The titanium sulfate solution will be in small amount Germs in the form of suspensions or solutions are added to make it easier and more complete to achieve hydrolytic cleavage of the titanium sulfate. The inventive method enables the production of germs that have the same effect as those previously used Germs are superior.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Keime haben für die Beschleunigung der Hydrolyse eine sehr hohe Wirksamkeit, so daß schon verhältnismäßig geringe Mengen zur Erzielung hoher Ausbeuten genügen.The germs produced by the process according to the invention have a very high effectiveness for accelerating the hydrolysis, so that already relatively small amounts are sufficient to achieve high yields.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Natriumhydroxyd und eine Titanoxydhydratsuspension in solchem Verhältnis gemischt werden, daß der Gehalt an Natriumhydroxyd nach Verdampfen des nicht an das Alkali und das Titanoxydhydrat gebundenen Wassers 20 bis 40% beträgt, und die Mischung dann zwecks Bildung der Keime 1 bis 2 Stunden lang auf Temperaturen zwischen 30 und 100° C erhitzt und die Reaktionsmasse gegebenenfalls in ein trockenes Pulver übergeführt wird, um ein Produkt zu erhalten, das nach Glühen bei etwa 1000° C im wesentlichen aus Nag O - 5 Ti 02 neben Nag O - 3 Ti 02 bestehen würde.The inventive method is characterized in that sodium hydroxide and a titanium oxide hydrate suspension are mixed in such a ratio that the Sodium hydroxide content after evaporation of the alkali and titanium oxide hydrate bound water is 20 to 40%, and then the mixture to form the Germs heated to temperatures between 30 and 100 ° C for 1 to 2 hours and the Reaction mass is optionally converted into a dry powder to produce a product to obtain, which after annealing at about 1000 ° C essentially consists of Nag O - 5 Ti 02 next to Nag O - 3 Ti 02 would exist.
Die nach der Erfindung hergestellten, die Hydrolyse. beschleunigenden Keime bilden beim Dispergieren in konzentrierter Schwefelsäure bis zu 80% kolloides Titanoxyd und zeigen nach Glühen gemäß Röntgenanalyse das Vorhandensein von N a2 O - 5 Ti 02 allein oder in Kombination mit geringeren Anteilen Na.2 O - 3 Ti 02. Das erfindungsgemäße Verfahren ist charakterisiert durch einen in bestimmten Grenzen liegenden Gehalt an NaOH in einer aus NaOH und Titanoxydhydrat gebildeten Mischung. Die Mischung wird innerhalb eines von dem ?Va O H-Gehalt abhängigen Temperaturbereiches gereift.Those prepared according to the invention, the hydrolysis. accelerating When dispersed in concentrated sulfuric acid, germs form up to 80% colloid Titanium oxide and after annealing show the presence of N a2 according to X-ray analysis O - 5 Ti 02 alone or in combination with smaller proportions of Na.2 O - 3 Ti 02. The method according to the invention is characterized by one within certain limits lying content of NaOH in a mixture formed from NaOH and titanium oxide hydrate. The mixture is within a temperature range dependent on the Va O H content matured.
Für die Herstellung der Keime sind an sich verschiedene Möglichkeiten gegeben. Beispielsweise kann der Titanoxydhydratsuspension das Natriumhydroxyd in Form trockener Plätzchen zugegeben werden. Es kann auch eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxyd mit einem 500/aigen Alkaligehalt in die Titanoxydhy dratsuspension einlaufen gelassen werden, oder man kann auch die Titanoxydhydratsuspension in die Natriumhydroxydlösung einlaufen lassen. Die letztere Maßnahme ist gegenüber der vorhergehenden auf Grund der Tatsache vorzuziehen, daß bei Zugabe der Titanoxydhydratsuspension zu der wäßrigen Natriumhydroxydlösung die Konzentration der letzteren Lösung am Anfang ihren maximalen Wert besitzt und daher eine praktisch vollständige Umwandlung des zugegebenen Titanoxydhydrats bewirkt. Wenn andererseits die wäßrige Natriumhydroxydlösung zu dem Titanoxydhydrat zugegeben wird, ist der Na O H-Gehalt der Mischung anfangs sehr niedrig und steigt nur allmählich, so daß die Umwandlung des Titanoxydhydrats weniger vollständig ist.There are actually various possibilities for producing the germs given. For example, the titanium oxide hydrate suspension can contain the sodium hydroxide Form of dry cookies can be added. It can also be an aqueous solution of Sodium hydroxide with a 500 / aigen alkali content in the Titanoxydhy dratsuspension be allowed to run, or you can also the titanium oxide hydrate suspension in the Pour in the sodium hydroxide solution. The latter measure is opposite to that the preceding due to the fact that when adding the titanium oxide hydrate suspension to the aqueous sodium hydroxide solution, the concentration of the latter solution am At the beginning has its maximum value and therefore a practically complete conversion of the added titanium oxide hydrate causes. On the other hand, when the aqueous sodium hydroxide solution to which titania hydrate is added, the Na O H content of the mixture is initially very low and only increases gradually, so that the conversion of the titanium oxide hydrate is less complete.
Es wurde gefunden, daß die Wirksamkeit und Ausgiebigkeit des aus einer Mischung von NaOH und Titanoxydhydrat hergestellten Beschleunigers nicht nur eine Funktion des Verhältnisses von NaOH zu dem bei Bildung der Mischung angewandten Titanoxydhydrats ist, sondern auch abhängig vom Na O H-Gehalt, der tatsächlich bei der Reifung der Mischung anwesend ist. Es wurde gefunden., daß der bei der Reifung tatsächlich anwesende NaOH-Anteil, der keineswegs gleichbedeutend mit dem ursprünglich bei der Herstellung der Mischung angewandten Anteil zu sein braucht, einen wesentlichen Faktor für die Bildung eines hochgradig wirksamen Beschleunigers darstellt. Bei der Bildung einer Mischung aus NaOH und Titanoxydhydrat in einem gegebenen Verhältnismüssen sowohl der NaOH-Gehalt der Mischung bei -der Reifung als auch die Reifungstemperatur in vorbestimmten Grenzen liegen, wenn der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Beschleuniger die maximale Wirksamkeit besitzen soll. Wenn sowohl das Verhältnis von NaOH zu Titanoxydhydrat in der Mischung als auch der NaOH-Gehalt bei der Reifung niedrig sind und wenn die Mischung bei niedrigen Temperaturen gereift wird, wird der entstehende Beschleuniger nicht vollständig genug gebildet und wird daher eine geringe Wirksamkeit besitzen, während bei Anwendung höherer Reifungstemperaturen ein Beschleuniger mit höherer Wirksamkeit gebildet wird. Wenn weiterhin das Verhältnis von NaOH zu Titanoxydhydrat in der Mischung hoch ist, jedoch der NaOH-Gehalt bei der Reifung niedrig ist und auch niedrige Reifungstemperaturen angewendet werden, wird der Beschleuniger eine geringe Wirksamkeit besitzen, während bei Erhöhung des N a O H-Gehalts bei der Reifung und beim Arbeiten mit einer durch den höheren NaOH-Gehalt bedingten Reifungstemperatur ein hochgradig wirksamer Beschleuniger erzielt wird. Wenn weiterhin sowohl das Verhältnis von NaOH zu Titanoxydhydrat als auch der NaOH-Gehalt bei der Reifung hoch sind und wenn verhältnismäßig höhe Reifungstemperaturen angewendet werden, wird die Reifung des Beschleunigers zu weit geführt, und dieser besitzt wiederum nur eine geringe Wirksamkeit.It has been found that the effectiveness and abundance of the Mixture of NaOH and titanium oxide hydrate made accelerator not just one Function of the ratio of NaOH to that used in forming the mixture Titanium oxide hydrate is, but also dependent on the Na O H content, which is actually at the maturation of the mixture is present. It was found that upon ripening actually present NaOH content, which is by no means synonymous with the original used in the preparation of the mixture needs to be an essential factor in the formation of a highly effective accelerator represents. When forming a mixture of NaOH and titanium oxide hydrate in one given proportions must be both the NaOH content of the mixture during ripening as well as the ripening temperature are within predetermined limits if the after Accelerators produced according to the invention achieve maximum effectiveness should own. If both the ratio of NaOH to titanium oxide hydrate in the mixture as well as the NaOH levels are low during ripening and when the mixture is at If matured at low temperatures, the resulting accelerator will not be complete formed enough and therefore will have poor effectiveness while in use at higher ripening temperatures an accelerator with higher effectiveness is formed will. If the ratio of NaOH to titanium oxide hydrate continues in the mixture is high, but the NaOH content during ripening is low and also low ripening temperatures are applied, the accelerator will have little effectiveness while when increasing the N a O H content during ripening and when working with a through A highly effective accelerator due to the higher NaOH content due to the ripening temperature is achieved. If both the ratio of NaOH to titanium oxide hydrate as also the NaOH content during ripening are high and if relatively high ripening temperatures are applied, the maturation of the accelerator is carried too far, and this again has only a low effectiveness.
Es müssen also verhältnismäßig hohe Temperaturen bei der Reifung solcher Mischungen aus Titanoxydhydrat angewendet werden, bei denen der NaOH-Gehalt bei der Reifung niedrig ist, während niedrige Reifungstemperaturen angewendet werden müssen, wenn der Na O H-Gehalt bei der Reifung hoch ist. Die angewendeten Reifungstemperaturen stehen also in einem umgekehrten Verhältnis zu dem bei der Reifung der Mischung gegebenen NaOH-Gehalt.So there have to be relatively high temperatures during the ripening of such Mixtures of titanium oxide hydrate are used in which the NaOH content is at ripening is low while applying low ripening temperatures must if the Na O H content is high during ripening. The maturing temperatures used are therefore in inverse proportion to that when the mixture ripened given NaOH content.
Es gibt, wie schon erwähnt, verschiedene Verfahren, durch die das mit NaOH behandelte Hydrat erhalten werden kann. Vorzugsweise wird ein praktisch reines Titanoxydhydrat zur Herstellung einer Suspension zu Wasser zugegeben, die Suspension wird dann ihrerseits einer Na O H-Lösung mit einem 50%igen Alkaligehalt zugesetzt. Die Mischung, die als wäßrige Suspension bezeichnet werden kann, wird dauernd gerührt und gleichzeitig erhitzt, wobei die angewendete Temperatur von dem NaOH-Gehalt der Mischung abhängig ist.As already mentioned, there are various methods by which the hydrate treated with NaOH can be obtained. Preferably one becomes practical pure titanium oxide hydrate added to the preparation of a suspension to water, the The suspension itself then becomes a Na O H solution with a 50% alkali content added. The mixture, which can be referred to as an aqueous suspension, is continuously stirred and heated at the same time, whereby the temperature used depends on the NaOH content of the mixture is dependent.
Nachdem die wäßrige Suspension eine für die Reifung des Titanoxydhydrats ausreichende Zeit lang erhitzt worden ist, wird das Titanoxydhydrat abfiltriert und anschließend zwecks Entfernung des überschüssigen Alkalis gewaschen. Wenn das umgewandelte Titanoxydhydrat während längerer Zeit gelagert werden soll, wird es zweckmäßigerweise als Suspension aufbewahrt oder aber getrocknet. Wenn andererseits das mit NaOH behandelte Titanoxy dhy drat unverzüglich zur Hydrolyse von Titansulfatlösungen verwandt werden soll, kann es gewaschen und unmittelbar der Sulfatlösung zugegeben werden.After the aqueous suspension is used for the ripening of the titanium oxide hydrate has been heated for a sufficient period of time, the titanium oxide hydrate is filtered off and then washed to remove the excess alkali. If that If converted titanium oxide hydrate is to be stored for a long period of time, it will expediently stored as a suspension or dried. If on the other hand the treated with NaOH Titanoxy dhy drat immediately for the hydrolysis of titanium sulfate solutions is to be used, it can be washed and immediately added to the sulphate solution will.
Wenn eine Mischung aus einer wäßrigen 500/eigen Natriumhydroxydlösung und einer wäßrigen Suspension von titanoxydhy Brat gebildet wird, bei der das Verhältnis von NaOH zu Titanoxydhydrat verhältnismäßig niedrig ist und beispielsweise 0,5 : 1 bis 1 : 1 beträgt und der NaOH-Gehalt bei der Reifung 20 bis etwa 23 Gewichtsprozent des Ti 02 Anteils beträgt, müssen die- Reifungstemperaturen zwischen 85 und 100° C liegen. Eine Reifungstemperatur von ungefähr 90° C ist vorzuziehen. Bei Reifungstemperaturen unter 85° C wird der Beschleuniger unzureichend gebildet und besitzt daher eine geringere Wirksamkeit. Für eine Mischung, die bei einem etwas höheren Verhältnis von 1Ta O H zu Titanoxydhydrat, beispielsweise von 1 : 1 bis 3 : 1, und bei einem Na O H-Gehalt bei der Reifung von 23 bis 25 Gewichtsprozent des Ti 02-Anteils gebildet wird, muß die Reifungstemperatur bei etwa 60 bis maximal 80° C liegen. Bei Temperaturen über 80° C tritt die Bildung wirksamer Keime stark zurück, wie es die nachstehende Prüfung über die Wirksamkeit der beschleunigenden Keime zeigt, so daß bei einer Reifungstemperatur in Höhe des Siedepunktes die Wirksamkeit des erzielten Beschleunigers außergewöhnlich niedrig ist.If a mixture of an aqueous 500 / own sodium hydroxide solution and an aqueous suspension of titanoxydhy brat is formed in which the ratio of NaOH to titanium oxide hydrate is relatively low and, for example, 0.5: 1 to 1: 1 and the NaOH content during ripening is 20 to about 23 percent by weight of the Ti 02 component, the ripening temperatures must be between 85 and 100 ° C lie. A ripening temperature of around 90 ° C is preferable. At ripening temperatures below 85 ° C, the accelerator is insufficiently formed and therefore has a lower effectiveness. For a mix that is at a slightly higher ratio from 1Ta O H to titanium oxide hydrate, for example from 1: 1 to 3: 1, and at one Na O H content formed during ripening from 23 to 25 percent by weight of the Ti 02 content the ripening temperature must be around 60 to a maximum of 80 ° C. At temperatures Above 80 ° C, the formation of effective germs is greatly reduced, as is the case below Examination of the effectiveness of the accelerating germs shows so that in one Ripening temperature at the height of the boiling point the effectiveness of the accelerator achieved is exceptionally low.
Für eine Mischung, die mit einem Verhältnis von Na O H zu Titanoxydhydrat von 3 : 1 bis 5 : 1 und einem Alkaligehalt bei der Reifung in Höhe von 25 bis 35 Gewichtsprozent des Ti 02 Anteils gebildet ist, müssen niedrigere Reifungstemperaturen angewendet werden, wenn ein hochgradig wirksamer Beschleuniger erzielt werden soll. Wenn beispielsweise der Na O H-Gehalt bei der Reifung ungefähr 300/a beträgt, muß die Reifungstemperatur zwischen 50 und maximal 75° C liegen; oberhalb Temperaturen von 75° C wird die wirksame Umwandlung des Titanoxydhydrats stark herabgesetzt, so- daß bei Reifungstemperaturen von 85° C die Keime einen großen Teil ihrer Wirksamkeit eingebüßt haben.For a mixture with a ratio of Na O H to titanium oxide hydrate from 3: 1 to 5: 1 and an alkali content of 25 to 35 during ripening Percentage by weight of the Ti 02 component is formed, lower ripening temperatures must be used be used when a highly effective accelerator is to be achieved. For example, if the Na O H content during ripening is approximately 300 / a, must the ripening temperature is between 50 and a maximum of 75 ° C; above temperatures from 75 ° C the effective conversion of the titanium oxide hydrate is greatly reduced, so that at ripening temperatures of 85 ° C the germs have a large part of their effectiveness have lost.
Bei einer Mischung, bei der das Verhältnis von Alkali zu Titanoxydhydrat 5:1 bis 14:1 und der Na O H-Gehalt bei der Reifung 36 bis 41% ist, liegen die optimalen Reifungstemperaturen zwischen 30 und 40° C. In diesem Temperaturbereich wird das Titanoxydhydrat wirksam umgewandelt und ein Beschleuniger hoher Wirksamkeit erzielt; wenn andererseits die Reifungstemperaturen wesentlich höher als 35° C liegen, reift der Beschleuniger zu weit, und damit wird seine Wirksamkeit beeinträchtigt.For a mixture in which the ratio of alkali to titanium oxide hydrate 5: 1 to 14: 1 and the Na O H content during ripening is 36 to 41%, are the optimal ones Maturing temperatures between 30 and 40 ° C. In this temperature range, the Effectively converts titanium oxide hydrate and achieves a high potency accelerator; on the other hand, if the ripening temperatures are significantly higher than 35 ° C, ripens the accelerator too far and its effectiveness is impaired.
Zur Hydrolyse einer Titansalzlösung mit einem erfindungsgemäßen Beschleuniger kann eine Titansulfatlösung mit einer Ti 02 Konzentration von 140 bis 240 g/1 benutzt werden, zu der der Beschleuniger in einem Anteil von 0,5 bis 1,50/0, vorzugsweise in Höhe von 10/0, bezogen auf das in der Sulfatlösung vorhandene Ti 02, zugegeben wird. Die Mischung wird 1 bis 3 Stunden am Sieden erhalten, bis das Titan als Titanoxydhydrat ausgefallen ist. Wie oben ausgeführt, liegen die Ausbeuten an Titanoxydhydrat aus Sulfatlösungen bei Verwendung des erfindungsgemäßen Beschleunigers ungewöhnlich hoch, und zwar bei 96 bis 99%.For the hydrolysis of a titanium salt solution with an accelerator according to the invention A titanium sulphate solution with a Ti 02 concentration of 140 to 240 g / l can be used to which the accelerator in a proportion of 0.5 to 1.50 / 0, preferably in the amount of 10/0, based on the Ti 02 present in the sulphate solution, was added will. The mixture is kept boiling for 1 to 3 hours, until the titanium appears as titanium oxide hydrate has failed. As stated above, the yields of titanium oxide hydrate are from Sulphate solutions unusual when using the accelerator according to the invention high, at 96 to 99%.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Beschleunigers zeigt sich im Anteil des Titanoxydhydrats, der aus einer Titansalzlösung durch Hydrolyse in Gegenwart des erfindungsgemäßen Beschleunigers ausgefällt wird; ein Beschleuniger mit hoher Wirksamkeit ist dann gegeben, wenn bei seiner Zugabe in einer Menge von 1 Gewichtsprozent, bezogen auf den Ti 02 Gehalt einer Titansulfatlösung einer Konzentration von 200 g/1, bei der Hydrolyse in ungefähr 2 Stunden Ausbeuten von-96 bis 98% Titanoxydhydrat erreicht werden.The effectiveness of the accelerator according to the invention is shown in Part of the titanium oxide hydrate obtained from a titanium salt solution by hydrolysis in the presence the accelerator according to the invention is precipitated; an accelerator with high Effectiveness is given if, when added in an amount of 1 percent by weight, based on the Ti 02 content of a titanium sulfate solution with a concentration of 200 g / 1, on hydrolysis in about 2 hours yields of -96 to 98% titanium oxide hydrate can be achieved.
Die Prüfung zeigt, daß ein Beschleuniger, der mit niedrigem NaOH-Gehalt auf Temperaturen unterhalb der in der Erfindung angegebenen Grenzen erhitzt wird, in unzureichendem Maße gereift ist und in Schwefelsäure nicht vollständig kolloid dispergiert wird; dies ist ein Zeichen für einen Beschleuniger mit niedriger Wirksamkeit. Wenn aber Temperaturgrenzen innerhalb der in der Erfindung angegebenen Bereiche angewandt werden, ist der prozentuale Anteil an Kolloiden verhältnismäßig hoch, leas besagt, daß ein Beschleuniger mit hoher Wirksamkeit vorliegt. Wenn ein Beschleuniger mit hohem Alkaligehalt bei Temperaturen oberhalb der in der Erfindung angegebenen Grenzen reift, stellt die Dispersion des Beschleunigers in Schwefelsäure praktisch eine kristalloide Lösung dar, d. h., sie enthält praktisch keine Kolloide, was ein Anzeichen für einen wenig wirksamen Beschleuniger ist; wenn dagegen ein Produkt mit hohem NaOH-Gehalt innerhalb der in der Erfindung angegebenen Temperaturgrenzen reift, ergibt sich eine Dispersion mit hohem Gehalt an kolloidem Material, was auf einen Beschleuniger von hoher Wirksamkeit hinweist.The test shows that an accelerator with low NaOH content to temperatures below the limits specified in the invention heated, insufficiently ripened, and incompletely in sulfuric acid is colloidly dispersed; this is a sign of an accelerator with lower Effectiveness. But if temperature limits are within those specified in the invention Ranges are applied, the percentage of colloids is proportional high, leas indicates that an accelerator with high potency is present. When a High alkali accelerators at temperatures above that of the invention Matures specified limits, represents the dispersion of the accelerator in sulfuric acid practically a crystalloid solution, d. i.e. it contains practically no colloids, which is an indication of an ineffective accelerator; if on the other hand a Product with high NaOH content within the temperature limits specified in the invention matures, it results in a dispersion with a high content of colloidal material, which is based on indicates a highly effective accelerator.
Das erfindungsgemäße, mit NaOH umgewandelte Titanoxydhydrat ist nach Calcinieren, das bei etwa 950° C während 2 Stunden mit dem zwecks Entfernen des überschüssigen NaOH gewaschenen Produkt durchgeführt wird, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß es, wie durch Röntgenanalyse festgestellt wurde, entweder allein aus Nag O - 5 Ti 02 oder aber aus Nag O - 3 Ti 02 und Nag O - 5 Ti 02 besteht, wobei der Titandioxydgehalt des ersteren 79,5'% und derjenige des zweiten 86,60/e beträgt. Der Anteil von Nag O - 5 Ti 02 ist stets bedeutend größer als der von Nag O - 3 Ti 02.The titanium oxide hydrate according to the invention, converted with NaOH, is, after calcination, which is carried out at about 950 ° C. for 2 hours with the product washed to remove the excess NaOH, also characterized in that, as was determined by X-ray analysis, it is either made from Nag O alone - 5 Ti 02 or of Nag O - 3 Ti 02 and Nag O - 5 Ti 02, the titanium dioxide content of the former being 79.5% and that of the second being 86.60%. The proportion of Nag O - 5 Ti 02 is always significantly greater than that of Nag O - 3 Ti 02.
Ein weiterer bedeutender Vorteil des erfindungsgemäßen Beschleunigers liegt darin, daß er bei Titansulfatlösungen mit verhältnismäßig niedrigen Titandioxydkonzentrationen, also bei Lösungen, aus denen das Ferrosulfat nicht auskristallisiert wurde, angewandt werden kann. Wenn der erfindungsgemäße Beschleuniger solchen Lösungen zugegeben wird, bei denen die Titandioxydkonzentration bei 140 bis 150g/1 liegt, wird die Geschwindigkeit der Hydrolyse größer als bei der Hydrolyse einer normalen Lösung, aus der das Ferrosulfat auskristallisiert und die anschließend durch Eindampfen konzentriert wurde. Die Hydrolyse mit dem erfindungsgemäßen Beschleuniger benötigt nur den neunten Teil der für das bekannte Blumenfeld-Verfahren erforderlichen Zeit.Another important advantage of the accelerator according to the invention lies in the fact that in the case of titanium sulfate solutions with relatively low titanium dioxide concentrations, thus applied to solutions from which the ferrous sulphate has not crystallized out can be. When the accelerator according to the invention is added to such solutions at which the titanium dioxide concentration is 140 to 150g / 1, the The rate of hydrolysis is greater than that of the hydrolysis of a normal solution, from which the ferrous sulphate crystallizes and which is then evaporated was concentrated. The hydrolysis with the accelerator according to the invention is required only the ninth part of the time required for the well-known Blumenfeld method.
Da weiterhin der erfindungsgemäße Beschleuniger eine hochgradige Wirksamkeit besitzt, führt seine Zugabe zu einer Sulfatlösung praktisch zu keiner Verdünnung der Lösung, und daher lassen sich größere Durchsätze des Titanoxydhydrats erreichen. Es ist klar, daß dadurch keine kostspieligen Verdampfungsbehandlungen im Vakuum zur Erhöhung der Konzentration der Titandioxydanteile der Sulfatlösungen für die Hydrolyse mehr nötig sind, wodurch eine weitere wesentliche Einsparung bei den Hydrolysekosten der Sulfatlösungen entsteht. Beispiel 1 Zu 100- einer 50%igen wäßrigen Natriumhydroxydlösung wurden 333g einer wäßrigen Suspension aus reinem Titanoxydhydrat mit 300% Festteilen, die durch hydrolytische Fällung aus einer Titansulfatlösung erhalten waren, zugegeben. Das Verhältnis von Natriumhydroxyd zu Titanoxydhydrat, als Ti 02 berechnet, betrug 0,5. Das Gesamtgewicht der Mischung betrug 433 g, von denen 42 g nichtumgesetztes NaOH waren, während die restlichen 8 g Na O H durch die Schwefelsäure des Titanoxydhydrats neutralisiert waren. -Anfänglich betrug daher der NaOH-Gehalt der Mischung ungefähr 9,9%. Die Mischung wurde dann so lange erhitzt, bis praktisch das gesamte freie Wasser entfernt und der Na O H-Gehalt der Mischung bei der Reifung auf ungefähr 22% gestiegen war. Die Reifung wurde durchgeführt, indem die Mischung ungefähr 1 Stunde lang auf eine Temperatur von etwa 90° C erhitzt wurde, um einen praktisch trockenen Beschleuniger zu erhalten.Furthermore, since the accelerator of the present invention is highly effective its addition to a sulphate solution results in practically no dilution of the solution, and therefore greater throughputs of the titanium oxide hydrate can be achieved. It is clear that this eliminates the need for costly evaporation treatments in a vacuum to increase the concentration of titanium dioxide in the sulfate solutions for the Hydrolysis are more necessary, thereby a further substantial saving in hydrolysis costs the sulphate solutions arise. Example 1 For 100% strength aqueous sodium hydroxide solution 333g of an aqueous suspension of pure titanium oxide hydrate with 300% solids, which were obtained by hydrolytic precipitation from a titanium sulfate solution were added. The ratio of sodium hydroxide to titanium oxide hydrate, calculated as Ti 02, was 0.5. The total weight of the mixture was 433 g, of which 42 g was unreacted NaOH were, while the remaining 8 g Na O H by the sulfuric acid of the titanium oxide hydrate were neutralized. -Initial therefore the NaOH content of the mixture was approximately 9.9%. The mixture was then heated until practically all of the free Water removed and the Na O H content of the mixture on maturation to approximately 22% was up. The ripening was carried out by mixing the mixture for about 1 It was heated to a temperature of about 90 ° C for an hour, to a practical level get dry accelerator.
Eine Probe des Titanoxydhydrats, aus der Sulfat und überschüssiges Alkali durch Waschen entfernt wurden, enthielt ungefähr 85 % Ti 02. Nach 2stündigem Calcinieren bei ungefähr 950° C ergab die Röntgenanalyse, daß das Produkt aus Nag O - 5 Ti 02 und Nag O - 3 Ti 02 im Verhältnis von 3 :1 bestand. Zu 1000 ccm einer Titansulfatlösung von einer Konzentration, welche 260 g Ti O2/1 entsprach, aus der das Ferrosulfat auskristallisiert und die anschließend durch Verdampfen konzentriert worden war, wurden bei 60° C ungefähr 17 g einer Keimsuspension mit 180/a Festteilen, d. h. ungefähr 1% Keime, zugegeben. Die Mischung wurde mit Wasser auf eine Ti 02 Konzentration von 200 gll eingestellt und dann anfänglich auf eine Temperatur von 110° C erhitzt und 2 Stunden lang am Sieden erhalten. Nach Beendigung dieser Behandlung betrug die Ausbeute an Titanoxydhydrat 95 %. Beispiel 2 Es wurde ein zweiter Beschleuniger gemäß Beispiel l hergestellt mit der Ausnahme, daß hier das Verhältnis von Natriumhydroxyd zu Titanoxydhydrat, als Ti 02 berechnet, ungefähr 1,0 betrug. Der N atriumhydroxydgehalt der Mischung vor dem Erhitzen belief sich auf 17,3'%. Anfänglich wurde die Mischung eine zur Entfernung eines beträchtlichen Teils des freien Wassers erforderliche Zeitdauer erhitzt, wonach das Produkt bei der Reifung einen Na O H-Gehalt von ungefähr 23%, besaß. Zwecks Erzielung des fertigen Beschleunigers ließ man dieses Produkt dann durch 1stündiges Erhitzen bei ungefähr 80° C reifen.A sample of the titania hydrate, made up of the sulphate and excess Alkali removed by washing contained approximately 85% Ti 02. After 2 hours Calcination at about 950 ° C, X-ray analysis showed that the product from Nag O - 5 Ti 02 and Nag O - 3 Ti 02 in a ratio of 3: 1. 1000 cc one Titanium sulfate solution of a concentration which corresponded to 260 g Ti O2 / 1, from the the ferrous sulfate crystallized out and then concentrated by evaporation had been, at 60 ° C about 17 g of a germ suspension with 180 / a solids, d. H. about 1% germs added. The mixture was diluted with water on a Ti 02 Concentration of 200 gll set and then initially to a temperature of Heated to 110 ° C and kept boiling for 2 hours. After finishing this treatment the yield of titanium oxide hydrate was 95%. Example 2 A second accelerator was used prepared according to Example 1 with the exception that here the ratio of sodium hydroxide to titanium oxide hydrate, calculated as Ti 02, was approximately 1.0. The sodium hydroxide content of the mixture before heating was 17.3%. Initially the mix was one required to remove a significant portion of the free water Heated period of time, after which the product has a Na O H content of approximately during ripening 23%, owned. This product was left in order to obtain the finished accelerator then mature by heating for 1 hour at about 80 ° C.
Die Röntgenanalyse des gewaschenen und calcinierten Beschleunigers zeigte wiederum Nag O - 5 Ti 02 und Nag O - 3 Ti 02, diesmal im Verhältnis 12: 1.The X-ray analysis of the washed and calcined accelerator again showed Nag O - 5 Ti 02 and Nag O - 3 Ti 02, this time in a ratio of 12: 1.
Ungefähr 1'°/o dieses Beschleunigers wurde in Form einer Suspension mit 18% Festteilen bei der Hydrolyse zu einer Titansulfatlösung einer Ti 02 Konzentration von 200 gll zugegeben; nach 2stündigem Erhitzen auf 110° C ergab sich eine Ausbeute an Titanoxydhydrat von 96%.About 1% of this accelerator was in the form of a suspension with 18% solids in the hydrolysis to a titanium sulfate solution of a Ti 02 concentration of 200 gll added; after heating at 110 ° C for 2 hours, there was a yield of titanium oxide hydrate of 96%.
Es wurden vier weitere Beschleuniger gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in diesen Fällen die Verhältnisse von NaOH zu Titanoxydhydrat, berechnet als Ti 02, in der Mischung aus Natriumhydroxyd und Titanoxydhydrat 2, 5, 6 und 10 betrugen. Die NaOH-Gehalte der Mischungen beim Umsetzen betrugen 23, 34, 36 und 41%. Bei diesen höheren Verhältnissen von Alkali zu TiO2 war praktisch, kein freies Wasser vorhanden, und daher war auch keine anfängliche Erhitzungsperiode erforderlich.Four more accelerators were produced according to Example 1, with the exception that in these cases the ratios of NaOH to titanium oxide hydrate, calculated as Ti 02, in the mixture of sodium hydroxide and titanium oxide hydrate 2, 5, 6 and 10 were. The NaOH content of the mixtures during the reaction was 23, 34, 36 and 41%. With these higher alkali to TiO2 ratios, it was practical to there was no free water and therefore there was no initial heating period necessary.
Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Merkmale dieser nach der
Erfindung hergestellten Beschleuniger mit den oben angegebenen prozentualen Na
0 H-Gehalten.
So wird beispielsweise einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, mit NaOH umgewandelten Titanoxydhydrat konzentrierte Schwefelsäure (96°/o) in einem Gewichtsverhältnis von Säure zu Ti O., von ungefähr 1,23 im Überschuß über den stöchiometrischen, zur vollständigen Neutralisierung des NaOH ausreichenden Anteil zugegeben; die Reaktionstemperatur betrug 40 bis 50° C.For example, one according to the method according to the invention prepared, with NaOH converted titanium oxide hydrate concentrated sulfuric acid (96%) in an acid to Ti O. weight ratio of about 1.23 in excess above the stoichiometric, sufficient to completely neutralize the NaOH Proportion added; the reaction temperature was 40 to 50 ° C.
Ein typisches, auf diese Weise aus einem mit XaOH umgewandelten und bei einer Temperatur von ungefähr 70° C gereiften Titanoxydhydrat hergestelltes Sol wurde als Beschleuniger geprüft, indem 101o des Sols einer Sulfatlösung einer Ti 02 Konzen tration von 200 g/1 zugegeben wurde. Nach 2stündigem Sieden betrug die Ti 02 Ausbeute 96%.A typical one converted in this way from a with XaOH and titanium oxide hydrate ripened at a temperature of about 70 ° C Sol was tested as an accelerator by adding 101o of the sol to a sulfate solution Ti 02 concentration of 200 g / 1 was added. After boiling for 2 hours, it was the Ti 02 yield 96%.
Die weitere Untersuchung zeigte, daß eine Warmbehandlung des Sols, das aus dem erfindungsgemäßen, mit NaOH umgewandelten Titanoxydhydrat hergestellt war, seine Wirksamkeit erhöhte. Wenn ein auf die obige Weise hergestelltes Sol einer 1stündigen Warmbehandlung bei 30° C unterzogen wurde und bei der Hydrolyse einer Sulfatlösung von 200 g/1 Ti 02 Konzentration zugegeben wurde, stieg die Ti O; Ausbeute auf 97 %.Further investigation showed that a heat treatment of the sol, that produced from the titanium oxide hydrate according to the invention converted with NaOH was increased its effectiveness. When a sol prepared in the above manner is one Was subjected to 1 hour heat treatment at 30 ° C and a hydrolysis Sulphate solution of 200 g / 1 Ti 02 concentration was added, the Ti O rose; yield to 97%.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1041932XA | 1953-11-12 | 1953-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1041932B true DE1041932B (en) | 1958-10-30 |
Family
ID=22299148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DET10208A Pending DE1041932B (en) | 1953-11-12 | 1954-11-12 | Process for the production of nuclei which accelerate the hydrolysis of titanium salt solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1041932B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2005832A1 (en) * | 1969-02-08 | 1970-11-19 | Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd., Osaka (Japan) | Process for the production of titanium dioxide concentrate |
-
1954
- 1954-11-12 DE DET10208A patent/DE1041932B/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2005832A1 (en) * | 1969-02-08 | 1970-11-19 | Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd., Osaka (Japan) | Process for the production of titanium dioxide concentrate |
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