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DE19725021B4 - Sulfatarmer, neutraler, inerter, feinteiliger Füllstoff, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung - Google Patents

Sulfatarmer, neutraler, inerter, feinteiliger Füllstoff, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung Download PDF

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DE19725021B4 DE1997125021 DE19725021A DE19725021B4 DE 19725021 B4 DE19725021 B4 DE 19725021B4 DE 1997125021 DE1997125021 DE 1997125021 DE 19725021 A DE19725021 A DE 19725021A DE 19725021 B4 DE19725021 B4 DE 19725021B4
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Abstract

Sulfatarmer, mittels feste oder gelöste Alkalihydroxide neutralisierter, inerter, feinteiliger Füllstoff, dessen Teilchen zu mindestens 90% einen Durchmesser von < 90 μm aufweisen, aus den bei der Herstellung von Titandioxid nach dem Sulfatverfahren beim schwefelsauren Aufschluß von titanhaltigen Rohstoffen anfallenden unlöslichen Aufschlußrückständen, dessen pH-Wert (gemäß DIN ISO 787) zwischen 5 und 12, bevorzugt zwischen 6 und 10 liegt, der Sulfatgehalt im Eluat (nach DEV S4) <2,5 g/l, bevorzugt <1,2 g/l, besonders bevorzugt <0,2 g/l und dessen Sulfatgehalt bezogen auf den Feststoffanteil <3,0 Gew.-%, bevorzugt <1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt <0,5 Gew.-% beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft sulfatarme, neutrale, inerte, feinteilige Füllstoffe (SNIFF), ein Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung.
  • Bei der Titandioxidherstellung nach dem Sulfatverfahren fällt nach dem Aufschluß der titanhaltigen Rohstoffe mit Schwefelsäure die sogenannte titanylsulfathaltige Schwarzlösung an, welche noch einen gewissen Anteil an ungelösten Aufschlußrückständen enthält. Diese Feststoffanteile müssen vor der weiteren Verarbeitung aus der Schwarzlösung abgetrennt werden. Dies erfolgt in der Regel mittels Vakuumfiltern oder Filterpressen – meist nach vorheriger Anreicherung in Eindickern (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., Vol. A 20, p. 276-278).
  • Die direkte Verwertbarkeit des auf diese Weise erhaltenen Aufschlußfilterkuchens (I) ist einerseits durch seinen sauren Charakter, andererseits durch seinen Gehalt an löslichen Sulfaten stark eingeschränkt. Deshalb muß der Aufschlußfilterkuchen zum Zwecke der Verwertung in der Regel thermisch vorbehandelt und/oder mit anderen, z.B. kalkartigen Zuschlagsstoffen vermischt und dann gemeinsam eingesetzt werden. So wird in SU-897 739 die Verwendung des Aufschlußfilterkuchens als eisenhaltiger Zuschlagsstoff zur Herstellung von Portlandzementklinker beschrieben. Bei dieser Verwendung werden die im Aufschlußfilterkuchen enthaltenen Komponenten Wasser, Schwefelsäure sowie Sulfate thermisch entfernt oder gespalten, was mit einem erheblichen Energieaufwand verbunden ist. In SU-923 588 wird die Verwendung von Aufschlußfilterkuchen neben Portlandzementklinker und Gips zur Herstellung eines Binders im Baubereich beschrieben, wobei der Aufschlußfilterkuchen hier ebenfalls energieaufwendig thermisch vorbehandelt werden muß.
  • Gemäß EP-A-611 740 wird der Aufschlußfilterkuchen zusammen mit anderen Bestandteilen als titanhaltiger Zuschlagsstoff zur Erhöhung der Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung eines Ofens verwendet. In DE-A-4 419 816 wird der Aufschlußfilterkuchen ebenfalls zusammen mit verschiedenen anderen Bestandteilen als titan haltiger Zuschlagsstoff zur Erhöhung der Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung eines Ofens und als Schlackenbildner verwendet. Die in den beiden obengenannten Druckschriften beschriebene notwendige Sinterung des Aufschlußfilterkuchens mit den anderen Bestandteilen zur Herstellung von Bricketts, Pellets oder Granulaten beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens jedoch erheblich.
  • In DE-A-4 318 126 und EP-A-659 688 wird beschrieben, daß der Aufschlußfilterkuchen zusammen mit frischem Erz erneut aufgeschlossen werden kann, wobei einerseits die Ausbeute an TiO2 erhöht werden und andererseits die Menge an Aufschlußfilterkuchen verringert werden kann. Dabei muß aber ein hoher Aufwand betrieben werden, um eine relativ geringe Menge an Titanylsulfat zu erhalten, so daß dieses Verfahren nur dann wirtschaftlich ist, wenn für den Aufschlußfilterkuchen keine andere sinnvolle Verwendungsmöglichkeit verfügbar ist.
  • Die vorstehend beschriebenen Verfahren zur Verwertung des Aufschlußfilterkuchens zeichnen sich entweder durch einen hohen technischen Aufwand aus oder sind wirtschaftlich wenig attraktiv. Teilweise muß der Aufschlußfilterkuchen zunächst einmal für die entsprechende Anwendung konditioniert werden, da er in der anfallenden Form hierfür nicht geeignet ist. Der Aufwand hierfür kann je nach gesetzlichen oder branchenüblichen Qualitätsanforderungen so hoch sein, daß es wirtschaftlich günstiger ist, den Aufschlußfilterkuchen zu deponieren.
    •
  • Aufgabe war es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das es gestattet, den Aufschlußfilterkuchen energiesparend und auf einfache und preiswerte Weise so zu verarbeiten, daß er in einer Form anfällt, die ohne weitere Probleme und sinnvoll weiterverwendet werden kann.
  • Diese Aufgabe konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren und den erfindungsgemäßen Füllstoff gelöst werden.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein sulfatarmer, neutralisierter, inerter, feinteiliger Füllstoff, dessen Teilchen zu mindestens 90% einen Durchmesser von < 90 μm aufweisen, aus den bei der Herstellung von Titandioxid nach dem Sulfatverfahren beim schwefelsauren Aufschluß von titanhaltigen Rohstoffen anfallenden unlöslichen Aufschlußrückständen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß dessen pH-Wert (gemäß DIN ISO 787) zwischen 5 und 12, bevorzugt zwischen 6 und 10 liegt, dessen Sulfatgehalt im Eluat (nach DEV S4) <2,5 g/l, bevorzugt <1,2 g/l, besonders bevorzugt <0,2 g/l ist und dessen Sulfatgehalt, bezogen auf den Feststoffgehalt <3,0 Gew.-%, bevorzugt <1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt <0,5 Gew.-% ist.
  • Besonders bevorzugt weist der Füllstoff einen Gehalt an Eisen, Mangan und Vanadium im Eluat (nach DEV S4) von jeweils weniger als 1,0 mg/l auf, bevorzugt weniger als 0,5 mg/l, besonders bevorzugt weniger als 0,2 mg/l.
  • Der Calcium-Gehalt im Füllstoff, bezogen auf Feststoff, ist bevorzugt <5 Gew.-%, besonders bevorzugt <3,5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt <2 Gew.-%.
  • Der Feststoffgehalt des Füllstoffes beträgt vorzugsweise >90 Gew.-%, besonders bevorzugt >95 Gew.-%.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Füllstoffes, aus den bei der Herstellung von Titandioxid nach dem Sulfatverfahren beim schwefelsauren Aufschluß von titanhaltigen Rohstoffen anfallenden unlöslichen Aufschlußrückständen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß schwefelsaure, titanylsulfathaltige Aufschlußlösung (Schwarzlösung) nach dem Aufschluß von den unlöslichen Aufschlußrückständen durch Filtration abgetrennt wird, der anfallende Filterkuchen anschließend mit verdünnter Schwefelsäure und/oder Wasser gewaschen wird, bis der Sulfatgehalt des Filterkuchens im Eluat (nach DEV S4) <2,5 g/l ist, gegebenenfalls mit Luft oder erwärmter Luft trocken geblasen wird und anschließend eine Base als Neutralisationsmittel zugegeben wird, bis ein pH-Wert von 5 bis 12 eingestellt ist.
  • Durch Auswaschen des Sulfats aus dem herkömmlichen Aufschlußfilterkuchen (I) und anschließendes Neutralisieren wird überraschenderweise ein hochwertiger, sulfatarmer, neutralisierter, inerter, feinteiliger Füllstoff (SNIFF) erhalten. Dabei kann das Waschen des primär erhaltenen Filterkuchens (I) mit verdünnter Schwefelsäure und/oder Wasser mittels an sich bekannter Filtrieraggregate erfolgen, wie z.B. einem Vakuumdrehfilter oder einer Kammer- oder Membranfilterpresse. Der auf diese Weise erhaltene gewaschene Aufschlußfilterkuchen (II) enthält wesentlich weniger Sulfate als der Filterkuchen (I). Zur weiteren Reduzierung des Sulfatgehalts kann auch eine erneute Filtration nach vorheriger Redispergierung des Aufschlußfilterkuchens (II) in Wasser vorgenommen werden.
  • Die Neutralisation des Filterkuchens (II) kann dadurch erfolgen, daß der Filterkuchen (II) mit Wasser redispergiert, mit einer Base als Neutralisationsmittel versetzt und anschließend erneut filtriert und gegebenenfalls nochmals gewaschen wird. Es ist auch möglich, daß die Neutralisation des Filterkuchens (II) ohne erneutes Anmaischen direkt in oder auf dem Filtrieraggregat erfolgt, indem der Filterkuchen mit einer wäßrigen Lösung des Neutralisationsmittels gewaschen wird. Es ist auch möglich, daß dem Filterkuchen (II) zum Zwecke der Neutralisation feste oder flüssige Alkalien zugemischt bzw. in den Filterkuchen (II) eingeknetet werden. Als Neutralisationsmittel eignen sich alle gängigen alkalischen Verbindungen, z.B. feste oder gelöste Alkali- oder Erdalkalihydroxide.
  • Alternativ kann der Filterkuchen (I) so lange mit Wasser gewaschen werden, bis er neutral oder annähernd neutral reagiert, so daß die Zugabe eines Neutralisationsmittels ganz oder teilweise entfallen kann.
  • Sowohl hinsichtlich der Produkteigenschaften als auch der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, wenn im Anschluß an die Filtration bzw. Wäsche in einer Filterpresse der Filterkuchen mit Luft oder erwärmter Luft ganz oder teilweise trockengeblasen wird.
  • Vorzugsweise wird der erhaltene neutralisierte Filterkuchen (III) (SNIFF) getrocknet. Die Trocknung kann aufgrund der Inertheit des Filterkuchens (III) (SNIFF) mit einem beliebigen, dem Fachmann bekannten Verfahren und Aggregat erfolgen, beispielsweise in einem Trockenschrank, mit einem Bandtrockner oder einem Spinflash-Trockner.
  • Gegebenenfalls kann der getrocknete SNIFF zur Verbesserung der weiteren Verarbeitbarkeit zu einem feinen Pulver gemahlen oder desagglomeriert werden, z.B. mittels einer Stiftmühle, einem Walzenstuhl, einer Bauermeistermühle oder anderen dem Fachmann bekannten Aggregaten.
  • Bevorzugt werden Neutralisation und Trocknung des Filterkuchens (II) in einem Schritt durchgeführt, indem ein Neutralisationsmittel dem zu trocknenden Filterkuchen (II) zugemischt wird. Besonders gut eignet sich hierfür ein Spinflash-Trockner, da das hierbei erhaltene Material für viele Anwendungszwecke ausreichend feinteilig ist und keiner weiteren Mahlung oder Desagglomeration bedarf.
  • Der auf diese Weise erhaltene sulfatarme, neutrale, inerte, feinteilige Füllstoff (SNIFF) erfüllt nicht nur hinsichtlich seiner chemischen Eigenschaften (chemische Inertheit, wenig Sulfat, wenig lösliches Sulfat, sehr wenig lösliche Schwermetalle) die Anforderungen an einen hochwertigen Füllstoff, sondern weist überraschenderweise darüber hinaus auch besonders günstige mechanische, granulometrische und bautechnische Eigenschaften auf. Aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften ergeben sich für den SNIFF zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, bei denen es besonders auf Feinteiligkeit, chemische Inertheit, geringe Gehalte an löslichen Salzen und einen neutralen pH-Wert ankommt.
  • Von besonderem Vorteil ist der geringe CaSO4-Gehalt des SNIFF, wodurch ein kontinuerliches, langanhaltendes Auslaugen von Ca- und SO4-Ionen vermieden wird.
  • So kann der getrocknete SNIFF ohne weitere chemische oder mechanische Vorbehandlung direkt als Füller in Asphalt eingesetzt werden und stellt damit einen beispielhaften Fall von Rohstoffverwertung dar, da auf diese Weise eine energieintensive Mahlung von Naturstoffen wie z.B. Calcit eingespart werden kann. Aufgrund seiner relativ neutralen hellen graugrünen Farbe ist der SNIFF auch als Füller für eingefärbte Asphalte geeignet. Besonders gut eignet sich SNIFF als Füller für säurebeständigen Asphalt, für dessen Herstellung sonst Basalt oder anderes säurebeständiges Gestein mit besonders hohem Energieaufwand gemahlen werden muß.
  • Gegebenenfalls kann der SNIFF auch in Abmischung mit gemahlenem Kalkstein oder Basalt als Füllstoff für Asphalt eingesetzt werden, wenn dies gewünscht wird, oder zur Optimierung der bautechnischen Eigenschaften des auf diese Weise hergestellten Asphaltes notwendig ist (siehe auch Beispiel 1).
  • Aufgrund seiner Feinteiligkeit und der geringen Menge an wasserlöslichen Salzen ergibt sich eine weitere Verwendungsmöglichkeit für den SNIFF (gegebenenfalls in Kombination mit anderen Materialien) bei der Herstellung von wenig wasserdurchlässigen Beschichtungen, z.B. im Straßenbau, Landschaftsbau oder für Deponieabdeckungen. Besonders vorteilhaft ist dabei die geringe Menge wasserlöslicher Salze (insbesondere Sulfat) des SNIFF, so daß auf die Zugabe von Ca-Verbindungen zum Ausfällen der Sulfate als Gips verzichtet werden kann.
  • Daneben kann der SNIFF aufgrund des geringen Anteils löslicher Salze und seiner Feinteiligkeit auch als Betonverbesserer eingesetzt werden, da durch Auffüllen von Lücken in der Betonmischung eine Verringerung des Zementbedarfs erreicht werden kann.
  • Aufgrund seines hohen Gehaltes an TiO2 (ca. 50%) und der geringen Menge an wasserlöslichen Salzen eignet sich der SNIFF auch als Zuschlagsstoff für Zement bzw. Beton zur Erhöhung der Feuerfestigkeit.
  • Weiterhin eignet sich der SNIFF aufgrund seiner Feinteiligkeit, der geringen Menge löslicher Salze und seines hohen TiO2-Gehaltes auch als TiO2-Rohstoff, z.B. zur Aluminiumtitanatherstellung oder zur TiCl4-Herstellung.
  • Daneben kann der SNIFF aufgrund seiner Feinteiligkeit und seiner chemischen Inertheit als Füllstoff in der Kunststoff, Kautschuk-, Papier- oder Farbenindustrie oder als inertes Trägermaterial Verwendung finden, indem z.B. Kaolin oder andere gebräuchliche Füllstoffe ersetzt werden.
  • Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.
    •
  • Beispiel 1:
  • Aus einer beim Aufschluß von gemahlenen Titanrohstoffen mit Schwefelsäure anfallenden Schwarzlösung wurden die ungelösten Aufschlußrückstände mit einer Membranfilterpresse abgetrennt. Anschließend wurde der erhaltene Filterkuchen (I) mit der zweifachen Gewichtsmenge an Wasser, bezogen auf die eingesetzte feststoffhaltige Schwarzlösung, gewaschen. Der so erhaltene Filterkuchen (II) wurde im Verhältnis 1:1 in Wasser redispergiert, mit NaOH neutralisiert und erneut filtriert. Der auf diese Weise erhaltene neutrale Filterkuchen (III) wurde im Trockenschrank bei 120°C getrocknet und mittels einer Stiftmühle zerkleinert. Es wurde ein getrockneter SNIFF als ein helles, graugrünes Material mit folgenden Eigenschaften erhalten:
    Feststoffgehalt (150°C; 16 h): 99,4 Gew.-%
    pH-Wert: 7,4
    SO4-Gehalt (Feststoffanalyse): 2,9 Gew.-%
    SO4-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): 2,3 g/l
    Ca-Gehalt (Feststoffanalyse): 1,7 Gew.-%
    Eluatwerte (nach DEV S4):
    Sb <0,001 mg/l
    As <0,001 mg/l
    Ba 0,26 mg/l
    Be <0,002 mg/l
    Pb <0,01 mg/l
    B 0,26 mg/l
    Cd <0,001 mg/l
    Cr (gesamt) <0,01 mg/l
    Cr (VI) nicht nachweisbar
    Fe 0,15 mg/l
    Ca 6 mg/l
    Co <0,01 mg/l
    Cu 0, 04 mg/l
    Mn 0,10 mg/l
    Na 1300 mg/l
    Ni 0,05 mg/l
    Hg <0,001 mg/l
    Se <0,001 mg/l
    Ag <0,001 mg/l
    Tl <0,001 mg/l
    V <0,05 mg/l
    Zn 0,04 mg/l
    Sn nicht nachweisbar
    F 0,13 mg/l
    Ammoniak-N 0,70 mg/l
    Cl 19 mg/l
    Cyanide <0,01 mg/l
    Nitrat 2,0 mg/l
    Nitrit 0,10 mg/l
    Phosphat 0,50 mg/l
    Sulfat siehe oben
    Technologische Eigenschaften: (nach Technische Lieferbedingungen für Mineralstoffe im Strassenbau, TL Min-StB 94, Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Köln, 1994)
    Siebanalyse; Anteil <90 μm: 99,4 Gew.-%
    Rohdichte: 3,497 g/cm3
    Hohlraumgehalt nach Rigden: 52,1 Vol.-%
    Bitumenzahl (nach NEN 3977): 44
    Stabilisierungsindex: 67:33 Gew.-%
    Erweichungspunkterhöhung: (bei Füller/Bitumen-Verhältnis 65/35) 21,5°C
    wasserlösliche Anteile: 3,36 Gew.-%
  • Der so erhaltene getrocknete SNIFF wurde in 1:1-Abmischung mit gemahlenem Calcit (CaCO3) als Asphaltfüller eingesetzt: Technologische Eigenschaften der Mischung: (nach Technische Lieferbedingungen für Mineralstoffe im Strassenbau, TL Min-StB 94, Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Köln, 1994)
    Siebanalyse; Anteil <90 μm: 97,5 Gew.-%
    Rohdichte: 3,077 g/cm3
    Hohlraumgehalt nach Rigden: 41,9 Vol.-%
    Bitumenzahl (nach NEN 3977): 35
    Stabilisierungsindex: 66:34 Gew.-%
    Erweichungspunkterhöhung: (bei Füller/Bitumen-Verhältnis 65/35) 19,4°C
    wasserlösliche Anteile: 1,77 Gew.-%
  • Ergebnisse der Asphaltuntersuchungen für Asphaltbeton 0/11 mm:
    Figure 00110001
  • Die technische Prüfung des mit getrocknetem SNIFF hergestellten Asphaltes ergab bezüglich aller anwendungstechnischen Kriterien ein positives Ergebnis. Das Beispiel zeigt, daß der getrocknete SNIFF 50 % des gemahlenem Calcits als Asphaltfüller ersetzen kann.
  • Beispiel 2:
  • Aus einer beim Aufschluß von gemahlenen Titanrohstoffen mit Schwefelsäure anfallenden Schwarzlösung wurden die ungelösten Aufschlußrückstände mit einer Membranfilterpresse abgetrennt. Anschließend wurde der anfallende Filterkuchen (I) mit Wasser im Verhältnis 1:1 redispergiert und mit Hilfe eines Bandfilters filtriert. Der dann erhaltene Filterkuchen (II) wurde mit Wasser im Verhältnis 1:1 redispergiert, mit NaOH neutralisiert und erneut filtriert. Der auf diese Weise erhaltene neutrale Filterkuchen (III) wurde getrocknet und mittels einer Stiftmühle zerkleinert. Es wurde ein getrockneter SNIFF als ein helles, graugrünes Material mit folgenden Eigenschaften erhalten:
    Feststoffgehalt (150°C; 16 h): 95,3 Gew.-%
    SO4-Gehalt (Feststoffanalyse): 2,6 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil)
    SO4-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): 2,04 g/l
    Fe-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): <0,05 mg/l
    Mn-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): <0,05 mg/l
    V-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): <0,05 mg/l
    pH-Wert: 7,7
  • Der so erhaltene getrocknete SNIFF konnte z.B. in Abmischung mit gemahlenem Calcit (CaCO3) als Asphaltfüller eingesetzt werden.
  • Beispiel 3:
  • Aus einer beim Aufschluß von gemahlenen Titanrohstoffen mit Schwefelsäure anfallenden Schwarzlösung wurden die ungelösten Aufschlußrückstände mit einer Membranfilterpresse abgetrennt. Anschließend wurde der erhaltene Filterkuchen (I) zuerst mit der gleichen Menge, bezogen auf die eingesetzte feststoffhaltige Schwarzlösung, an verdünnter Schwefelsäure und anschließend mit der zweifachen Menge an Wasser, bezogen auf die eingesetzte feststoffhaltige Schwarzlösung, gewaschen. Der so erhaltene Filterkuchen (II) wurde mit der halben Menge an Wasser redispergiert, mit der stöchiometrischen Menge Natronlauge neutralisiert und anschließend filtriert und mit der gleichen Menge an Wasser, bezogen auf Filterkuchen (II), gewaschen. Es wurde ein SNIFF als ein helles, graugrünes Material mit folgenden Eigenschaften erhalten:
    Feststoffgehalt (150°C; 16 h): 72 Gew.-%
    SO4-Gehalt (Feststoffanalyse): 0,36 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil)
    SO4-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): 0,012 g/l
    pH-Wert: 7,1
  • Der so erhaltene SNIFF konnte direkt oder in Abmischung mit anderen Materialien, z.B. gemahlenem Calcit, als Asphaltfüller eingesetzt werden; er konnte auch vorher analog zu Beispiel 1 getrocknet und/oder gemahlen werden.
  • Beispiel 4:
  • Aus einer beim Aufschluß von gemahlenen Titanrohstoffen mit Schwefelsäure anfallenden Schwarzlösung wurden die ungelösten Aufschlußrückstände mit einer Membranfilterpresse abgetrennt. Anschließend wurde der anfallende Filterkuchen (I) mit der zweifachen Menge an Wasser, bezogen auf die eingesetzte feststoffhaltige Schwarzlösung, gewaschen. Der so erhaltene Filterkuchen (II) wurde mit der stöchiometrischen Menge Natronlauge und anschließend mit der zweifachen Menge an Wasser, bezogen auf die eingesetzte feststoffhaltige Schwarzlösung, gewaschen. Es wurde ein SNIFF als ein helles, graugrünes Material mit folgenden Eigenschaften erhalten:
    Feststoffgehalt (150°C; 16 h): 74 Gew.-%
    SO4-Gehalt (Feststoffanalyse): 0,31 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil)
    SO4-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): 0,048 g/l
    pH-Wert: 9,8
  • Der so erhaltene SNIFF konnte ohne Trocknung alleine und in Abmischung mit anderen Materialien zur Herstellung von wenig wasserdurchlässigen Beschichtungen, z.B. als Deponiabdeckung, eingesetzt werden. Alternativ konnte der SNIFF analog zu Beispiel 1 oder Beispiel 2 getrocknet und gemahlen und dann z.B. ohne Abmischung mit anderen Materialien als Asphaltfüller eingesetzt werden.
  • Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel):
  • Aus einer beim Aufschluß von gemahlenen Titanrohstoffen mit Schwefelsäure anfal-lenden Schwarzlösung wurden die ungelösten Aufschlußrückstände mit einer Membranfilterpresse abgetrennt. Der anfallende Filterkuchen (I) wurde nicht gewaschen. Anschließend wurde der Filterkuchen (I) mit der stöchiometrischen Menge CaO durch Einkneten und Vermischen neutralisiert. Es wurde ein graugrünes Material mit folgenden Eigenschaften erhalten:
    Feststoffgehalt (150°C; 16 h): 73,5 Gew.-%
    SO4-Gehalt (Feststoffanalyse): 14,8 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil)
    SO4-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): 1,97 g/l
    Ca-Gehalt (Feststoffanalyse): 7,5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil)
    Ca-Gehalt (im Eluat nach DEV S4): 0,61 g/l
    pH-Wert: 7,5
  • Das so erhaltene Material wies einen hohen Gehalt an Sulfat in Form von Calciumsulfat auf. Dieses Material war für Einsatzzwecke nicht verwendbar, bei denen chemische Inertheit erwünscht, ein lang anhaltendes, kontinuierliches Auslaugen von Calciumsulfat jedoch unerwünscht war.

Claims (17)

  1. Sulfatarmer, mittels feste oder gelöste Alkalihydroxide neutralisierter, inerter, feinteiliger Füllstoff, dessen Teilchen zu mindestens 90% einen Durchmesser von < 90 μm aufweisen, aus den bei der Herstellung von Titandioxid nach dem Sulfatverfahren beim schwefelsauren Aufschluß von titanhaltigen Rohstoffen anfallenden unlöslichen Aufschlußrückständen, dessen pH-Wert (gemäß DIN ISO 787) zwischen 5 und 12, bevorzugt zwischen 6 und 10 liegt, der Sulfatgehalt im Eluat (nach DEV S4) <2,5 g/l, bevorzugt <1,2 g/l, besonders bevorzugt <0,2 g/l und dessen Sulfatgehalt bezogen auf den Feststoffanteil <3,0 Gew.-%, bevorzugt <1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt <0,5 Gew.-% beträgt.
  2. Füllstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Fe, Mn und V im Eluat (nach DEV S4) jeweils <1,0 mg/l, bevorzugt <0,5 mg/l, besonders bevorzugt <0,2 mg/l beträgt.
  3. Füllstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Calcium-Gehalt, bezogen auf Feststoff, <5 Gew.-%, bevorzugt <3,5 Gew.-%, besonders bevorzugt <2 Gew.-% beträgt.
  4. Füllstoff gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt >90 Gew.-%, bevorzugt >95 Gew.-% beträgt.
  5. Verfahren zur Herstellung eines sulfatarmen, neutralisierten inerten, feinteiligen Füllstoffs gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 aus den bei der Herstellung von Titandioxid nach dem Sulfatverfahren beim schwefelsauren Aufschluß von titanhaltigen Rohstoffen anfallenden unlöslichen Aufschlußrückständen, dadurch gekennzeichnet, daß die schwefelsaure, titanylsulfathaltige Lösung (Schwarzlösung) nach dem Aufschluß von den unlöslichen Aufschlußrückständen durch Filtration abgetrennt wird, der anfallende Filterkuchen anschließend mit Wasser und/oder verdünnter Schwefelsäure gewaschen wird, bis der Sulfatgehalt im Eluat (nach DEV S4) < 2,5 g/l beträgt, gegebenenfalls mit Luft oder erwärmter Luft trockengeblasen wird und anschließend feste oder gelöste Alkalihydroxide als Neutralisationsmittel zugegeben wird, bis ein pH-Wert von 5 bis 12 eingestellt ist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gewaschene und gegebenenfalls trocken geblasene Filterkuchen zum Zwecke der Neutralisation redispergiert und nach der Neutralisation erneut filtriert und gegebenenfalls gewaschen wird.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation des gewaschenen und gegebenenfalls trocken geblasenen Filterkuchens ohne erneutes Anmaischen direkt in oder auf dem Filtrieraggregat erfolgt, indem der Filterkuchen mit einer wäßrigen Lösung des Alkalihydroxids gewaschen wird.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gewaschene und neutralisierte Filterkuchen auf einen Feststoffgehalt von >90 Gew.-%, bevorzugt >97 Gew.-% getrocknet wird.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gewaschene, neutralisierte und getrocknete Filterkuchen gemahlen bzw. desagglomeriert wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung und die Desagglomeration bzw. die Mahlung gleichzeitig vorgenommen werden.
  11. Verwendung des Füllstoffs gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffes zur teilweisen oder vollständigen Substitution von gemahlenem Calcit als Füllstoff für Asphalt.
  12. Verwendung des Füllstoffes gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffes zur teilweisen oder vollständigen Substitution von gemahlenem Basalt und/oder anderem säurebeständigen Gestein als Füllstoff für säurefesten Asphalt.
  13. Verwendung des Füllstoffes gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffes als Zuschlagsstoff für Zement bzw. Beton.
  14. Verwendung des Füllstoffes gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffes zur Herstellung von wenig wasserdurchlässigen Beschichtungen, z.B. im Straßenbau, Landschaftsbau oder für Deponieabdeckungen.
  15. Verwendung des Füllstoffes gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffes als TiO2-Rohstoff für die Aluminiumtitanatherstellung.
  16. Verwendung des Füllstoffes gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffes als TiO2-Rohstoff für die TiCl4-Herstellung.
  17. Verwendung des Füllstoffs gemäß Anspruch 1 bis 4 oder des nach den Ansprüchen 5 bis 10 hergestellten Füllstoffs in der Kunststoff, Kautschuk-, Papier- oder Farbenindustrie oder als inertes Trägermaterial.
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