DE3223068A1

DE3223068A1 - Verfahren zur herstellung von titandioxid-konzentraten

Info

Publication number: DE3223068A1
Application number: DE19823223068
Authority: DE
Inventors: Gero Dipl.-Chem. Dr. 5042 Erftstadt Heymer; Klaus Dipl.-Chem. Dr. Jödden; Hans-Werner Dipl.-Ing. 5000 Köln Stephan
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1982-06-21
Filing date: 1982-06-21
Publication date: 1983-12-22

Description

Verfahren zur Herstellung von Titandioxid-Konzentraten (Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 32 03 482.2)) Die deutsche Patentanmeldung P 32 03 482.2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Titandioxid-Konzentraten durch Entfernen des Eisens aus Eisenoxide aufweisendem titanoxidhaltigem Material mit Hilfe von chlorhaltigen Gasen, wobei man das in Bewegung gehaltene titanoxidhaltige Material mit einem aus mindestens 70 Volumen% Chlor und gegebenenfalls einem Inertgas bestehenden Gasgemisch in einer auf 800 bis 1300°C aufgeheizten Reaktionszone umsetzt und wobei sich bildendes Eisen(III)-chlorid verflüchtigt wird und ein im wesentlichen aus Titandioxid bestehender Rückstand verbleibt.
Nach neueren Untersuchungen ist es vorteilhaft, wenn das titanoxidhaltige Material in feinerer Verteilung mit den chlorhaltigen Gasen in Berührung gebracht wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Titandioxid-Konzentraten durch Entfernung des Eisens aus Eisenoxide aufweisendem titandioxidhaltigem Material, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das titanoxidhaltige Material durch die senkrecht angeordnete Reaktionszone in freiem Fall rieseln läßt und im Gegenstrom mit dem Gasgemisch behandelt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als titanoxidhaltiges Material insbesondere Ilmenit (Hauptbestandteile: FeTiO3, Fe203, Ti02), Leukoxen (Verwitterungsprodukt des Ilmenits) oder Titanomagnetit (Hauptbestandteile: Fe304, Fe203, TiO2) eingesetzt werden.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird bei der Verwendung eines titanoxidhaltigen Materials, welches auch oxidisch gebundenes Vanadium enthält, gleichzeitig das Vanadium als Chlorid oder Oxychlorid verflüchtigt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Eisengehalt im Chlorierungsrückstand bei hinreichender Reaktionszeit praktisch beliebig eingestellt werden, ohne daß es zu TiCl4-Bildung kommt.
In den folgenden Beispielen bedeuten Prozentangaben, wenn nichts anderes vermerkt ist, Gewichtsprozente.
Beispiel 1 In ein senkrecht angeordnetes Quarzrohr (27 mm , 300 cm Länge) wurden 107 g/h Ilmenit der Zusammensetzung 53,5 % TiO2, 21,5 96 FeO, 20,9 96 Fe203, 0,9 96 Al203 0,5 96 SiO2 und 0,13 5' V205 sowie einem Korngrößenbereich von 63 bis 610/um eindosiert und im freien Fall bei 10900C mit entgegenströmendem Chlor (150 l/h) behandelt. Das sich dabei bildende gasförmige Eisen(III)-chlorid wurde in nachgeschalteten Abscheidegefäßen niedergeschlagen. Das überschlüssige Chlor wurde kondensiert und die Menge des aus Sauerstoff bestehenden restlichen Abgases volumetrisch verfolgt.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 60 Minuten 65,2 g eines hellen, rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 91,6 % sowie mit 4,1 % Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildetem Titan(IV)-chlorid betrug weniger als 0,1 X, bezogen auf das im Ilmenit enthaltene TiO2.
Beispiel 2 Beispiel 1 wurde mit der Änderung wiederholt, daß 200 lih Chlor eingeleitet wurden.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 45 Minuten 47,5 g eines hellen, rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 95,8 5' sowie mit 0,6 % Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildetem Titan(IV)-chlorid betrug weniger als 0,1 96, bezogen auf das im Ilmenit enthaltene TiO2.
Beispiel 3 Analog Beispiel 1 wurden 321 g/h Ilmenit mit einem Korngrößenbereich von 100 bis 149/um mit 450 l/h Chlor behandelt.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 30 Minuten 93,8 g eines hellen, rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 96,0 96 sowie mit 0,5 % Eisen angefallen.
TiCl4-Nebel wurden im Abgas nicht beobachtet.
Beispiel 4 Beispiel 3 wurde mit der Änderung wiederholt, daß die Behandlung des Ilmenits mit dem Chlor bei 10300C erfolgte.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 30 Minuten 108,5 g eines rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 83,0 96 sowie mit 9,8 °% Eisen angefallen.
TiCl4-Nebel wurden im Abgas nicht beobachtet.
Beispiel 5 Analog Beispiel 1 wurden 530 g/h Ilmenit mit einem Korngrößenbereich von 100 bis 149/um mit 600 lih Chlor behandelt.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 60 Minuten 339 g eines rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 88,1 5' sowie mit 6,8 96 Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildetem Titan(IV)-chlorid betrug weniger als 0,1 96, bezogen auf das im Ilmenit enthaltene TiO2.
Beispiel 6 In ein senkrecht angeordnetes Quarzrohr (50 mm 0, 700 cm Länge) wurden 705 g/h Ilmenit der in Beispiel 1 verwendeten Zusammensetzung und Korngröße eindosiert und im freien Fall bei 10500C mit entgegenströmendem Chlor (750 l/h) behandelt. Das sich dabei bildende gasförmige Eisen (III)-chlorid wurde in nachgeschalteten Abscheidegefäßen niedergeschlagen. Das überschüssige Chlor wurde kondensiert und die Menge des aus Sauerstoff bestehenden restlichen Abgases volumetrisch verfolgt.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 60 Minuten 417 g eines hellen, rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 95,6 % sowie mit 0,4 % Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildetem Titan(IV)-chlorid betrug weniger als 0,1 96, bezogen auf das im Ilmenit enthaltene TiO2.
Beispiel 7 Analog Beispiel 6 wurden 1320 g/h Ilmenit der in Beispiel 1 verwendeten Zusammensetzung und Korngröße mit 1200 lih Chlor behandelt.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 60 Minuten 785 g eines hellen, rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 94,5 % sowie mit 0S6 % Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildetem Titan(lV)-chlorid betrug weniger als 0,1 5', bezogen auf das im Ilmenit enthaltene Ei02.
Beispiel 8 Beispiel 1 wurde mit der Änderung wiederholt, daß der Ilmenit mit 170 l/h eines aus 88 Volumen% Chlor und 12 Volumen% Stickstoff bestehenden Gasgemisches behandelt wurde.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 60 Minuten 64,5 g eines rieselfähigen Rückstandes mit einem Ti02-Gehalt von 91,1 % sowie mit 4,2 5' Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildetem Titan(IV)-chlorid betrug weniger als 0,1 96, bezogen auf das im Ilmenit enthaltene TiO2.
Beispiel 9 Beispiel 6 wurde mit der Änderung wiederholt, daß der Ilmenit mit 900 lih eines aus 83 Volumen% Chlor und 17 Volumens Stickstoff bestehenden Gasgemisches behandelt wurde.
Am unteren Ende des Quarzrohres waren nach 60 Minuten 414 g eines hellen, rieselfähigen Rückstandes mit einem TiO2-Gehalt von 93,5 % sowie mit 1,8 % Eisen angefallen.
Der TiO2-Verlust durch Verflüchtigung von mitgebildeten Titan(IV)-chlorid betrug weniger als 0,1 96, bezogen auf das im Ilmenit enthaltene TiO2.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Titandioxid-Konzentraten (Zusatz zu Patent ........ (Patentanmeldung P 32 o3 482.2)) Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von Titandioxid-Konzentraten durch Entfernen des Eisens aus Eisenoxide aufweisendem titanoxidhaltigem Material mit Hilfe von chlorhaltigen Gasen, wobei man das in Bewegung gehaltene titanoxidhaltige Material mit einem aus mindestens 70 Volumen% Chlor und gegebenenfalls einem Inertgas bestehenden Gasgemisch in einer auf 800 bis 13000C aufgeheizten Reaktionszone umsetzt und wobei sich bildendes Eisen(III)-chlorid verflüchtigt wird und ein im wesentlichen aus Titandioxid bestehender Rückstand verbleibt, nach Patent ............... (Patentanmeldung P 32 o3 482.2), dadurch gekennzeichnet, daß man das titanoxidhaltige Material durch die senkrecht angeordnete Reaktionszone in freiem Fall rieseln läßt und im Gegenstrom mit dem Gasgemisch behandelt