DE534968C - Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Titanloesungen durch Aufschliessen titanhaltiger Stoffe mit Saeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Titanlösungeh durch Aufschließen titanhaltiger Stoffe mit Säure Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschließen von titanhältigen Stoffen, z. B. Ilmenit, Rutil, Titanit oder aus diesen Stoffen hergestellten Produkten, das gestattet; derartige Stoffe unmittelbar in Lösung zu bringen, ohne fein gepulverte Materialien oder einen Überschuß an Säure verwenden zu müssen.
• Bei einer systematischen Untersuchung der Einwirkung von Schwefelsäure auf Ilmenit und ähnliche Stoffe unter verschiedenen Bedingungen (wie z. B. wechselnde Säurekonzentration, Mengenverhältnisse, Temperatur, Reaktionszeit, Ausführungsform), hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit des Aufschließungsprozesses in der Regel mit dem Feinheitsgrad ,des Materials und mit der Stärke und Temperatur der Säure steigt. Besondere Umstände beim Verfahren können aber diese Verhältnisse vollkommen ändern und dies gilt besonders in solchen Fällen, in denen eine Ausscheidung einer der Bestandteile der Lösung stattfindet, da eine hydrolytische Fällung oder Kristallisation eintreten kann.
• Es wurde gefunden, daß die Aufschließung sehr rasch erreicht werden kann, wenn gleichzeitig eine Ausscheidung der Verbindungen der Lösung entweder vermieden wird oder in solchen Formen stattfindet, daß sie sich beim nachfolgenden Verdünnen mit Leichtigkeit wieder in Lösung bringen lassen. Das Verfahren besteht darin, daß während der Aufschließung eine Verdünnung der Reaktionsmasse mit einer Lösung, die eine oder mehrere Säuren, Salze oder Mischungen derartiger Stoffe enthält, vorgenommen wird. Auf diese Weise kann man ohne Eindampfen Lösungen darstellen mit z. B. ioo bis i5o g oder mehr TiO2 im Liter neben Salzen von Eisen und anderen Metallen, die aus den benutzten Rohstoffen stammen können.
• Wenn ein grob zerkleinerter Ilmenit z. B. mit Gloversäure behandelt wird, so zeigt es sich, daß der Siedepunkt der entstehenden Lösung allmählich sinkt, vielleicht wegen des geänderten Dissoziationsgrades -der Molekülarten der Lösung oder weil eine Ausfällung einer oder mehrerer der in der Lösung befindlichen Verbindungen stattfindet. Nach dem vorliegenden Verfahren wird die Lösung allmählich verdünnt, wodurch eine solche Ausfällung bzw. Auskristallisation vermieden oder herabgesetzt wird, und man erhält deshalb immer eine ausreichend leichtflüssige Lösung. Die Verdünnung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich stattfinden.
• Als Verdünnungsmittel kann man mit Vorteil Lösungen von verschiedenen Stufen der nachfolgenden Verfahren zur Herstellung der erwünschten Titanverbindungen benutzen. Ein geeignetes Verdünnungsmittel bildet z. B. die Lösung; die durch Waschen des nichtgelösten Restes -des angewendeten Rohstoffes er- erhalten wird, oder auch die Lösung, die dann ,halten wenn die Titansäure durch hydrolytische Spaltung ganz oder teilweise entfernt worden ist. Eine solche Lösung enthält beträchtliche Mengen freie Säure, die auf diese Weise verwertet werden. Da der Siedepunkt der schwefelsauren Lösung beim Fortschreiten des Verfahrens sinkt, so ist es zweckmäßig, das Verfahren bei sinkender Temperatur auszuführen. Z. B. kann das Verfahren bei etwa 170' C eingeleitet und bei etwa 13o° C beendet werden. Dieses Temperaturgebiet ist übrigens sowohl von der Stärke der angewendeten Säure als auch von der Zusammensetzung des benutzten Titanmaterials abhängig.
• Praktisch kann das Verfahren natürlich verschieden ausgeführt werden; es muß der verwendeten Apparatur angepaßt werden. Das Verfahren kann auch ganz oder teilweise bei einem höheren als Atmosphärendruck durchgeführt werden, wodurch der Auflösungsvorgang beschleunigt wird, aber die Temperatur darf dann nicht so hoch steigen, daß eine hydrolytische Ausfällung einer bei einer eventuellen späteren Verdünnung schwer löslichen Titansäure stattfindet.
• Es ist gewöhnlich vorteilhaft; eine größere Menge Titanmaterial anzuwenden als der angewendeten Menge Lösungsmittel theoretisch entspricht. Man kann auch vorteilhaft in den Auflösungsprozeß ungelöste Reste titanhaltiger Stoffe von einer vorhergehenden Auflösung zurückführen, eventuell nachdem diese von Gangart und Schlamm befreit sind. Eine solche Zurückführung kann, wenn erwünscht, mit der obenerwähnten Zurückführung von Lösung zu Verdiinnungszwecken zusammen ausgeführt werden.
• Der Aufschließungsprozeß selbst kann kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt werden und sowohl in feststehenden Gefäßen mit Rührwerk als in rotierenden Behältern oder anderen Apparaten, in denen die Massen in Bewegung gehalten werden können.
• Er kann auch nach einem Durchströmungs-oder Überrieselungsprinzip. ausgeführt werden. Meist ist es vorteilhaft, -.das Aufschließen mit einer Schwefelsäure von etwa 8o°4 (Gloversäure) zu beginnen, aber es hindert nichts die Anwendung einer Schwefelsäure von sowohl' niedrigem als höherem Stärkegrad. Wenn für die Ausführung des Verfahrens eine andere Säure oder Säuremischung gewählt wird, so muß der Stärkegrad im Verhältnis zu den Eigenschaften der Säure und den vorliegenden Verhältnissen gewählt werden.
• Die Verdünnung während des Aufschließens kann innerhalb ziemlich weiter Grenzen wechseln. Die zu benutzende Menge Verdünnungsmittel hängt in hohem Grade davon ab, welcher Verlauf des Aufschließungsprozesses erwünscht ist. Als Regel kann man sagen, daß man mindestens so viel verdünnen muß, daß die Masse eine geeignete Fluidität erhält. Es kann aber auch in vielen Fällen notwendig sein, viel mehr zu verdünnen, um Ausfällung zu verhindern. Sehr oft ist es auch nicht wünschenswert, daß die fertigen ' Lösungen eine hohe Konzentration haben wegen der nachfolgenden Behandlung. Die letzte Verdünnung kann auch ausgeführt werden, nachdem der eigentliche Aufschließungsprozeß ganz oder im wesentlichen beendigt ist, gegebenenfalls nachdem das rückständige ungelöste Titanmaterial aus der Lösung entfernt worden ist.
• Nach dem vorliegenden Verfahren kann die Zusammensetzung der hergestellten- titanhaltigen Lösungen innerhalb weiter Grenzen wechseln, und zwar sowohl im Verhältnis zwischen den jonen der Lösung, z. B. im Verhältnis zwischen Säure und Basen, wie in der Art der "einzelnen jonen; so kann die Lösung sauer, neutral oder basisch sein.
• Die titanhaltige Lösung wird in bekannter Weise weiterbehandelt; sie kann von suspendierten Teilchen, gegebenfalls auch von kolloiden Stoffen befreit, einer Kristallisation, einer Reduktion usw. unterworfen werden. Sie eignet sich dann ausgezeichnet zur Herstellung von Titänverbindungen und zur hydrolitischen Ausfällung von Titansäuren, entweder allein oder mit anderen Stoffen zusammen.
• Das vorliegende Verfahren ist auch in den Fällen verwendbar, in denen während des Aufschließens Zusätze gemacht werden, um das Verfahren schneller verlaufen zu lassen.
• Man hat bereits vorgeschlagen, Titanlösungen unmittelbar aus Ilmenit durch Behandeln desselben mit Schwefelsäure unter Einleiten von Dampf herzustellen. Bei diesem Verfahren findet eine allmähliche Verdünnung der Charge durch Kondensation des eingeleiteten Dampfes statt.
• Diesem Verfahren gegenüber weist das vorliegende erhebliche technische Vorteile auf. Man kann nämlich hier so arbeiten, daß praktisch keine Verdünnung der Charge während der Aufschließung stattfindet, da das: zugefügte Verdünnungsmittel auch dazu dient, das bei der lebhaften Reaktion verdampfte Wasser zu ersetzen. Man hat es also in der Hand, eine Titanlösung von beliebig hoher Konzentration herzustellen.
• Weiterhin bestehen aber bei dem Zusatz von saurem Waschwasser gegenüber dem Zusatz von Wasser noch weitere wichtige Vorteile. Einerseits läuft man nämlich bei der Verwendung von saurem Waschwasser nicht das Risiko einer hydrolytischen Fällung der Titansäure, andererseits ermöglicht diese Arbeitsweise eine bessere Ausnutzung der Abfallösungen als bei den bisher bekannten Verfahren.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Titanlösungen durch Aufschließen titanhaltiger Stoffe mit Säure, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufschließung ein Verdünnungsmittel, enthaltend eine oder mehrere Säuren, Salze oder Mischungen dieser Stoffe, zugefügt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsmittel Lösungen, die vom Auswaschen des nach der Säurebehandlung ungelösten Titanmaterials herrühren, benutzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsmittel Lösungen, deren Titangehalt durch Hydrolyse ganz oder teilweise entfernt worden ist, benutzt werden. q..
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß bei allmählich sinkender Temperatur durchgeführt wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß ganz oder teilweise bei einem höheren als Atmosphärendruck ausgeführt wird.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des eigentlichen Aufschlusses und gegebenenfalls nach Entfernung des ungelösten Rohstoffes weitere Verdünnungsmittel zugesetzt werden.