Способ выделения титана из титансодержащего раствора

 

Изобретение относится к способам выделения титана из растворов в виде гидратированной двуокиси. Цель изобретения - интенсификация процесса, сокращение потерь титана, получение гидратированной двуокиси титана стабильно высокого качества из различных по составу растворов. Термогидролиз раствора с получением гидратированной двуокиси титана проводят путем подачи титансодержащего раствора в виде парожидкостной струи с температурой пара не менее 115 С тангенциально в суспензию гидратированной двуокиси титана (ГДТ) поддерживая при этом долю объема суспензии, находящейся над струей, от общего объема суспензии в интервале 0,1 - 0,85. Способ позволяет сократить продолжительность процесса с 5 до 0,5 - 0,75 ч. сократить потери титана со сбросными растворами за счет снижения концентрации двуокиси титана в них с 2,5 до 0,3 - 2 г/л и получить ГДТ стабильно высокого качества из различных по составу растворов. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, в частности к выделению соединений титана из растворов. Цель изобретения - интенсификация процесса, сокращение потерь титана, получение гидратированной двуокиси титана стабильно высокого качества из различных по составу растворов. П р и м е р 1 (по прототипу опыты 1-4 в таблице). Титансодержащие растворы готовили путем растворения сульфата титанила аммония (NH₄)₂TiO(SO₄)₂˙Н₂О в воде, подкисленной серной кислотой. Затем раствор доводили до требуемого значения кислотного фактора введением серной кислоты (технической 92,5% ), проводили контрольную фильтрацию. Термогидролиз раствора проводили в стеклянном сосуде при нагреве на электроплитке до температуры кипения (102-103^оС) при постоянном перемешивании лопастной мешалкой в течение 5 ч с предварительной подачей зародышей и без них. В качестве зародышей использовали суспензию гидратированной двуокиси титана (ГДТ) предыдущего опыта. По окончании термогидролиза ГДТ отфильтровывали, определяли показатели процесса фильтрации и содержание титана в фильтрате ГДТ, высушивали при комнатной температуре, анализировали его химический состав. Гранулометрический состав ГДТ определяли на приборе лазерном дифракционном микроанализаторе крупности частиц фирмы Fritch (ФРГ). Однородность грансостава ГДТ оценивали по доле частиц -25+10 мкм. Параметры конкретных опытов и их результаты приведены в таблице. П р и м е р 2 (по предлагаемому способу, опыты 5-12 в таблице). Титансодержащие растворы готовили как в примере 1. Термогидролиз проводили следующим образом. В цилиндрический стакан с коническим днищем и отверстием с краном в нем помещали порцию суспензии ГДТ от предыдущего опыта (Т: Ж = 1: 12). В слой суспензии вводили паровой инжектор, располагая его тангенциально, с которым соединена напорная емкость с титансодержащим раствором. Подавали пар в инжектор, через который проходил титансодержащий раствор, попадающий в объем образующейся суспензии в виде парожидкостной струи. Температуру пара регулировали пропусканием через теплообменник типа "труба в трубе" и измеряли термопарой на входе в инжектор. Опыты 5-9 проводили в непрерывном режиме. Вывод суспензии осуществляли через отверстие в коническом днище реакционного сосуда. Опыт 10 осуществляли в периодическом режиме, заполняя реакционный сосуд, изменяя долю объема суспензии над потоком от 0,05 до 0,95. При изменении доли объема суспензии над потоком от 0,05 до 0,1 наблюдается слабое перемешивание суспензии, наличие застойных зон, интенсивное выделение сернокислых аэрозолей, потери пара. При сохранении доли объема 0,1-0,85 процесс протекает стабильно, интенсивно перемешивается суспензия, приобретая вращательное движение, достаточно полно выделяется титан в ГДТ. При повышении доли объема "верхнего слоя" выше 0,85 ухудшается перемешивание суспензии. Кроме того, повышается содержание титана в водной фазе. Опыты 11, 12 проводили аналогично опыту 6 за исключением того, что в титансодержащий раствор, подаваемый в виде парожидкостной струи, вводили зародыши ГДТ в количестве 0,2-2,0% от веса TiO₂ в растворе. Полученную в опытах 5-12 суспензию ГДТ фильтровали, сушили и анализировали как в опытах 1-4. Параметры и результаты опытов приведены в таблице. Предлагаемый способ существенно интенсифицирует процесс выделения ГДТ; из различных по составу растворов получают ГДТ стабильно высокого качества и однородности; на 25-30% сокращает расход пара за счет более полного использования его теплоты и сокращения продолжительности процесса; снижает потери титана со сбросными растворами. (56) Годнева М. М. , Мотов Д. Химия подгруппы титана. Сульфаты и растворы. П. : Химия, 1980, с. 76-79.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТИТАНА ИЗ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО РАСТВОРА, включающий корректировку его состава, термогидролиз раствора с получением гидратированной двуокиси титана, фильтрацию продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, сокращения потерь титана, получения гидратированной двуокиси титана стабильно высокого качества из различных по составу растворов, термогидролиз проводят путем подачи титансодержащего раствора в виде парожидкостной струи с температурой пара не менее 115^oС тангенциально в суспензию гидратированной двуокиси титана, поддерживая при этом долю объема суспензии, находящейся над струей, от общего объема суспензии в интервале 0,1 - 0,85. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в раствор перед подачей его в виде парожидкостной струи вводят зародыши двуокиси титана в количестве 0,5 - 2,0% от массы двуокиси титана в растворе.

РИСУНКИ

Рисунок 1