Способ извлечения титана из кислых растворов, содержащих железо, алюминий, кремний
Использование: металлургия титана и получение гидратированного оксида титана . Сущность: нейтрализацию кислых растворов , содержащих железо, алюминий, кремний ведут щелочным агентом до рН 2,0-2,5 с градиентом рН 1-2 рН/мин. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919625/02 (22) 18.03.91 (46) 15.01,93. Бюл, М 2 (71) Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат им,50-летия Октябрьской революции (72) В.А.Козлов, Л.Х,Батракова, Г.P. Ècëàìo Bà, Б. М, Ш аях метов, P.Ñ,Èñëàìîâ и А,И,Чикоданов (56) Лучинский Г,П, Химия титана. M.: 1971, с,224.
Олесов Ю,Г„Дрозденко В.Л., Бабич
Д.Д. Гидрометаллургия титана, М.: 1983, с.9.
Патент США М 3898321, кл, С 01 G 23/04, 1975.
Изобретение относится к металлургии титана и может быть использовано при получении гидратирован ного оксида титана выСОКОЙ ЧИСТОТЫ.
Известен способ осаждения титана путем нейтрализации исходного раствора щелочью при рН = 7-8. Недостатком способа является недостаточно высокий выход анатазной структуры TiOz и невысокое качество конечного продукта эа счет соосаждения примесей, Известен способ осаждения титана путем нейтрализации исходного раствора при рН = 7-8 карбонатами щелочных металлов.
Способ имеет те же недостатки, что и первый.
Наиболее близ.<им по технической сущности к заявляемому объекту является способ извлечения титана путем нейтрализации его гидроокисью аммония при рН = 4 — 8. Недостатком способа является невысокое качество конечного продукта для растворов, содержащих примеси железа, алюминия, кремния и т. д, Ы „„1788056 А1
КИСЛЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЖЕЛЕЗО, АЛЮМИНИЙ, КРЕМНИЙ (57) Использование: металлургия титана и получение гидратированного оксида титана, Сущность; нейтрализацию кислых растворов, содержащих железо, алюминий, кремний ведут щелочным агентом до рН 2,0-2,5 с градиентом рН 1 — 2 рН/мин. 1 табл. Целью изобретения является повыше- (Я ние качества конечного продукта и выхода осадка анатазной структуры. Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения титана иэ кислых растворов, содержащих примеси железа, алюминия, кремния, включающем их V нейтрализацию щелочным агентом с пол- 0О учением гидратированного оксида титана QQ согласно изобретению процесс нейтрализа- С) ции проводят до рН = 2 — 2,5 с градиентом (Л рН = 1 — 2 рН/мин. 0 Сущность способа заключается в следующем. Известно, что рН осаждения гидратированного Ti0z лежит в области 2 — 10, но достаточно высокая степень осаждения (97 — д 98%) наблюдается при рН = 4 — 8. Однако, в этом случае идет осаждение также титаната щелочью металла, гидроокисью которого ведется процесс нейтрализации. Кроме этого, в случае осаждения титана из сложных по составу растворов, содержащих кремний, алюминий, железо, эти примеси в указанном интервале рН полностью осядут вместе 1788056 50 с титаном в осадок, загрязняя конечный продукт. Авторами установлено, что при проведении процесса нейтрализации до рН = 22,5 с градиентом рН =. 1 — 2 рН/мин происходит спонтанное осаждение гидратированного оксида титана за счет быстрого изменения рН, и это позволяет осадить практически весь титан, Степень извлечения титана достигает 97 — 98%. Кроме этого, в указанном интервале рН титан осаждается только в виде TiOz n Н20, т.е, не происходит осаждения титанатов и не осаждаются другие примеси железа, алюминия, кремния, находящиеся в растворе, так как рН их осаждения находится в интервале 3 — 8. Проведение процесса до рН менее 2,0 не позволяет получить качественный продукт, так как происходит частичное осаждение кремниевой кислоты; более того, при этом изменяется структура осадка (анатаз— 50%, рутил — 50%) и извлечение титана достигает максимально 70 — 85%, то есть поставленная цель не достигается. Проведение процесса до рН более 2,5 приводит к частичному соосаждению примесей в виде гидроокисей железа, алюминия, кремния; снижается качество продукта, то есть поставленная цель не достигается. Проведение процесса с градиентом рН менее чем 1 рН/мин снижает скорость осаждения титана, что приводит к снижению степени извлечения и может вызвать частичное соосаждение примесей. Извлечение титана составит 70-75%, то есть постав ленная цель не достигается, и снижаются другие технико-зкономические показатели процесса. Проведение процесса с градиентом рН более чем 2 рН/мин приводит к резкому повышению скорости осаждения титана, причем структура получаемого осадка не сформировавшаяся, и при дальнейшей переработке переходит из анатаза в рутил. Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого изобре5 тения, а именно, нейтрализация кислого титансодержащего раствора до рН = 2,0-2,5 с градиентом рН = 1 — 2 рН/мин позволили достичь поставленную цель — повысить качество конечного продукта, не снижая при 10 этом остальные технико-экономические показатели процесса (извлечение титана— 98%, структура осадка — основа анатаз). Пример. В 1 л титансодержащего кислого раствора состава, г/л: Т 02 100, Fe 15 2, Si 5, Al 5 вводили щелочной агент Ca(OH)z до рН вЂ” 2 со скоростью изменения рН (градиентом): 1 рН/мин. Получили 98 г осадка (в пересчете на сухой) состава, %; Fe 0,01; TiOz 99,8; Са 0,3; AI 0,01; Si 0,01, структуры— 20 основа анатаз, извлечение 98% (по прототипу состав осадка, %: TiOz 86; Fe 2; Si 5; А! 5; Са 2), Остальные примеры, подтверждающие достижение поставленной цели заявляемой 25 совокупности признаков, сведены в таблицу. Технико-зкономические преимущества заявляемого способа в сравнении с прототипом заключаются в повышении качества 30 TiOz за счет исключения соосаждения примесей железа, алюминия, кремния и щелочного агента при получении осадка анатазной структуры. Формула изобретения 35 Способ извлечения титана из кислых растворов, содержащих железо, алюминий, кремний, включающий его нейтрализацию щелочным агентом с получением осадка гидратированного диоксида титана, о т л и40 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества конечного продукта и выхода осадка анатазной структуры, нейтрализацию проводят до рН 2,0-2,5 с градиентом рН 1 — 2 рН/мин. 1788056 Химический состав осадка,Ф рн осаыПример Исходный раствор Извлечение, Al Si Щелоч ной Ti0 Ге Т О Fe Al денил металл 100,0 100,0 2,0 2,0 1,0 1,5 Основа 99,57 0,1 0,02 0,01 0,3 Ана таз 98,3 100,0 2,0 5,0 5,0 2,5 2,0 98,1 100,0 2,0 5,0 5,0 2,0 2,0 Основа Ана таз 98,4 1000 20 50 50 25 Основа Анатаз 1,0 Основа 99,38 0,01 0,01 0,3 0,3 Рутил 85,0 100,0 2,0 5,0 5,0 1,0 0,5 100,0 2,0 5,0 5,0 3,0 97,0 1,0 0,5 0,5 0,5 Основа 97,0 Анатаз 2,5 Основа 86,0 Анатаз 98 0 5,0 5,0 2,0 40 50 Составитель Г. Мельникова Техред М.Моргентал Корректор Н. Король Редактор Заказ 51 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 50 50 20 50 50 20 Прототип 8 100,0 2,0 5,0 5,0 7 Градиент, pl1/ìè H 98,0 98,1 Структура осадка Основа Анатаз 99 67 Основа 99,62 Анатаз 0,01 0,01 0,01 0,3 0,05 0,02 0,01 0,3
