Способ приготовления титановых зародышей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичосиик

Республик

«i)889620 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)M. Кл. (22)Заявлено 04.07.79 (2!) 2784165/23-26 с присоединением заявки 1Ф

С 01 С 23/047

9кударстанпа6 квиитвт

СССР

Ilo авлаи кзабрвтвник и открытки (23)Приоритет

Опубликовано 15 . 12 . 81 ° Бюллетень М 46:, Дата опубликовании описания 15 (53) УДЫ 661.882,. .2: 548.51 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. А. Горникова, Я. Г. Горощенко, А, Е. Золотарев, И. П. Воробьева, А. H. Кий и Л. И. Травников

Институт общей и неорганической химии АН Украинской CCP (Vt) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНОВЫХ ЗАРОДЫШЕЙ

Изобретение относится к производству двуокиси титана и может быть ис/ пользовано при получении ее в виде пигмента по сернокислотной технологии.

Известен способ получения титано3 вых зародышей из растворов сульфата титана осаждением из них гидроокиси титана или основного сульфата титана гидроокисью кальция с последующим удалением из полученного осадка железа и серной кислоты его репульпа. цией в серной кислоте и нагреванием при 70-75оС течение трех часов(1 ).

Недостатком этого способа является то, что получаемые зародыши проявляют активность только на стадии гидролиза сульфатных растворов титана и не ускоряют рутилизацию гидроокиси титана при прокаливании.

Известен также способ получения рутильных зародышей, активных на стадии термической обработки гидроокиси титана, путем обработки метати2 тановой кислоты 403-ным раствором едкого натрия, последующего нагрвsBHMR реакционной смеси до 1000Ñ и выдерживанием при этой температуре 4 ч, фильтрации, промывки образовавшегося титаната натрия с последующей их пептизации в соляной кислоте 2 ).

Зародыши полученные данным способом активны только на стадии прокали° вания гидроокиси титана и имеют сложный и длительный процесс приготовления.

Наиболее близким к.изобретению по технической сущности является способ приготовления титановых зародышей для получения двуокиси титана из растворов чистых солей титана, например из титанидсульфата, тетряхлорида, путем их нейтрализации, щелочным агентом - карбонатом натрия, отмывки образовавшегося при этом осадка гидроокиси титана от сульфата -ионов до исчезновения их в фильтрате (при про889620

@e по ВаС12), последующей пептизацией осадка в соляной кислоте до отношения по массе HCl:TiO<= 0,45-1,0 (1,1- 1,0 в мольном выражении), нагревания полученной суспензии зародышей до 90 С в течение .15 мин, термостатирования при этой температуре в течение 10 мин и быстрого охлаждения до 60 С(3).

Известные титановые зародыши обладают активностью только на стадии гидролиза в производстве двуоки си титана и малоэффективны по рутилизирующей способности.

Целью изобретения является получение титановых зародышей для получения двуокиси титана, активных как на стадии гидролиза, так и на стадии термообработки с повышенной рутилизирующей способностью в производст-, ве двуокиси титана.

Поставленная цель достигается тем, что проводят нейтрализацию раствора сульфата титана щелочным агентомгидроокисью аммония при 25-45 С до

О рН 4-5, отмывку образовавшегося при этом осадка гидроокиси титана от сульфат-ионов ведут.до остаточной концентрации в нем сульфата аммония 2-3ь, последующую пептизацию осадка гидроокиси титана - до мольного соотношения соляной кислоты и двуокиси титана 0,35-0,40, а термостатирование полученной его суспензии осуществляют при 60-65 С в течение 3-4 ч. о

Отмывка гидроокиси титана от маточной жидкости до концентрации сульфата аммония в ней 2-33 необходима в связи с тем, что при большей концентрации сульфата аммония получаемые титановые зародыши не приобретают свойство ускорять рутилиэацию гидроокиси титана, а высокая степень отмывки до менее укаэанной величины требует многократной отмывки при незначительном изменении рутилирующей способности зародышей. Термическая обработка гидроокиси титана осуществляется при

60-65 С в течение 3-4 ч на основао нии того, что при более низкой температуре и меньшей продолжительности обработки, гидроокись титана растворяется в технологических растворах, и при более высрких температурах и продолжительности нагревания, уменьшается активность зародыl шей на стадии гидролиза сульфата титана. В частности, скорость гидролиза зародыша при условиях термообработки гидроокиси титана напри. 0

1 мер, при 90-95 С уменьшается примерно в 4 раза по сравнению с зародышами, полученными при данных условиях. Нижний предел процесса нейтрао лизации при 25 С определяется условиями смешивания рабочего раствора

1О сульфата титана с температурой о

60-70 С и водопроводной воды с температурой около 10 С ° Верхний предел температуры раствора 45 C лимитируется наступлением при более высо15 кой температуре гидролитического разложения сульфата титана. рН осаждения гидроокиси титана должно быть

4-5, так как при меньшей величине рН происходит неполное осаждение гидроокиси титана, а при большей величине в осадок переходит значительное количество гидроокиси железа. Пептизация осадка гидроокиси титана осуществляется при мольном отношении соляной у кислоты к двуокиси титана 0,35-0,45, так как при меньшем расходе соляной кислоты происходит неполная пептизация гидроокиси титана, а избыточное количество приводит к излишнему расходу реагента и коагуляции золя.

Изобретение обеспечивает получение зародышей активных как на стадии гид ролиэа сульфатов титана, ускоряющих данный процесс в производстве двуокиси титана и обладаюших рутилизирующей способностью превращения ана.таэа в рутил, так и при термической обработке гидроокиси титана.

Пример . К 50 мл технологического раствора сульфата титана с концентрацией 200 г/л Т10<, 4,5 г/л

Т О добавляют 120 мл воды с температурой 20 С. Полученный раствор с темпетарурой 35 С нейтрализуют 103-ным раствором гидроокиси аммония до рН 4,5 при расходе 104-ного NH40H

70 мл. Выпавший осадок гидроокиси титана отфильтровывают и промывают водой от маточной жидкости до ос50 таточной концентрации сульфата аммония в осадке 2-34. Расход воды при промывке 600 мл. Выход гидроокиси титана 100 ã. Осадок гидроокиси титана репульпируют при комнатной темss пературе с 300 мл воды и 10 мл

353-ной соляной кислоты. Полученную, суспенэию с концентрацией 30 г/л (Т1Од. нагревают при 65 С в течение

889620

Формула изобретения

Составитель й. Романцева

Техред А.Ач Корректор Г. Решетник

Редактор Jl. Повхан

Заказ 10882/40 Тираж 508

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

3 ч. Полученные зародыши при использовании на стадии гидролиза сульфатных растворов титана обеспечивают константу гидролиза последних

К1= 1,38 и при прокаливании осажденной гидроокиси титана при гидролизе обеспечивают 1003-ную рутилизацию последней, т.е, превращение ее в двуокись титана рутильной модификации.

Известные зародыши примерно в 4; . раза менее эффективны при гидролизе (КУ0,34), Технико-экономическое преимущество изобретения определяется сокращением материальных затрат на приготовле. ние двух типов зародышей как в результате получения последних активных на стадии гидролиза, так и на стадии тер- . мообработки в производстве двуокиси титана, в одном технологическом режиме. Достигается также удешевление процесса за счет возможности использования исходных производственных технологических сульфатных растворов титана и замены дорогостоящего 2$ реагента гидроокиси натрия более дешевой гидроокисью аммония.

Способ приготовления титановых зародышей для получения двуокиси титана, включающий нейтрализацию раствора сульфата титана щелочным аген- том,отмывку образовавшегося при этом осадка гидроокиси титана от суль фат-ионов, последующую пептизацию

его s соляной кислоте и термостати» рование полученной суспензии, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения зародышей, активных как на стадии гидролиза, так и на стадии термообработки, с повышенной рутилизирующей способностью в производстве двуокиси титана, нейтрализацию исходного раствора проводят гидроокисью аммония, а отмывку осад" ка гидроокиси титана ведут до остаточной концентрации в нем сульфата аммония 2-33 и термостатирование его суспензии осуществляют при 60-65 С в течение 3-4 ч.

2. Способ по п ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс нейтрализации проводят при 25-45 С до рН 4-5.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что пептизацию осадка гидроокиси титана ведут до мольного соотношения соляной кислоты и двуокиси титана 0,35-0,40.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

Патент США Н 2034>23, кл. 23-202, опублик. 1936.

2 ° Хазин Л. Г. Двуокись титана

"Химия". Л., 1970, с. 39-43.

3. Патент США М 2480869, кл. 23-202, опублик. 1949.