EP1047638A1 - METHOD FOR PRODUCING TiO 2? ACCORDING TO THE SULFATE METHOD - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING TiO 2? ACCORDING TO THE SULFATE METHODInfo
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- EP1047638A1 EP1047638A1 EP98966647A EP98966647A EP1047638A1 EP 1047638 A1 EP1047638 A1 EP 1047638A1 EP 98966647 A EP98966647 A EP 98966647A EP 98966647 A EP98966647 A EP 98966647A EP 1047638 A1 EP1047638 A1 EP 1047638A1
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- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
- C01G23/0532—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing sulfate-containing salts
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- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/08—Drying; Calcining ; After treatment of titanium oxide
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
- C01P2006/82—Compositional purity water content
Definitions
- the invention relates to a process for the production of Ti0 2 by the sulfate process.
- the invention is therefore based on the object to provide a process for the production of Ti0 2 by the sulfate process, in which the energy consumption is relatively low and in which S0 3 -, S0 2 - and dust-containing exhaust gases occur in the smallest possible amount.
- the thermal action on the titanium dioxide in the calcination furnace is to be evened out by narrowing the grain spectrum of the metatitanic acid agglomerates.
- the object on which the invention is based is achieved in that the moist metatitanic acid filter cake is passed through a dryer for calcination before entering the oven and is predried there to a residual moisture content of 0.01 to 25% at 100 to 190.degree.
- the moist metatitanic acid cake shows usually a relative humidity of 40 to 60%.
- a rotary kiln can be used as the calcining furnace.
- the residual moisture is to be understood as the mass of water that corresponds to the mass of the moist
- Hot filter press can also advantageously be used as the dryer, in which predrying to a residual moisture content of 5 to 25% can be carried out in a relatively simple manner.
- Hot filter presses are frame or chamber filter presses, the hollow filter plates of which can be charged from the inside with hot media, such as steam, in order to dry the filter cake in the filter.
- the energy consumption can be reduced in a particularly advantageous manner by the process according to the invention, at the same time improving the pigment properties such as spreading power, brightness and gloss.
- the energy to be supplied to the calcination furnace in the sulfate process according to the prior art is required to a very large extent for dewatering the metatitanic acid. It also serves to split off the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid, with SO 3 and SO 2 being formed. To a lesser extent, the energy to be supplied is used to heat and convert the metatitanic acid into Ti0 2 . Since S0 2 and S0 3 are formed in the calcination furnace, the dew point of the furnace exhaust gas is increased compared to an exhaust gas containing only water vapor.
- flue gas temperatures of the calcination furnace are known Sulphate process / set above 300 ° C, which would actually not be necessary to drain the metatitanic acid.
- the calcination furnace is therefore supplied with more energy only to avoid corrosion damage than would actually be necessary to dewater the metatitanic acid, to split off the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid and to convert the metatitanic acid into Ti0 2 .
- the amount of exhaust gas is reduced by the lack of water vapor in the pre-dried material.
- the downstream exhaust gas cleaning systems for removing S0 3 S0 2 and dust can advantageously be designed to be smaller due to the smaller amount of exhaust gases.
- the pigment quality is improved by the process according to the invention, since it is advantageous for the calcination Can set primary particle size of about 0.3 microns, the grain spectrum is relatively narrow.
- a preferred embodiment of the invention is that a temperature of 110 to 160 ° C is set in the dryer. If a temperature of 110 to 160 ° C is set in the dryer, it is ensured that the cleavage of the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid in the dryer is completely avoided, with the result that the exhaust gases removed from the dryer are free of SO 3 and S0 2 and therefore do not have to be routed through additional exhaust gas purification systems.
- the moist metatitanic acid filter cake is passed through a grinding dryer arranged as a dryer. Due to the adjustment of the temperature and residence time of the material, the moisture content and the grain spectrum of the resulting metatitanic acid agglomerates can be controlled in a particularly advantageous manner in the grinding dryer.
- the moist metatitanic acid filter cake is generated in a drum filter before entering the dryer and there is pre-dewatered to an absolute humidity of 55 to 65% and then passed through a spray dryer arranged as a dryer.
- the moist metatitanic acid filter cake removed from the drum filter has properties similar to those of a liquid, so that the drying can then advantageously be carried out in a spray dryer.
- it is provided that the moist metatitanic acid filter cake is produced before entering the dryer in a membrane chamber filter press and there is pre-dewatered to an absolute humidity of 40 to 55% and then passed through a grinding dryer arranged as a dryer. The moisture removed from the membrane filter chamber press
- Metatitanic acid filter cake is in lumpy form, so that drying can advantageously take place in the downstream grinding dryer.
- the pre-dewatering in the membrane chamber filter press advantageously reduces the energy consumption in the subsequent drying step.
- the pre-dewatered metatitanic acid filter cake is passed through a plate dryer arranged as a dryer and pre-dried to a residual moisture content of 5 to 25%.
- the pre-dewatered metatitanic acid filter cake is in lumpy form, so that drying can be carried out particularly advantageously in a plate dryer.
- the exhaust gases discharged from the furnace for calcination are passed as hot gases through the dryer.
- the exhaust gases discharged from the furnace for calcination generally have a temperature of approximately 450 ° C. and are therefore advantageously suitable as hot gases for the dryer.
- the exhaust gases removed from the dryer in this procedure must, however, then be freed of SO 3 and SO 2 .
- Na ⁇ h a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the exhaust air of the dryer and / or the discharged from the furnace for calcination exhaust gases are used for preheating the hot gases for the dryer. Heat exchangers are arranged.
- the exhaust gases discharged from the dryer are also advantageously suitable for preheating the hot gases, since they generally have a temperature of approximately 120 ° C.
- the predried metatitanic acid filter cake is comminuted to an average grain size of 0.1 to 4 mm immediately before entering the oven for calcination. This has an advantageous effect on the calcination process, since an advantageous, uniform heating is achieved in the kiln for the calcination.
- the figure shows a simplified schematic
- Fig. A simplified process flow diagram of the process for the production of Ti0 2 by the sulfate process is shown.
- the wet metatitanic acid filter cake (1) that is obtained in the filter which can be designed, for example, as a membrane chamber filter press, is passed into the dryer (2), which is then advantageously designed as a grinding dryer.
- the moist metatitanic acid filter cake (1) introduced into the dryer (2) generally has a relative one Moisture from 40 to 60%.
- Hot gases (3) are introduced into the dryer (2) and the exhaust gases are discharged via line (4).
- the hot gases (3) introduced into the dryer (2) can advantageously have been preheated by process gases.
- the exhaust gases leave the dryer (2) at a temperature of approx. 120 ° C. In the dryer (2) the damp
- the pre-dried metatitanic acid filter cake is fed via line (5) to the furnace (6) for calcination, optionally after pre-comminution to an average grain size of 0.1 to 4 mm.
- the calcining furnace (6) is usually a rotary kiln. Fuels (7) are fed to the calcining furnace (6), gas or oil being used. It is only in the furnace (6) for calcination that the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid are split off, SO and SO 3 being formed. Furthermore, the conversion of the metatitanic acid into Ti0 2 takes place via the line (8) from the furnace
- the S0 2 - and S0 3 -containing exhaust gases are fed via line (9) to a quench cooler (10) which is supplied with water via line (11).
- the cooled exhaust gases are then fed via line (12) to an electrostatic precipitator (13), in which they are freed from SO 3 .
- the exhaust gases freed from SO reach the scrubber (15) via line (14), in which SO is separated.
- the exhaust gases freed from SO and SO pass through line (16) and the chimney
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Abstract
The invention relates to a method for producing TiO2 according to the sulfate method. According to the inventive method, the moist metatitanic acid filter cake (1) is fed through a dryer (2) before entering the furnace (6) provided for calcination. The filter cake is predried in said dryer until a residual moisture ranging from 0.01 to 25 % at 100 to 190 DEG C is obtained.
Description
Verfahren zur Herstellung von TiO, nach dem Sulfatverfahren Process for the production of TiO, according to the sulfate process
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ti02 nach dem Sulfatverfahren.The invention relates to a process for the production of Ti0 2 by the sulfate process.
Die Herstellung von Ti02 nach dem Sulfatverfahren ist bekannt. In Römpps Chemie Lexikon, 8. Auflage, 1988, Seite 4280 wird das bekannte Sulfatverfahren beschrieben. Dieses, seit 1917 praktizierte Sulfatverfahren, geht von fein gemahlenem Ilmenit und/oder Ilmenitschlacke aus, die mit ca. 90 %-iger Schwefelsäure aufgeschlossen werden. Der entstandene Aufschlußkuchen wird in Wasser gelöst und die Lösung geklärt. Durch Zugabe von Eisenschrott wird gelöstes Eisen in die zweiwertige Form überführt, da Fe3+ an Titandioxidhydrat adsorbiert werden würde. Nach dem Erkalten wird ausgefallenes Grünsalz abgeschleudert. Anschließend erfolgt eine Hydrolyse zu Titandioxidhydrat (Metatitansäure) , das nach der Filtration und
gründlichem Waschen in Drehrohröfen in Ti02 überführt wird. Durch Impfen mit entsprechenden Keimen und durch die Wahl der Glühtemperatur, die im Bereich zwischen 800 und 1000°C liegt, erhält man entweder die Anatas- oder die Rutilmodifikation. Gleichzeitig wird mit der Kalzination die für die optischen Eigenschaften des Titandioxids wichtige Primärteilchengröße ausgebildet. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß der Energieverbrauch im Kalzinationsofen relativ hoch ist. Im Kalzinationsofen fallen größere Mengen an Abgasen an, die entsprechend ihrer Menge in relativ groß auszulegenden Abgasreinigungsanlagen von S03, S02 und Staub befreit werden müssen. Das Verfahren hat ferner den Nachteil, daß im Drehrohrofen Agglomerate stark unterschiedlicher Korngröße entstehen, wodurch die für die Ausbildung der Primärteilchengröße wichtige thermische Behandlung sehr ungleichmäßig erfolgt.The production of Ti0 2 by the sulfate process is known. The known sulfate process is described in Römpps Chemie Lexikon, 8th edition, 1988, page 4280. This sulfate process, which has been practiced since 1917, is based on finely ground ilmenite and / or ilmenite slag, which are digested with approx. 90% sulfuric acid. The resulting digestion cake is dissolved in water and the solution clarified. By adding scrap iron, dissolved iron is converted into the divalent form, since Fe 3+ would be adsorbed on titanium dioxide hydrate. After cooling, precipitated green salt is spun off. This is followed by hydrolysis to titanium dioxide hydrate (metatitanic acid), which after filtration and thorough washing in rotary kilns is converted into Ti0 2 . By inoculating with appropriate germs and by choosing the annealing temperature, which is in the range between 800 and 1000 ° C, either the anatase or the rutile modification is obtained. At the same time, the calcination forms the primary particle size that is important for the optical properties of the titanium dioxide. This method has the disadvantage that the energy consumption in the calcination furnace is relatively high. In the calcination furnace, larger amounts of exhaust gases are produced, which must be freed of S0 3 , S0 2 and dust in a relatively large exhaust gas cleaning system, depending on their quantity. The method also has the disadvantage that agglomerates of very different grain sizes are formed in the rotary kiln, which means that the thermal treatment which is important for the formation of the primary particle size takes place very unevenly.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Ti02 nach dem Sulfatverfahren zu schaffen, bei welchem der Energieverbrauch relativ niedrig liegt und bei dem S03-, S02- und staubhaltige Abgase in möglichst geringer Menge anfallen. Darüber hinaus soll die thermische Einwirkung auf das Titandioxid im Kalzinationsofen durch Einengung des Kornspektrums der Metatitansäureagglomerate vergleichmäßigt werden.The invention is therefore based on the object to provide a process for the production of Ti0 2 by the sulfate process, in which the energy consumption is relatively low and in which S0 3 -, S0 2 - and dust-containing exhaust gases occur in the smallest possible amount. In addition, the thermal action on the titanium dioxide in the calcination furnace is to be evened out by narrowing the grain spectrum of the metatitanic acid agglomerates.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der feuchte Metatitansäurefllterkuchen vor dem Eintritt in den Ofen zur Kalzinierung durch einen Trockner geleitet und dort bis auf eine Restfeuchte von 0,01 bis 25 % bei 100 bis 190°C vorgetrocknet wird. Der feuchte Metatitansäurefllterkuchen weist
in der Regel eine relative Feuchte von 40 bis 60 % auf. Als Ofen zur Kalzinierung kann beispielsweise ein Drehrohrofen eingesetzt werden. Unter der Restfeuchte ist die Masse an Wasser zu verstehen, die auf die Masse des feuchtenThe object on which the invention is based is achieved in that the moist metatitanic acid filter cake is passed through a dryer for calcination before entering the oven and is predried there to a residual moisture content of 0.01 to 25% at 100 to 190.degree. The moist metatitanic acid cake shows usually a relative humidity of 40 to 60%. For example, a rotary kiln can be used as the calcining furnace. The residual moisture is to be understood as the mass of water that corresponds to the mass of the moist
Metatitansäurefilterkuchens bezogen ist, wobei die Angabe in % erfolgt. Als Trockner kann in vorteilhafter Weise auch eine Heißfilterpresse eingesetzt werden, in der eine Vortrocknung bis auf eine Restfeuchte von 5 bis 25 % auf relativ einfache Weise erfolgen kann. Bei Heißfilterpressen handelt es sich um Rahmenoder Kammerfilterpressen, deren hohle Filterplatten von innen mit heißen Medien, wie beispielsweise Dampf, beschickt werden können, um den Filterkuchen im Filter zu trocknen.Metatitansäurefilterkuchens is related, the details are given in%. A hot filter press can also advantageously be used as the dryer, in which predrying to a residual moisture content of 5 to 25% can be carried out in a relatively simple manner. Hot filter presses are frame or chamber filter presses, the hollow filter plates of which can be charged from the inside with hot media, such as steam, in order to dry the filter cake in the filter.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß sich der Energieaufwand durch das erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteilhafter Weise senken läßt, wobei gleichzeitig die Pigmenteigenschaften wie Streuvermögen, Helligkeit und Glanz verbessert werden.It has surprisingly been found that the energy consumption can be reduced in a particularly advantageous manner by the process according to the invention, at the same time improving the pigment properties such as spreading power, brightness and gloss.
Die bei dem Sulfatverfahren nach dem Stand der Technik dem Kalzinationsofen zuzuführende Energie wird zu einem sehr hohen Anteil zum Entwässern der Metatitansäure benötigt. Sie dient ferner zum Abspalten der an der Metatitansäure anhaftenden Sulfatgruppe und Restschwefelsäure, wobei S03 und S02 entstehen. Zu einem geringeren Anteil wird die zuzuführende Energie zum Erwärmen und Umwandeln der Metatitansäure in Ti02 eingesetzt. Da im Kalzinationsofen S02 und S03 entstehen, wird der Taupunkt des Ofenabgases gegenüber einem ausschließlich Wasserdampf enthaltenden Abgas erhöht. Um Korrosionsschädigungen am Ofen wie auch an den Abgasleitungen zu vermeiden, werden Abgastemperaturen des Kalzinationsofens beim bekannten
Sulfatverfahren /on über 300 °C eingestellt, was zum Entwässern der Metatitansäure eigentlich nicht erforderlich wäre. Bei dem bekannten Sulfatverfahren wird dem Kalzinationsofen somit lediglich zur Vermeidung von Korrosionsschäden mehr Energie zugeführt, als zum Entwässern der Metatitansäure, zum Abspalten der an der Metatitansäure haftenden Sulfatgruppe und Restschwefelsäure und zur Umwandlung der Metatitansäure in Ti02 eigentlich erforderlich wäre.The energy to be supplied to the calcination furnace in the sulfate process according to the prior art is required to a very large extent for dewatering the metatitanic acid. It also serves to split off the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid, with SO 3 and SO 2 being formed. To a lesser extent, the energy to be supplied is used to heat and convert the metatitanic acid into Ti0 2 . Since S0 2 and S0 3 are formed in the calcination furnace, the dew point of the furnace exhaust gas is increased compared to an exhaust gas containing only water vapor. In order to avoid corrosion damage to the furnace as well as to the flue gas lines, flue gas temperatures of the calcination furnace are known Sulphate process / set above 300 ° C, which would actually not be necessary to drain the metatitanic acid. In the known sulfate process, the calcination furnace is therefore supplied with more energy only to avoid corrosion damage than would actually be necessary to dewater the metatitanic acid, to split off the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid and to convert the metatitanic acid into Ti0 2 .
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch werden im Trockner lediglich Temperaturen zwischen 100 und 190°C eingestellt, was zum Entwässern der Metatitansäure bis auf eine Restfeuchte von 0,01 bis 25 % ausreicht. Da der in den Kalzinationsofen eingeführte Metatitansäurefllterkuchen lediglich eine Restfeuchte von 0,01 bis 25 % enthält, ist der in den Kalzinationsofen einzutragende Anteil an Energie zum weiteren Entwässern der Metatitansäure relativ gering, so daß die Menge an einzusetzenden Brennstoffen im Kalzinationsofen wie Gas oder Öl verringert werden kann, so daß der Energieverbrauch im Vergleich zum bekannten Sulfatverfahren gesenkt wird. Die Verringerung der in den Kalzinationsofen einzuführenden Menge an Brennstoffen bewirkt gleichzeitig eine Reduzierung der Menge an Abgasen, die aus dem Kalzinationsofen abgeführt werden. Darüber hinaus wird die Abgasmenge um den fehlenden Wasserdampfanteil des vorgetrockneten Materials reduziert. Die nachgeschalteten Abgasreinigungsanlagen zur Entfernung von S03 S02 und Staub können aufgrund der geringeren Menge an anfallenden Abgasen in vorteilhafter Weise kleiner ausgelegt werden. Gleichzeitig wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Pigmentqualität verbessert, da sich eine für die Kalzination vorteilhafte
Primärteilchengröße von ca. 0,3 μm einstellen läßt, wobei das Kornspektrum relativ eng gefaßt ist.According to the method of the invention, however, only temperatures between 100 and 190 ° C. are set in the dryer, which is sufficient for dewatering the metatitanic acid to a residual moisture of 0.01 to 25%. Since the metatitanic acid filter cake introduced into the calcination furnace contains only a residual moisture of 0.01 to 25%, the amount of energy to be introduced into the calcination furnace for further dewatering of the metatitanic acid is relatively small, so that the amount of fuels to be used in the calcination furnace, such as gas or oil, is reduced can be, so that the energy consumption is reduced compared to the known sulfate process. The reduction in the quantity of fuels to be introduced into the calcination furnace simultaneously results in a reduction in the quantity of exhaust gases which are removed from the calcination furnace. In addition, the amount of exhaust gas is reduced by the lack of water vapor in the pre-dried material. The downstream exhaust gas cleaning systems for removing S0 3 S0 2 and dust can advantageously be designed to be smaller due to the smaller amount of exhaust gases. At the same time, the pigment quality is improved by the process according to the invention, since it is advantageous for the calcination Can set primary particle size of about 0.3 microns, the grain spectrum is relatively narrow.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Trockner eine Temperatur von 110 bis 160°C eingestellt wird. Wird im Trockner eine Temperatur von 110 bis 160°C eingestellt, so ist sichergestellt, daß das Abspalten der an der Metatitansäure haftenden Sulfatgruppe und Restschwefelsäure im Trockner vollständig vermieden wird, was zur Folge hat, daß die aus dem Trockner abgeführten Abgase frei von S03 und S02 sind und daher nicht anschließend durch zusätzliche Abgasreinigungsanlagen geleitet werden müssen.A preferred embodiment of the invention is that a temperature of 110 to 160 ° C is set in the dryer. If a temperature of 110 to 160 ° C is set in the dryer, it is ensured that the cleavage of the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid in the dryer is completely avoided, with the result that the exhaust gases removed from the dryer are free of SO 3 and S0 2 and therefore do not have to be routed through additional exhaust gas purification systems.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der feuchte Metatitansäurefllterkuchen durch einen als Trockner angeordneten Mahltrockner geleitet . Aufgrund der Anpassung von Temperatur und Verweildauer des Materials kann der Feuchtigkeitsgehalt und das Kornspektrum der entstehenden Metatitansäureagglomerate im Mahltrockner in besonders vorteilhafter Weise kontrolliert werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the moist metatitanic acid filter cake is passed through a grinding dryer arranged as a dryer. Due to the adjustment of the temperature and residence time of the material, the moisture content and the grain spectrum of the resulting metatitanic acid agglomerates can be controlled in a particularly advantageous manner in the grinding dryer.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der feuchte Metatitansäurefllterkuchen vor dem Eintritt in den Trockner in einem Trommelfilter erzeugt und dort auf eine absolute Feuchte von 55 bis 65 % vorentwässert und danach durch einen als Trockner angeordneten Sprühtrockner geleitet. Der aus dem Trommelfilter abgeführte feuchte Metatitansäurefllterkuchen weist ähnliche Eigenschaften wie eine Flüssigkeit auf, so daß die Trocknung anschließend in vorteilhafter Weise in einem Sprühtrockner erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der feuchte Metatitansäurefllterkuchen vor dem Eintritt in den Trockner in einer Membrankammerfilterpresse erzeugt wird und dort auf eine absolute Feuchte von 40 bis 55 % vorentwässert und danach durch einen als Trockner angeordneten Mahltrockner geleitet wird. Der aus der Membranfilterkammerpresse abgeführte feuchteAccording to a further preferred embodiment of the invention, the moist metatitanic acid filter cake is generated in a drum filter before entering the dryer and there is pre-dewatered to an absolute humidity of 55 to 65% and then passed through a spray dryer arranged as a dryer. The moist metatitanic acid filter cake removed from the drum filter has properties similar to those of a liquid, so that the drying can then advantageously be carried out in a spray dryer. According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the moist metatitanic acid filter cake is produced before entering the dryer in a membrane chamber filter press and there is pre-dewatered to an absolute humidity of 40 to 55% and then passed through a grinding dryer arranged as a dryer. The moisture removed from the membrane filter chamber press
Metatitansäurefllterkuchen liegt in stückiger Form vor, so daß die Trocknung in vorteilhafter Weise im nachgeschalteten Mahltrockner erfolgen kann. Die Vorentwässerung in der Membrankammerfilterpresse reduziert dabei in vorteilhafter Weise den Energieverbrauch im anschließenden Trocknungsschritt.Metatitanic acid filter cake is in lumpy form, so that drying can advantageously take place in the downstream grinding dryer. The pre-dewatering in the membrane chamber filter press advantageously reduces the energy consumption in the subsequent drying step.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der vorentwässerte Metatitansäurefllterkuchen durch einen als Trockner angeordneten Tellertrockner geleitet und bis auf eine Restfeuchte von 5 bis 25 % vorgetrocknet. Der vorentwässerte Metatitansäurefllterkuchen liegt in stückiger Form vor, so daß die Trocknung besonders vorteilhaft in einem Tellertrockner erfolgen kann.According to a further embodiment of the invention, the pre-dewatered metatitanic acid filter cake is passed through a plate dryer arranged as a dryer and pre-dried to a residual moisture content of 5 to 25%. The pre-dewatered metatitanic acid filter cake is in lumpy form, so that drying can be carried out particularly advantageously in a plate dryer.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die aus dem Ofen zur Kalzinierung abgeführten Abgase als Heißgase durch den Trockner geleitet werden. Die aus dem Ofen zur Kalzinierung abgeführten Abgase weisen in der Regel eine Temperatur von ca. 450 °C auf, und eignen sich daher in vorteilhafter Weise als Heißgase für den Trockner. Die bei dieser Verfahrensweise aus dem Trockner abgeführten Abgase müssen jedoch anschließend von S03 und S02 befreit werden.
Na^h einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Abluft des Trockners und/oder die aus dem Ofen zur Kalzinierung abgeführten Abgase zur Vorwärmung der Heißgase für den Trockner eingesetzt werden. Dabei werden Wärmetauscher angeordnet . Auch die aus dem Trockner abgeführten Abgase eignen sich in vorteilhafter Weise zur Vorwärmung der Heißgase, da sie in der Regel eine Temperatur von ca. 120°C aufweisen.Another preferred embodiment of the invention is that the exhaust gases discharged from the furnace for calcination are passed as hot gases through the dryer. The exhaust gases discharged from the furnace for calcination generally have a temperature of approximately 450 ° C. and are therefore advantageously suitable as hot gases for the dryer. The exhaust gases removed from the dryer in this procedure must, however, then be freed of SO 3 and SO 2 . Na ^ h a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the exhaust air of the dryer and / or the discharged from the furnace for calcination exhaust gases are used for preheating the hot gases for the dryer. Heat exchangers are arranged. The exhaust gases discharged from the dryer are also advantageously suitable for preheating the hot gases, since they generally have a temperature of approximately 120 ° C.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der vorgetrocknete Metatitansäurefllterkuchen unmittelbar vor dem Eintritt in den Ofen zur Kalzinierung auf eine mittlere Korngröße von 0,1 bis 4 mm zerkleinert. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Kalzinationsprozeß aus, da eine vorteilhafte gleichmäßige Aufwärmung im Ofen zur Kalzinierung erzielt wird.According to a further preferred embodiment of the invention, the predried metatitanic acid filter cake is comminuted to an average grain size of 0.1 to 4 mm immediately before entering the oven for calcination. This has an advantageous effect on the calcination process, since an advantageous, uniform heating is achieved in the kiln for the calcination.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) näher und beispielhaft erläutert.The invention is explained in more detail and by way of example with reference to the drawing (FIG.).
Die Fig. zeigt ein vereinfachtes schematischesThe figure shows a simplified schematic
Verfahrensfließbild des Verfahrens zur Herstellung von Ti02 nach dem Sulfatverfahren.Process flow diagram of the process for the production of Ti0 2 by the sulfate process.
In Fig. ist ein vereinfachtes Verfahrensfließbild des Verfahrens zur Herstellung von Ti02 nach dem Sulfatverfahren dargestellt. Der im Filter, das beispielsweise als Membrankammerfilterpresse gestaltet sein kann, anfallende feuchte Metatitansäurefllterkuchen (1) wird in den Trockner (2) geleitet, der dann in vorteilhafter Weise als Mahltrockner ausgestaltet ist. Der in den Trockner (2) eingeleitete feuchte Metatitansäurefllterkuchen (1) weist in der Regel eine relative
Feuchte von 40 bis 60 % auf. In den Trockner (2) werden Heißgase (3) eingeleitet, und die Abgase über die Leitung (4) abgeführt. Die in den Trockner (2) eingeleiteten Heißgase (3) können in vorteilhafter Weise durch Prozeßgase vorgewärmt worden sein. Die Abgase verlassen den Trockner (2) mit einer Temperatur von ca. 120°C. Im Trockner (2) wird der feuchteIn Fig. A simplified process flow diagram of the process for the production of Ti0 2 by the sulfate process is shown. The wet metatitanic acid filter cake (1) that is obtained in the filter, which can be designed, for example, as a membrane chamber filter press, is passed into the dryer (2), which is then advantageously designed as a grinding dryer. The moist metatitanic acid filter cake (1) introduced into the dryer (2) generally has a relative one Moisture from 40 to 60%. Hot gases (3) are introduced into the dryer (2) and the exhaust gases are discharged via line (4). The hot gases (3) introduced into the dryer (2) can advantageously have been preheated by process gases. The exhaust gases leave the dryer (2) at a temperature of approx. 120 ° C. In the dryer (2) the damp
Metatitansäurefllterkuchen (1) bis auf eine Restfeuchte von 0,01 bis 25 % bei 100 bis 190 °C vorgetrocknet. Der vorgetrocknete Metatitansäurefllterkuchen wird über die Leitung (5) gegebenenfalls nach Vorzerkleinerung auf eine mittlere Korngröße von 0,1 bis 4 mm dem Ofen (6) zur Kalzinierung zugeführt. Bei dem Ofen (6) zur Kalzinierung handelt es sich in der Regel um einen Drehrohrofen. Dem Ofen (6) zur Kalzinierung werden Brennstoffe (7) zugeführt, wobei Gas oder Öl eingesetzt werden. Erst im Ofen (6) zur Kalzinierung kommt es zum Abspalten der an der Metatitansäure haftenden Sulfatgruppe und Restschwefelsäure, wobei SO, und S03 gebildet werden. Ferner erfolgt die Umwandlung der Metatitansäure in Ti02, das über die Leitung (8) aus dem OfenMetatitanic acid filter cake (1) pre-dried to a residual moisture of 0.01 to 25% at 100 to 190 ° C. The pre-dried metatitanic acid filter cake is fed via line (5) to the furnace (6) for calcination, optionally after pre-comminution to an average grain size of 0.1 to 4 mm. The calcining furnace (6) is usually a rotary kiln. Fuels (7) are fed to the calcining furnace (6), gas or oil being used. It is only in the furnace (6) for calcination that the sulfate group and residual sulfuric acid adhering to the metatitanic acid are split off, SO and SO 3 being formed. Furthermore, the conversion of the metatitanic acid into Ti0 2 takes place via the line (8) from the furnace
(6) zur Kalzinierung abgeführt wird. Die S02- und S03-haltigen Abgase werden über die Leitung (9) einem Quenchkühler (10) zugeführt, der über die Leitung (11) mit Wasser beaufschlagt wird. Anschließend werden die abgekühlten Abgase über die Leitung (12) einem elektrostatischen Abscheider (13) zugeführt, in welchem sie von S03 befreit werden. Die von SO, befreiten Abgase gelangen über die Leitung (14) in den Wäscher (15) , in welchem eine Abscheidung von SO, erfolgt. Die von SO, und SO, befreiten Abgase gelangen über die Leitung (16) und den Kamin(6) is removed for calcination. The S0 2 - and S0 3 -containing exhaust gases are fed via line (9) to a quench cooler (10) which is supplied with water via line (11). The cooled exhaust gases are then fed via line (12) to an electrostatic precipitator (13), in which they are freed from SO 3 . The exhaust gases freed from SO reach the scrubber (15) via line (14), in which SO is separated. The exhaust gases freed from SO and SO pass through line (16) and the chimney
(17) ins Freie.
(17) outdoors.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von Ti02 nach dem Sulfatverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchte Metatitansäurefllterkuchen (1) vor dem Eintritt in den Ofen1. A process for the preparation of Ti0 2 by the sulfate process, characterized in that the moist Metatitansäurefllterkuchen (1) before entering the oven
(6) zur Kalzinierung durch einen Trockner (2) geleitet und dort bis auf eine Restfeuchte von 0,01 bis 25 % bei 100 bis 190 °C vorgetrocknet wird.(6) passed through a dryer (2) for calcination and predried there to a residual moisture content of 0.01 to 25% at 100 to 190 ° C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Trockner (2) eine Temperatur von 110 bis 160°C eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a temperature of 110 to 160 ° C is set in the dryer (2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchte Metatitansäurefllterkuchen3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the moist metatitanic acid cake
(1) durch einen als Trockner (2) angeordneten Mahltrockner geleitet wird.(1) is passed through a grinding dryer arranged as a dryer (2).
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchte Metatitansäurefllterkuchen4. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the moist Metatitansäurefllterkuchen
(1) vor dem Eintritt in den Trockner (2) in einem Trommelfilter erzeugt wird und dort auf eine absolute Feuchte von 55 bis 65 % vorentwässert und danach durch einen als Trockner (2) angeordneten Sprühtrockner geleitet wird.(1) before entering the dryer (2) is generated in a drum filter and there dewatered to an absolute humidity of 55 to 65% and then passed through a spray dryer arranged as a dryer (2).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der feuchte Metatitansäurefllterkuchen5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the moist metatitanic acid cake
(1) vor dem Eintritt in den Trockner (2) in einer Membrankammerfilterpresse erzeugt wird und dort auf eine absolute Feuchte von 40 bis 55 % vorentwässert und danach durch einen als Trockner (2) angeordneten Mahltrockner geleitet wird.
υ. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorentwasserte Metatitansäurefllterkuchen durch einen als Trockner (2) angeordneten Tellertrockner geleitet und bis auf eine Restfeuchte von 5 bis 25 % vorgetrocknet wird.(1) is generated in a membrane chamber filter press before entering the dryer (2) and is dewatered there to an absolute humidity of 40 to 55% and then passed through a grinding dryer arranged as a dryer (2). υ. A method according to claim 4 or 5, characterized in that the pre-dewatered metatitanic acid filter cake is passed through a plate dryer arranged as a dryer (2) and pre-dried to a residual moisture content of 5 to 25%.
7 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Ofen (6) zur Kalzinierung abgeführten Abgase als Heißgase (3) durch den Trockner (2) geleitet werden.7 The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the exhaust gases discharged from the furnace (6) for calcination are passed as hot gases (3) through the dryer (2).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft des Trockners (2) und/oder die aus dem Ofen (6) zur Kalzinierung abgeführten Abgase zur Vorwärmung der Heißgase (3) für den Trockner (2) eingesetzt werden .8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the exhaust air from the dryer (2) and / or the exhaust gases discharged from the furnace (6) for calcining for preheating the hot gases (3) for the dryer (2) become .
9 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgetrocknete9 The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the pre-dried
Metatitansäurefllterkuchen (1) unmittelbar vor dem Eintritt in den Ofen (6) zur Kalzinierung auf eine mittlere Korngröße von 0,1 bis 4 mm zerkleinert wird.
Metatitanic acid filter cake (1) is crushed immediately before entering the oven (6) for calcining to an average grain size of 0.1 to 4 mm.
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