RU2365647C1 - Method of processing of raw materials containing titanium - Google Patents
Method of processing of raw materials containing titanium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365647C1 RU2365647C1 RU2008106531A RU2008106531A RU2365647C1 RU 2365647 C1 RU2365647 C1 RU 2365647C1 RU 2008106531 A RU2008106531 A RU 2008106531A RU 2008106531 A RU2008106531 A RU 2008106531A RU 2365647 C1 RU2365647 C1 RU 2365647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sublimation
- titanium
- ammonium
- fluorination
- fluoride
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к переработке титансодежащего сырья и может быть использовано с целью получения тонкодисперсных порошков на основе диоксида титана и оксида железа.The invention relates to the processing of titanium-containing raw materials and can be used to obtain fine powders based on titanium dioxide and iron oxide.
Известны жидкофазные способы разделения железа и титана, в том числе способ [Патент РФ №2144504, C01G 23/04, 49/10 Способ разделения железа и титана], в котором титансодержащие концентраты вскрывают плавиковой кислотой. Осаждают железо аммиачным раствором при pH 4-8. Титан остается в растворе. Добавление в фильтрат после осаждения фторидов железа растворимых сульфидов позволяет повысить степень извлечения железа до 99,95%. Основным недостатком данного способа является примесь железа (не менее 0,05 мас.%) в конечном диоксиде титана, что значительно ухудшает качество титанового пигмента.Known liquid-phase methods for the separation of iron and titanium, including the method [RF Patent No. 2144504, C01G 23/04, 49/10 Method for the separation of iron and titanium], in which titanium-containing concentrates are opened with hydrofluoric acid. Iron is precipitated with ammonia solution at pH 4-8. Titanium remains in solution. The addition of soluble sulfides to the filtrate after precipitation of iron fluorides can increase the degree of iron recovery to 99.95%. The main disadvantage of this method is an admixture of iron (not less than 0.05 wt.%) In the final titanium dioxide, which significantly impairs the quality of the titanium pigment.
Известен способ вскрытия ильменита фтором и фтористым водородом [Л.П.Рихванов, С.С.Кропанин, С.А.Бабенко, А.И.Соловьев, В.М.Советов, Т.Ю.Усова, М.А.Полякова. Циркон-ильменитовые россыпные месторождения - как потенциальный источник развития Западно-сибирского региона. - Кемерово 2001., 224 с.]. В данном способе образуются фториды титана и железа, разделение которых возможно проводить сублимацией тетрафторид титана (температура возгонки TiF4=280°C). Данный способ позволяет провести глубокую очистку титановой составляющей ильменита. Недостатком способа является дороговизна фтора и отсутствие его регенерации.A known method of opening ilmenite with fluorine and hydrogen fluoride [L.P. Rikhvanov, S.S. Kropanin, S.A. Babenko, A.I. Soloviev, V. M. Sovetov, T. Yu. Usova, M. A. Polyakova . Zircon-ilmenite placer deposits - as a potential source of development of the West Siberian region. - Kemerovo 2001., 224 p.]. In this method, titanium and iron fluorides are formed, the separation of which can be carried out by sublimation of titanium tetrafluoride (sublimation temperature TiF 4 = 280 ° C). This method allows for deep cleaning of the titanium component of ilmenite. The disadvantage of this method is the high cost of fluorine and the lack of its regeneration.
В качестве прототипа выбран способ [Патент РФ №2058408, C22B 34/12 Способ переработки титансодержащего минерального сырья], включающий фторирование исходного сырья путем спекания с гидродифторидом аммония (NH4HF2) в соотношении 95-117 мас.% от стехиометрического, термообработку профторированной массы с последующим разделением продуктов фторирования путем возгонки, пирогидролиз фтороаммонийного комплекса титана с получением диоксида титана. Оставшийся после возгонки титана шлам гидролизуют при 800-840°С с получением «легированного» оксида железа. Недостатком способа является низкая степень выделения титана из исходного сырья. При пирогидролизе фторидов титана образуется диоксид титана рутильной модификации в виде игольчатых монокристаллов, что не позволяет использовать данный способ для получения пигментных марок.As a prototype, the method was selected [RF Patent No. 2058408, C22B 34/12 Method for processing titanium-containing mineral raw materials], including fluorination of the feedstock by sintering with ammonium hydrodifluoride (NH 4 HF 2 ) in a ratio of 95-117 wt.% From stoichiometric, heat treatment profiled mass, followed by separation of the fluorination products by sublimation, pyrohydrolysis of the fluoroammonium complex of titanium to obtain titanium dioxide. The sludge remaining after sublimation of titanium is hydrolyzed at 800–840 ° С to obtain “doped” iron oxide. The disadvantage of this method is the low degree of separation of titanium from the feedstock. During the pyrohydrolysis of titanium fluorides, titanium dioxide of rutile modification is formed in the form of needle single crystals, which does not allow using this method to obtain pigment grades.
Задача изобретения - повысить степень выделения титана, снизить энергоемкость переработки ильменита (основного минерала титана) до пигментного диоксида титана.The objective of the invention is to increase the degree of release of titanium, to reduce the energy intensity of the processing of ilmenite (the main mineral of titanium) to pigment titanium dioxide.
Решение поставленной задачи достигается использованием фторидов аммония для вскрытия титансодержащего сырья с последующей возгонкой титана, осаждение гидратированного диоксида титана из раствора, содержащего тетрафторид титана и фторид аммония. Под действием перегретового водяного пара остаток переводится в железооксидный пигмент. Предложенный способ отличается тем, что для вскрытия используют фторид аммония (NH4F), гидродифторид аммония (NH4HF2) и их смесь, в том числе технический фторид аммония (NH4F - 25% и NH4HF2 - 75%), который образуется выпариванием водных растворов NH4F [Химическая энциклопедия. В 5 томах. Т.1 / Ред. Кол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. - 623 с., С.155]. Фторирующий агент берется с избытком 1-50 мас.% от стехиометрического соотношения. Смесь исходных веществ нагревают до 110-240°С и выдерживают в данном температурном интервале (в расплаве фторирующего агента) в течение 0,5-5 часов, что необходимо для более полного фторирования (температура плавления эвтектики NH4F с NH4HF2 109,3°С, температура кипения (с разложением) NH4HF2 238°C [Химическая энциклопедия. В 5 томах. Т.1 / Ред. Кол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. - 623 с., С.155]). Затем профторированную смесь нагревают при 300-600°С в течение 0,5-3 часов, при этом происходит возгонка титана, остаток подвергают пирогидролизу при 300-650°С с образованием Fe2O3. Процессы вскрытия и возгонки титана необходимо осуществлять без доступа воздуха (в атмосфере продуктов реакций) или в токе инертного газа, что повышает полноту фторирования и степень выделения (возгонки) титана.The solution of this problem is achieved by using ammonium fluorides for opening titanium-containing raw materials followed by sublimation of titanium, precipitation of hydrated titanium dioxide from a solution containing titanium tetrafluoride and ammonium fluoride. Under the influence of superheated water vapor, the residue is converted into an iron oxide pigment. The proposed method is characterized in that for opening use ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium hydrodifluoride (NH 4 HF 2 ) and their mixture, including technical ammonium fluoride (NH 4 F - 25% and NH 4 HF 2 - 75% ), which is formed by the evaporation of aqueous solutions of NH 4 F [Chemical Encyclopedia. In 5 volumes. T.1 / Ed. Col .: Knunyants I.L. (Ch. ed.) and others. - M .: Sov. encycl., 1988. - 623 p., S.155]. The fluorinating agent is taken with an excess of 1-50 wt.% From the stoichiometric ratio. The mixture of starting materials is heated to 110-240 ° C and maintained in this temperature range (in the melt of the fluorinating agent) for 0.5-5 hours, which is necessary for more complete fluorination (the melting point of the eutectic NH 4 F with NH 4 HF 2 109 , 3 ° С, boiling point (with decomposition) NH 4 HF 2 238 ° C [Chemical encyclopedia. In 5 volumes. Vol. 1 / Rev. Col .: Knunyants I. L. (chap. Ed.), Etc. - M .: Sov. Encycl., 1988. - 623 p., S.155]). Then the profluorinated mixture is heated at 300-600 ° C for 0.5-3 hours, while titanium is sublimated, the residue is subjected to pyrohydrolysis at 300-650 ° C to form Fe 2 O 3 . The processes of opening and sublimation of titanium must be carried out without access of air (in the atmosphere of reaction products) or in a stream of inert gas, which increases the completeness of fluorination and the degree of release (sublimation) of titanium.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Пример.Example.
Ильменитовый концентрат фторируют в расплаве фторида аммония (взятом в избытке), при этом протекает реакция:Ilmenite concentrate is fluorinated in the molten ammonium fluoride (taken in excess), while the reaction proceeds:
FeTiO3+12NH4F=(NH4)3TiF7+(NH4)3FeF5+6NH3↑+3H2O↑;FeTiO 3 + 12NH 4 F = (NH 4 ) 3 TiF 7 + (NH 4 ) 3 FeF 5 + 6NH 3 ↑ + 3H 2 O ↑;
вплоть до 200°С газовую фазу направляют на регенерацию аммиачной воды. В случае гидродифторида аммония протекает реакция:up to 200 ° C, the gas phase is sent to the regeneration of ammonia water. In the case of ammonium hydrodifluoride, the reaction proceeds:
FeTiO3+6NH4HF2=(NH4)3TiF7+(NH4)3FeF5+3H2O↑.FeTiO 3 + 6NH 4 HF 2 = (NH 4 ) 3 TiF 7 + (NH 4 ) 3 FeF 5 + 3H 2 O ↑.
В случае использования технической смеси фторирующего реагента (NH4F - 25% и NH4НF2 - 75% или (NH4)4H3F7), которая получается при выпаривании водных растворов фторида аммония, процесс разложения ильменита описывается следующей реакцией:In the case of using a technical mixture of a fluorinating reagent (NH 4 F - 25% and NH 4 НF 2 - 75% or (NH 4 ) 4 H 3 F 7 ), which is obtained by evaporating aqueous solutions of ammonium fluoride, the decomposition of ilmenite is described by the following reaction:
7FeTiO3+12(NH4)4H3F7=7(NH4)3TiF7+7(NH4)3FeF5+6NH3↑+21H2O↑.7FeTiO 3 +12 (NH 4 ) 4 H 3 F 7 = 7 (NH 4 ) 3 TiF 7 +7 (NH 4 ) 3 FeF 5 + 6NH 3 ↑ + 21H 2 O ↑.
Затем после фторирования смесь нагревают для разложения фтороаммонийных комплексов и сублимационного отделения титана, причем до 300°С газовую фазу, состоящую из аммиака и фтороводорода, направляют на регенерацию фторирующего агента. В атмосфере продуктов реакций степень извлечения титана достигает 93%, в токе инертного газа - до 99%. Увеличение степени извлечения титана в токе инертного газа объясняется более полным удалением паров воды из реакционного объема. При недостатке фторирующего агента, так же как в присутствии паров воды и кислорода воздуха, происходит частичное образование оксифторотитанатов аммония ((NH4)2TiOF4, NH4TiOF3), которые при термическом разложении образуют оксидифторид титана (TiOF2). Оксидифторид титана выше 550°С разлагается на TiF4 и TiO2. Для интенсификации переработки титансодержащего сырья осуществляют перемешивание реакционной смеси.Then, after fluorination, the mixture is heated to decompose the fluoroammonium complexes and sublimation separation of titanium, and up to 300 ° C the gas phase, consisting of ammonia and hydrogen fluoride, is sent to regenerate the fluorinating agent. In the atmosphere of reaction products, the degree of titanium extraction reaches 93%, and in an inert gas stream, up to 99%. The increase in the degree of extraction of titanium in an inert gas stream is explained by a more complete removal of water vapor from the reaction volume. With a lack of a fluorinating agent, as well as in the presence of water vapor and oxygen, partial formation of ammonium oxyfluorotitanates ((NH 4 ) 2 TiOF 4 , NH 4 TiOF 3 ) occurs, which upon thermal decomposition forms titanium oxyfluoride (TiOF 2 ). Titanium oxydifluoride above 550 ° C decomposes into TiF 4 and TiO 2 . To intensify the processing of titanium-containing raw materials, the reaction mixture is mixed.
При нагревании продуктов фторирования выше 300°С происходит сублимационное отделение титана. В результате улавливания отходящих газов водой получают раствор фторотитаната аммония состава (NH4)nTiF4+n (n=0…2). Действием аммиачной воды на полученный раствор осаждают гидратированный диоксид титана, в растворе остается фторид аммония. После отделения осадка фильтрацией осадок подвергают термообработке до безводного диоксида титана. Маточный раствор направляют на регенерацию фторирующего агента.When the fluorination products are heated above 300 ° C, sublimation of titanium occurs. As a result of the capture of exhaust gases by water, a solution of ammonium fluorotitanate of the composition (NH 4 ) n TiF 4 + n (n = 0 ... 2) is obtained. Hydrated titanium dioxide is precipitated by the action of ammonia water on the resulting solution; ammonium fluoride remains in the solution. After separation of the precipitate by filtration, the precipitate is subjected to heat treatment to anhydrous titanium dioxide. The mother liquor is sent to the regeneration of the fluorinating agent.
После сублимационного отделения титана, остаток смеси подвергают окислительному пирогидролизу выше 300°С (взаимодействие с перегретым водяным паром и кислородом воздуха) с образованием оксида железа (III).After sublimation separation of titanium, the remainder of the mixture is subjected to oxidative pyrohydrolysis above 300 ° C (interaction with superheated water vapor and air oxygen) with the formation of iron oxide (III).
В результате осуществления выше описанных операций получают тонкодисперсный диоксид титана с содержанием железа менее 0,01 мас.% (в пересчете на Fe2O3). Переработка ильменитового концентрата фторидами аммония позволяет (апробировано экспериментально на концентрате Туганского месторождения Томской области) отделить титановую составляющую сублимацией на 98-99% (в токе аргона), что позволяет использовать остаток для получения железооксидного пигмента. Содержание диоксида титана в железооксидном пигменте не более 3 мас.%, что позволяет использовать его для получения красных и желтых пигментов. Таким образом, заявляемый способ переработки титансодержащего сырья позволяет повысить чистоту и степень выделения титана.As a result of the above operations, finely dispersed titanium dioxide with an iron content of less than 0.01 wt.% (In terms of Fe 2 O 3 ) is obtained. Processing ilmenite concentrate with ammonium fluorides allows (tested experimentally at the concentrate of the Tugan deposit of the Tomsk region) to separate the titanium component by sublimation by 98-99% (in an argon stream), which allows the residue to be used to obtain iron oxide pigment. The content of titanium dioxide in the iron oxide pigment is not more than 3 wt.%, Which allows it to be used to obtain red and yellow pigments. Thus, the claimed method of processing titanium-containing raw materials can improve the purity and degree of release of titanium.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008106531A RU2365647C1 (en) | 2008-02-19 | 2008-02-19 | Method of processing of raw materials containing titanium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008106531A RU2365647C1 (en) | 2008-02-19 | 2008-02-19 | Method of processing of raw materials containing titanium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2365647C1 true RU2365647C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41149826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008106531A RU2365647C1 (en) | 2008-02-19 | 2008-02-19 | Method of processing of raw materials containing titanium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365647C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011030301A1 (en) | 2009-09-11 | 2011-03-17 | The South African Nuclear Energy Corporation Limited | Treatment of minerals |
WO2015094008A1 (en) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Tenir Project Management Limited | Method for processing titanomagnetite ore materials |
WO2019012401A1 (en) | 2017-07-11 | 2019-01-17 | Tenir Project Management Limited | Method for processing titanomagnetite ore materials |
CN112143916A (en) * | 2019-06-26 | 2020-12-29 | 康荷 | Low-vacuum titanium metal smelting method based on titanium-rich material |
RU2769684C1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-04-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Method for processing zircon concentrate |
RU2770576C1 (en) * | 2021-07-17 | 2022-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА Российский технологический университет» | Method for obtaining titanium dioxide from ilmenite |
-
2008
- 2008-02-19 RU RU2008106531A patent/RU2365647C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011030301A1 (en) | 2009-09-11 | 2011-03-17 | The South African Nuclear Energy Corporation Limited | Treatment of minerals |
CN102753710A (en) * | 2009-09-11 | 2012-10-24 | 南非核能源有限公司 | Treatment of minerals |
JP2013504690A (en) * | 2009-09-11 | 2013-02-07 | ザ サウス アフリカン ニュークリア エナジー コーポレーション リミテッド | Mineral processing |
RU2553150C2 (en) * | 2009-09-11 | 2015-06-10 | Зе Саус Африкан Нуклеар Энерджи Корпорэйшн Лимитед | Method of processing minerals |
US9416431B2 (en) | 2009-09-11 | 2016-08-16 | The South African Nuclear Energy Corporation Limited | Treatment of minerals |
CN102753710B (en) * | 2009-09-11 | 2018-04-27 | 南非核能源有限公司 | The processing of mineral |
WO2015094008A1 (en) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Tenir Project Management Limited | Method for processing titanomagnetite ore materials |
WO2019012401A1 (en) | 2017-07-11 | 2019-01-17 | Tenir Project Management Limited | Method for processing titanomagnetite ore materials |
CN112143916A (en) * | 2019-06-26 | 2020-12-29 | 康荷 | Low-vacuum titanium metal smelting method based on titanium-rich material |
RU2770576C1 (en) * | 2021-07-17 | 2022-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА Российский технологический университет» | Method for obtaining titanium dioxide from ilmenite |
RU2769684C1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-04-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Method for processing zircon concentrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2365647C1 (en) | Method of processing of raw materials containing titanium | |
KR100272414B1 (en) | Composite Oxide with Oxygen Absorption Emission Ability and Manufacturing Method Thereof | |
RU2392229C2 (en) | Method of titanium dioxide obtainment utilising aqueous fluoride solution | |
WO2010004925A1 (en) | Method of recovering silicon, titanium, and fluorine | |
CN111989413B (en) | Method for processing titanomagnetite ore material | |
CA1302047C (en) | Method for producing titanium fluoride | |
RU2620440C1 (en) | Method of complex processing of titanium-containing mineral raw materials | |
AU2006260586B2 (en) | Chemical beneficiation of raw material, containing tantalum-niobium | |
AU2005100939A4 (en) | F - treatment of titanium materials | |
RU2058408C1 (en) | Method for processing of titanium-containing minerals | |
RU2390572C1 (en) | Method of processing quartz-leucoxene concentrates | |
FI91270C (en) | Process for the preparation of titanium dioxide pigment | |
Karshyga et al. | Study of fluoroammonium processing of reduction smelting dusts from ilmenite concentrate | |
RU2432410C1 (en) | Procedure for extraction of rutile from ilmennite | |
Yessengaziyev et al. | Fluoroammonium method for processing of cake from leaching of titanium-magnesium production sludge | |
Karshyga et al. | Processing of Titanium-Magnesium Production Waste | |
RU2048559C1 (en) | Method for processing of zirconium concentrate | |
WO2009001365A1 (en) | A process for the production of titanium salts | |
RU2768386C1 (en) | Method for processing quartz-leucoxene concentrate | |
Sedneva et al. | Decomposing the titaniferous magnetite concentrate with hydrochloric acid | |
RU2770576C1 (en) | Method for obtaining titanium dioxide from ilmenite | |
RU2769684C1 (en) | Method for processing zircon concentrate | |
RU2182886C2 (en) | Titanium-iron separation process | |
US4202863A (en) | Separation of iron metal values from titanium metal values | |
RU2785560C1 (en) | Method for processing tungsten concentrates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100220 |