FR2463100A1 - PROCESS FOR PRODUCING TITANIUM COMPOUNDS USING A REDUCER - Google Patents
PROCESS FOR PRODUCING TITANIUM COMPOUNDS USING A REDUCER Download PDFInfo
- Publication number
- FR2463100A1 FR2463100A1 FR8017626A FR8017626A FR2463100A1 FR 2463100 A1 FR2463100 A1 FR 2463100A1 FR 8017626 A FR8017626 A FR 8017626A FR 8017626 A FR8017626 A FR 8017626A FR 2463100 A1 FR2463100 A1 FR 2463100A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- titanium
- solution
- reaction
- iron
- sulfuric acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1236—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching
- C22B34/124—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors
- C22B34/125—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors containing a sulfur ion as active agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1236—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching
- C22B34/1259—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching treatment or purification of titanium containing solutions or liquors or slurries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR L'OBTENTION DE COMPOSES DE TITANE AU MOYEN D'UN REDUCTEUR. LE PROCEDE CONSISTE A FAIRE REAGIR UNE MATIERE TITANIFERE AVEC DE L'ACIDE SULFURIQUE DILUE EN PRESENCE D'UN REDUCTEUR. APPLICATION : FABRICATION DE DIOXYDE DE TITANE.THE PRESENT INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR OBTAINING TITANIUM COMPOUNDS BY MEANS OF A REDUCER. THE PROCESS CONSISTS OF REACTING A TITANIUM MATERIAL WITH DILUTED SULFURIC ACID IN THE PRESENCE OF A REDUCER. APPLICATION: MANUFACTURE OF TITANIUM DIOXIDE.
Description
ii
La présente invention concerne la fabrication de com- The present invention relates to the manufacture of
posés de titane et en particulier de dioxyde de titane pigmen- posed with titanium and in particular with titanium dioxide
taire. Plus particulièrement, la présente invention concerne silent. More particularly, the present invention relates to
un nouveau procédé qui consiste à faire réagir une matière ti- a new process of reacting a material
tanifère avec de l'acide sulfurique dilué en présence d'un ré- ducteur pour préparer des solutions de sels de titane que l'on tannin with dilute sulfuric acid in the presence of a reducing agent to prepare solutions of titanium salts which are
peut hydrolyser pour obtenir du pigment de dioxyde de titane. can hydrolyze to obtain titanium dioxide pigment.
Le dioxyde de titane est un composé bien connu ayant Titanium dioxide is a well known compound having
des propriétés désirables comme pigment et utile dans les com- properties desirable as pigment and useful in
positions de peinture et de revêtement et dans les matières plastiques. On connatt plusieurs procédés différents pour la fabrication de dioxyde de titane, par exemple le procédé au paint and coating positions and in plastics. Several different processes are known for the manufacture of titanium dioxide, for example the process of
sulfate et le procédé au chlorure. La présente invention con- sulfate and the chloride process. The present invention
cerne la fabrication de composés de titane et en particulier the manufacture of titanium compounds and in particular
de dioxyde de titane par le procédé au sulfate. of titanium dioxide by the sulphate process.
Dans le procédé classique au sulfate pour la fabri- In the conventional sulphate process for the manufacture
cation de composés de titane, on fait réagir une matière tita- cation of titanium compounds, a titanium material is reacted
nifère telle que les minerais d'ilménite, comprenant l'ilménite massive et les sables d'ilménite ou les scories titanifères de such as ilmenite ores, including massive ilmenite and ilmenite sands or titaniferous
fourneau avec de l'acide sulfurique concentré (par exemple - furnace with concentrated sulfuric acid (for example -
d'une concentration de 90 à 96 %). La réaction est parfois ap- a concentration of 90 to 96%). The reaction is sometimes
pelée digestion ou digestion de minerai. La réaction de diges- peeled digestion or digestion of ore. The reaction of diges-
tion de la matière titanifère et de l'acide sulfurique concen- tion of the titaniferous material and the concentrated sulfuric acid
tré est de nature exothermique et se déroule très violemment. tré is exothermic in nature and takes place very violently.
Généralement, on met la matière titanifère et l'acide sulfuri- Generally, the titaniferous material and sulfuric acid are
que concentré dans un réacteur appelé cuve de digestion. On a- than concentrated in a reactor called digestion tank. We have-
joute habituellement de l'eau dans la cuve de digestion pour amorcer et accélerer la réaction entre acide et minerai étant usually pumps water into the digester to initiate and accelerate the reaction between acid and ore being
donné le dégagement d'une grande quantité de chaleur qui entrai- given a large amount of heat which leads to
ne une vigoureuse action d'ébulliton de la solution aqueuse d'acide entre 100 et 1900C environ et le dégagement de grandes quantités de vapeur d'eau et de vapeur entraînant de la matière en particules. A mesure que la réaction violente progresse, de l'eau est expulsée et la masse de réaction devient solide; la réaction s'achève en phase solide à une température d'environ vigorous boiling action of the aqueous acid solution between about 100 and 1900 ° C and the release of large amounts of water vapor and vapor resulting in particulate matter. As the violent reaction progresses, water is expelled and the reaction mass becomes solid; the reaction ends in solid phase at a temperature of about
- 180 à 2150 C. L'opération de digestion est un processus dis- - 180 to 2150 C. The digestion process is a process
continu que l'on réalise dans une seule cuve de digestion. on continuous that is carried out in a single tank digestion. we
utilise autant de cuves de digestion qu'il est nécessaire, se- uses as many digestion tanks as necessary,
lon la capacité désirée de l'installation de fabrication de the desired capacity of the manufacturing facility
solution de sulfate de titane.titanium sulphate solution.
On laisse refroidir la masse solide résultant de la The solid mass resulting from the
digestion, appelée gâteau. Ensuite, on dissout le gâteau so- digestion, called cake. Then, dissolve the cake
lide dans de l'eau ou de l'acide dilué pour obtenir une solu- tion de sulfates de fer, de titane et d'autres métaux présents lide in water or diluted acid to obtain a solution of iron, titanium and other metal sulphates
à l'état de traces dans la matière titanifère. in the form of traces in the titaniferous material.
On traite alors le mélange pour convertir l'ion ferri- The mixture is then treated to convert the ferric ion
que en ion ferreux dans une étape de réduction. Si le fer du mé- than in ferrous ion in a reduction step. If the iron of the
lange n'est pas complètement réduit à l'état ferreux, le sulfa- lange is not completely reduced to the ferrous state, sulfa
te ferrique est entratné dans tout le processus et risque de the ferric is entrained in the whole process and risk of
causer des impuretés dans le produit final. cause impurities in the final product.
Pour être certain que la teneur en fer reste à l'é- To be certain that the iron content remains at
tat ferreux et ne s'oxyde pas, pendant la préparation de la so- iron and does not oxidize during the preparation of the
lution réactionnelle, il est préférable de laisser la réduction se poursuivre jusqu'à ce que la solution de titane contienne une reaction, it is best to allow the reduction to continue until the titanium solution contains
petite quantité de titane trivalent. En pareil cas, il est es- small amount of trivalent titanium. In such a case, it is es-
sentiel que la teneur en titane trivalent se situe dans une gam- that the trivalent titanium content is within a gamma
me définie. Une réduction trop poussée donne un rendement mé- define me. Too much reduction gives a good return
diocre dans l'étape d'hydrolyse par suite de pertes de TiO2. diocre in the hydrolysis step due to TiO2 losses.
Par contre, une réduction insuffisante ne permet pas d'avoir avec certitude suffisamment de titane trivalent pour empêcher On the other hand, an insufficient reduction does not allow to have with certainty enough trivalent titanium to prevent
la teneur en fer de s'oxyder à l'état ferrique. the iron content to oxidize in the ferric state.
Comme décrit dans le brevet US 2 309 988, le procédé classique de réduction du fer trivalent consiste à plonger un panier contenant de la ferraille dans un réacteur contenant le As described in US Pat. No. 2,309,988, the conventional method of reducing trivalent iron is to immerse a basket containing scrap in a reactor containing the
gâteau de digestion non réduit à l'état dissous. Un autre pro- digestion cake not reduced in the dissolved state. Another pro-
cédé consiste à déverser dans le réacteur une quantité suffi- assigned is to discharge into the reactor a sufficient quantity
sante de fer et à agiter la masse de la solution ou à la main- iron and shake the mass of the solution or by hand.
tenir autrement en contact avec le fer jusqu'à ce que la réduc- otherwise keep in contact with iron until the reduction
tion se produise. Ces procédés tendent à causer une surchauffe locale de la solution de titane et une diminution locale-de, occur. These methods tend to cause local overheating of the titanium solution and a local decrease in
l'acidité, à cause de la réaction du fer et de la solution. Ce- acidity, because of the reaction of iron and the solution. This-
la tend à donner des solutions instables qui varient d'un lot tends to give unstable solutions that vary by a lot
de fabrication à l'autre. Le brevet US 1 014 793 décrit la ré- from manufacturing to another. US Patent 1,014,793 discloses the
duction à l'état ferreux du constituant fer de solutions d'il- ferrous state of the iron component of solutions of
ménite en introduisant du zinc métallique, de l'acide sulfureux ou du thiosulfate de sodium. En outre, on a aussi proposé comme réducteurs le fer étamé, le sulfate titaneux cristallin et le dioxyde de soufre. Ces techniques antérieures sont efficaces menite by introducing metallic zinc, sulfurous acid or sodium thiosulfate. In addition, tin reducing agents, crystalline titanium sulphate and sulfur dioxide have also been proposed as reducing agents. These prior techniques are effective
lorsqu'on les utilise avec des solutions d'ilménite préalable- when used with solutions of ilmenite previously
ment digérées mais ne pourraient pas servir pendant la réaction de digestion étant donné la perte defluidité de la solution et digested but could not be used during the digestion reaction given the fluid loss of the solution and
la solidification. En outre, lorsqu'on dissout ensuite le ga- solidification. In addition, when the
teau réactionnel, cette technique pourrait aboutir à une solu- reaction, this technique could lead to a solution
tion instable, de laquelle des particules peuvent se séparer unstable, from which particles may separate
spontanément, donc à une réaction d'hydrolyse désordonnée em- spontaneously, therefore to a disordered hydrolysis reaction
péchant la formation de dioxyde de titane de qualité pigmen- damaging the formation of titanium dioxide of pigmen-
taire.silent.
Après les étapes séparées de digestion et de réduc- After the separate stages of digestion and reduction
tion on traite la solution résultante de sulfates de fer et de titane ainsi obtenue par des moyens connus pour éliminer le The resulting solution of iron and titanium sulphates thus obtained is treated by known means to eliminate the
sulfate ferreux (vitriol vert) et obtenir une solution de sul- ferrous sulphate (green vitriol) and obtain a sulphate
fate de titanyle qui, à l'hydrolyse, donne du dioxyde de titane hydraté. On soumet habituellement le dioxyde de titane hydraté Titanyl fate which on hydrolysis gives hydrated titanium dioxide. Hydrated titanium dioxide is usually
à un traitement de calcination dans un four approprié pour éli- calcination treatment in a suitable oven to eliminate
miner l'eau d'hydratation et obtenir le pigment dioxyde de tita- undermine the water of hydration and obtain the titanium dioxide pigment
ne anhydre. Le procédé ci-dessus est décrit plus en détail, par do not anhydrous. The above process is described in more detail by
exemple, dans les brevets US 1 504 672, 3 615 204 et 3 071 439. for example, US Pat. Nos. 1,504,672, 3,615,204 and 3,071,439.
La présente invention a pour objet un nouveau procédé au sulfate pour la fabrication de composés de titane qui évite pratiquement ou élimine les inconvénients ci-dessus résultant du procédé classique au sulfate. On appelle ici collectivement "sulfate de titane" les sulfates du titane, tels que le sulfate The present invention relates to a new sulphate process for the manufacture of titanium compounds which substantially avoids or eliminates the above disadvantages resulting from the conventional sulphate process. The term "titanium sulphate" is here collectively called titanium sulphates, such as sulphate
de titanyle et le sulfate titaneux.of titanyl and titanous sulphate.
L'invention concerne un procédé qui consiste à faire The invention relates to a method of
réagire (a) une matière titanifère en quantité supérieure d'en- react (a) a titaniferous material in a greater quantity of
viron 10 à 400 % à la quantité stoechiométrique nécessaire pour réagir avec l'acide sulfurique pour former du sulfate de titane about 10 to 400% of the stoichiometric amount needed to react with sulfuric acid to form titanium sulphate
et (b) une solution diluée d'acide sulfurique ayant une concen- and (b) a dilute solution of sulfuric acid having a concentration
tration d'environ 25 à 60 % en poids par rapport au poids total de la solution, à une température inférieure à environ 1400 C, from about 25 to 60% by weight based on the total weight of the solution, at a temperature below about 1400 C,
en présence d'un réducteur qui assure la réduction du fer ferri- in the presence of a reducing agent which ensures the reduction of iron
que en fer ferreux, à refroidir ensuite le mélange obtenu jusqu'a une température inférieure à environ 1100C, sans précipiter les ferrous iron, to then cool the obtained mixture to a temperature below about 1100C, without precipitating the
produits de réaction, pour obtenir un mélange contenant du sul- reaction products, to obtain a mixture containing sulphate
fate de titane et à séparer les solides non dissous pour obte- titanium and to separate the undissolved solids to obtain
nir une solution de sulfate de titane. add a solution of titanium sulphate.
Selon un mode de mise en oeuvre le procédé de l'ini- According to one embodiment, the method of initiating
vention comprend les étapes suivantes qui consistent (1) à faire réagir (a) une matière titanifère en quantité supérieure d'environ 10 à 400% à la quantité stoechiométrique nécessaire pour réagir avec l'acide sulfurique pour former du sulfate de titane, et (b) une solution diluée d'acide sulfurique ayant une concentration d'environ 25 à 60 % en poids par rapport au poids total de la solution, à une température inférieure à environ 1400C, en présence d'un réducteur qui assure la réduction du The invention comprises the following steps of (1) reacting (a) a titaniferous material in an amount of about 10 to 400% greater than the stoichiometric amount required to react with the sulfuric acid to form titanium sulfate, and b) a dilute solution of sulfuric acid having a concentration of about 25 to 60% by weight relative to the total weight of the solution, at a temperature below about 1400C, in the presence of a reducing agent which ensures the reduction of
fer (III) en fer (II), (2) à refroidir le mélange obtenu jus- iron (III) iron (II), (2) to cool the mixture obtained until
qu'à une température inférieure à environ 1100C sans précipi- at a temperature below about 1100C without precipitation.
ter les produits de réaction, (3) à éliminer du mélange les the reaction products, (3) to remove from the mixture the
-solides non dissous et le sulfate de fer pour obtenir une so- -solids undissolved and iron sulphate to obtain a
lution de sulfate de titane, (4) à hydrolyser la solution de sulfate de titane pour obtenir un dioxyde de titane hydraté et une solution d'acide sulfurique épuisée, (5) à calciner ledit dioxyde de titane hydraté pour obtenir du dioxyde de titane et titanium sulfate solution, (4) hydrolyzing the titanium sulfate solution to obtain a hydrated titanium dioxide and a spent sulfuric acid solution, (5) calcining said hydrated titanium dioxide to obtain titanium dioxide and
(6) à récupérer le dioxyde de titane. (6) recovering titanium dioxide.
La figure annexée représente un aspect de l'invention sous la forme d'un procédé continu de préparation de dioxyde The attached figure represents an aspect of the invention in the form of a continuous process for the preparation of dioxide
de titane.of titanium.
Les particularités saillantes du procédé de l'inven- The salient features of the process of the invention
tion résident dans cette découverte que l'on peut faire réagir reside in this discovery that can be made to react
une matière titanifère avec de l'acide sulfurique dilué, en- a titaniferous material with dilute sulfuric acid,
tièrément en phase liquide, en présence d'un réducteur, pour obtenir une solution stable hydrolysable de sulfate de titane, que l'on peut utiliser pour préparer des composés de titane et in a liquid phase, in the presence of a reducing agent, to obtain a stable hydrolyzable solution of titanium sulphate, which can be used to prepare titanium compounds and
des pigments dioxyde de titane. En particulier, de façon inat- titanium dioxide pigments. In particular, unexpectedly
tendue, on a découvert que la présence d'un réducteur dans l'é- tense, it has been discovered that the presence of a reducer in the
tape de digestion accélère fortement la réaction entre la ma- digestion step greatly accelerates the reaction between the
tière titanifère et l'acide sulfurique dilué en donnant une so- titanium dioxide and diluted sulfuric acid to give a
lution hydrolysable de sulfate de titanyle utile à la fabrica- hydrolyzable solution of titanyl sulphate useful for the manufacture of
tion de composés de titane. En outre, l'utilisation d'un réduc- titanium compounds. In addition, the use of a reduction
teur dans l'étape de digestion élimine l'étape de réduction sépa- in the digestion step eliminates the separate reduction step
rée et indépendante, nécessaire dans la technique antérieure, independent, necessary in the prior art,
après la digestion.after digestion.
On conduit la réaction de digestion avec une matière The digestion reaction is conducted with a material
titanifère. On appelle ici matière titanifère une matière con- titaniferous. This is called titaniferous matter
tenant une teneur en titane récupérable lorsqu'on la traite selon le procédé de l'invention. Des exemples sont les socries titanifères, les scories de fourneaux, les ilménites, telles que l'ilménite magnétique, l'ilménite massive et les sables d'ilménite. On réalise la réaction de digestion avec une quantité suffisante de matière titanifère pour fournir un excès d'environ 10 à 400 % relativement à la quantité stoechiométrique. On peut dire aussi que cette quantité représente de 1,1 à 5 fois la quantité stoechiométrique. La stoechiométrie de la réaction de digestion est représentée par l'équation: FeTiO3 + 2H2S04 > TiOS04 + FeS04 + 2H20 Il est efficace et désirable d'utiliser un excés de matière titanifère dans la réaction de digestion pour réaliser un procédé satisfaisant et praticable selon l'invention, sans having a recoverable titanium content when treated according to the method of the invention. Examples are titaniferous socries, furnace slags, ilmenites, such as magnetic ilmenite, massive ilmenite, and ilmenite sands. The digestion reaction is conducted with a sufficient amount of titaniferous material to provide an excess of about 10-400% relative to the stoichiometric amount. It can also be said that this quantity represents from 1.1 to 5 times the stoichiometric quantity. The stoichiometry of the digestion reaction is represented by the equation: FeTiO 3 + 2H 2 SO 4> TiOSO 4 + FeSO 4 + 2H 2 O It is efficient and desirable to use an excess of titaniferous material in the digestion reaction to achieve a satisfactory and practicable process according to US Pat. invention without
broyage excessif du minerai. De préférence, la matière titani- excessive grinding of the ore. Preferably, the titanium material
fère a une surface spécifique d'environ 0,05 à 0,6 m2/cm3. On It has a specific surface area of about 0.05 to 0.6 m 2 / cm 3. We
pourrait utiliser un minerai ayant une plus grand surface spé- could use an ore with a larger surface area
cifique mais cela ne procure aucun avantage étant donné le coût accru du broyage. Comme indiqué plus haut, il faut utiliser dans However, this does not provide any advantage because of the increased cost of grinding. As indicated above, it is necessary to use in
la réaction de digestion un excés de matière ti- the digestion reaction an excess of material
tanifère d'environ 10 à 400% par rapport à la quantité stoechio- approximately 10 to 400% of the tannin relative to the stoichiometric
métrique nécessaire pour réagir avec l'acide sulfurique. Si l'on utilise de moindres quantités de matière, on obtient des vitesses de réaction insuffisantes et des temps de traitement metric needed to react with sulfuric acid. If smaller amounts of material are used, insufficient reaction rates and treatment times are obtained.
longs de sorte que le procédé devient peu intéressant économi- long so that the process becomes unattractive economically
quement. Il est indésirable d'utiliser des excès de matière cally. It is undesirable to use excess material
supérieure à ceux qui sont recommandés, étant donné la fluidi- higher than those recommended, given the fluidi-
té très réduite du mélange réactionnel et la nécessité de re- very small amount of the reaction mixture and the need for
cycler de grandes quantités de matière titanifère n'ayant pas réagi vers les réacteurs de digestion. Par exemple, on a observé de façon inattendue que si l'on double la quantité de matière titanifère, par exemple d'ilménite MacIntyre, paràrapport la quantité stoechiométrique nécessaire pour réagir avec 1 acfde/ la vitesse de réaction est multipliée par un coefficient de cycler large amounts of unreacted titaniferous material to the digestion reactors. For example, it has been unexpectedly observed that if the amount of titaniferous material, for example MacIntyre ilmenite, is doubled, then the stoichiometric amount required to react with 1 acfde / reaction rate is multiplied by a coefficient of
l'ordre d'au moins 10 dans le dernier réacteur de digestion. the order of at least 10 in the last digestion reactor.
Il faut reconnaître aussi que les vitesses de réaction varient It must also be recognized that reaction rates vary
selon la source de matière titanifère utilisée pendant la di- according to the source of titaniferous material used during the
gestion.management.
L'acide sulfurique utilisé dans le procédé de l'in- The sulfuric acid used in the process of the in-
vention doit avoir une concentration d'environ 25 à 60 % en poids par rapport au poids total de la solution d'acide. Une concentration d'acide inférieure à environ 25% en poids n'est pas désirable parce qu'il se produit une hydrolyse du dioxyde de titane pendant la réaction de digestion et conjointement avec celle-ci, lorsqu'on utilise de tels acides. Une hydrolyse prématurée des solutions de sel de titane empêche la formation The reaction should have a concentration of about 25 to 60% by weight based on the total weight of the acid solution. An acid concentration of less than about 25% by weight is undesirable because hydrolysis of the titanium dioxide occurs during and in conjunction with the digestion reaction when such acids are used. Premature hydrolysis of titanium salt solutions prevents formation
de dioxyde de titane de qualité pigmentaire à un stade ulté- pigment-grade titanium dioxide at a later stage.
rieur du procédé. D'autre part, il n'est pas souhaitable d"u- the process. On the other hand, it is not desirable to
tiliser un acide ayant une concentration supérieure à 60 % en poids parce que (1) la solution obtenue est plus visqueusee difficile à manipuler, (2) on ne réalise pas l'économie due use an acid with a concentration greater than 60% by weight because (1) the resulting solution is more viscous and difficult to handle, (2) the economy due to
au recyclage d'acide épuisé, à moins de concentrer l'acide é- spent acid recycling, unless the acid is concentrated
puisé, ce qui augmente inutilement le coût du fonctionnement et (3) la plus forte concentration de produits de réaction dans this increases unnecessarily the cost of operation and (3) the highest concentration of reaction products in
la solution favorise la précipitation de sulfate ferreux mono- the solution promotes the precipitation of mono-ferrous sulphate
hydraté et de sulfate de titanyle dihydraté récupérable. La hydrated and recoverable titanyl sulfate dihydrate. The
présence du sulfate ferreux monohydraté rend inefficace la sé- The presence of ferrous sulfate monohydrate renders ineffective the
paration par gravité et il est difficile à éliminer par filtra- paration by gravity and is difficult to remove by filtration.
tion.tion.
On peut facilement régler les conditions de la réac- The conditions of the reaction can be easily
tion de digestion selon la concentration de l'acide sulfurique dilué et la quantité spécifique de matière titanifère en excés que l'on utilise, pour obtenir un fonctionnement optimal. A digestion rate according to the concentration of the diluted sulfuric acid and the specific amount of titaniferous material in excess that is used, to obtain optimal operation. AT
titre d'illustration, si l'on utilise un acide sulfurique di- For illustration purposes, if a sulfuric acid di-
lué, par exemple ayant une concentration inférieure à 40% en for example, having a concentration of less than 40%
poids, il faut opérer initialement à une température se situ- weight, it is necessary to operate initially at a temperature
ant dans le bas de l'intervalle préféré, étant donné le point ant in the bottom of the preferred range, given the
d'ébullition plus bas de l'acide sulfurique dilué. Il est dési- lower boiling of the diluted sulfuric acid. He is
rable d'accroître la quantité de matière titanifère utilisée de manière à digérer le plus de matière possible dans le premier to increase the amount of titaniferous material used to digest as much material as possible in the first
réacteur, stade o la température de fonctionnement et la vi- reactor, where the operating temperature and the
tesse de réaction sont habituellement plus élevées. Comme in- reaction rates are usually higher. As
diqué ci-après, on maintient la température dans les réacteurs suivants à un niveau plus bas que dans le premier réacteur et finalement, il faut l'abaisser pour empêcher ou éviter une hydrolyse prématurée de la soulution de sel de titane. La température à laquelle se produit la réaction de As discussed below, the temperature in the following reactors is kept lower than in the first reactor and finally lowered to prevent or prevent premature hydrolysis of the titanium salt solution. The temperature at which the reaction of
digestion est inférieure à environ 1400C et de préférence com- digestion is less than about 1400C and preferably
prise entre environ 550C et le point d'ébullition de la solu- between 550C and the boiling point of the solu-
tion réactionnelle, donc entre environ 55 et 1400C. Il faut é- reaction, thus between about 55 and 1400C. It must be
viter de choisir une trop basse température dans le réacteur de digestion parce que la réaction de digestion se déroule trop lentement et nécessite donc un temps de séjour accru des réactifs. Il faut éviter aussi des temps de séjour accrus pour empêcher une formation indésirable de germes dans la solution de réaction, par hydrolyse prématurée du sel de titane. Il n'est pas recommandé de choisir une température supérieure à 1400C parce que le sel de titane s'hydrolyse à des vitesses avoid choosing too low a temperature in the digestion reactor because the digestion reaction proceeds too slowly and thus requires an increased residence time of the reagents. It is also necessary to avoid increased residence times to prevent undesirable germ formation in the reaction solution by premature hydrolysis of the titanium salt. It is not recommended to choose a temperature higher than 1400C because the titanium salt hydrolyzes at speeds
très supérieures, aux températures plus élevées. Il faut é- much higher, at higher temperatures. It must be
viter de conduire la réaction de digestion en-dessous de 550C avoid conducting the digestion reaction below 550C
environ, parce que les produits de réaction commencent à pré- approximately, because the reaction products begin to pre-
cipiter de la solution et que la viscosité du mélange augmen- cipitate the solution and that the viscosity of the mixture increases
te, de sorte que l'élimination des solides n'ayant pas réagi te, so that the elimination of unreacted solids
devient très difficile. La température préférée de la réac- becomes very difficult. The preferred temperature of the reaction
tion de digestion est d'environ 70 à 1100C. digestion rate is about 70 to 1100C.
Il faut noter que la réaction de digestion du procé- It should be noted that the digestion reaction of the procedure
dé de l'invention peut s'effectuer sous forme discontinue, par exemple dans un réacteur duquel on retire le mélange, une fois que la digestion a progressé dans une mesure désirée, pour le of the invention may be in batch form, for example in a reactor from which the mixture is removed, once the digestion has progressed to a desired extent, for the
traiter encore dans d'autres réacteurs. Selon un mode de réa- still deal in other reactors. According to a mode of
lisation préféré du procédé de l'invention, on réalise la digestion en continu dans au moins deux réacteurs et on fait s'écouler à courant direct la matière titanifère et l'acide In the preferred embodiment of the process of the invention, the digestion is carried out continuously in at least two reactors and the titaniferous material and the acid are flushed with direct current.
sulfurique dilué.diluted sulfuric acid.
Lorsqu'on opère en continu, on utilise de préférence deux ou plusieurs réacteurs de digestion. Le nombre total de réacteurs dépend de la facilité de réglage de la réaction, de When operating continuously, two or more digestion reactors are preferably used. The total number of reactors depends on the ease of adjustment of the reaction,
la disposition de l'usine et des manipulations. the layout of the plant and manipulations.
De préférence lorsqu'on réalise la réaction de dîges- Preferably when performing the reaction of
tion dans deux réacteurs ou étages, on maintient le premier two reactors or stages, the first one
réacteur à une température inférieure à environ 1400C, de pré- reactor at a temperature below about 1400C, pre-
férence inférieure à environ 1100C et le secondréacteur à une less than about 1100C and the second
température inférieure à 1000C, de préférence inférieure à- temperature below 1000C, preferably below
environ 750C.about 750C.
De préférence lorsqu'on réalise la réaction de diges- Preferably when carrying out the reaction of diges-
tion dans trois réacteurs ou étages, on maintient.le premier in three reactors or stages, the first
réacteur à une température inférieure à environ 1400C, de pré- reactor at a temperature below about 1400C, pre-
férence inférieure à environ 1100C. Le deuxième réacteur à une less than about 1100C. The second reactor has a
température inférieure à 1100C, de préférence inférieure à en- temperature below 1100C, preferably below
viron 1000C et le troisième réacteur à une température infé- 1000C and the third reactor at a lower temperature
rieure à environ 800C, de préférence inférieure à environ 750C. below about 800C, preferably below about 750C.
De préférence, lorsqu'on réalise la réaction de diges- Preferably, when the reaction of diges-
tion dans quatre réacteurs ou étages, on maintient le premier in four reactors or stages, the first one is maintained
réacteur à une température inférieure à environ 140'C, de pré- reactor at a temperature of less than about 140 ° C, preferably
férence inférieure à environ 1100C, le deuxième réacteur à une température inférieure à environ 1100C, de préférence inférieure less than about 1100C, the second reactor at a temperature below about 1100C, preferably below
à environ 900C, le troisième réacteur à une température:infé- at around 900C, the third reactor at a temperature: below
rieure à environ 1000C, de préférence inférieure à 860C et le quatrième réacteur à une température inférieure à environ 90'C, below about 1000C, preferably below 860C and the fourth reactor below about 90'C,
de préférence inférieure à environ 75 C. preferably less than about 75 C.
De préférence, lorsqu'on réalise la réaction de diges- Preferably, when the reaction of diges-
tion dans cinq réacteurs ou étages, on maintient le premier in five reactors or stages, the first one
réacteur à une température inférieure à environ 1400C, de pré- reactor at a temperature below about 1400C, pre-
férence inférieure à environ 1100C, le deuxième réacteur à une température inférieure à environ 1100C, de préférence intérieure less than about 1100C, the second reactor at a temperature below about 1100C, preferably
à environ 900C, le troisième réacteur à une température infé- at about 900C, the third reactor at a lower temperature
rieure à environ 1000C, de préférence inférieure à environ 850C, le quatrième réacteur à une température inférieure à environ 90 C, de préférence inférieure à environ 800C et le cinquième below about 1000C, preferably below about 850C, the fourth reactor at a temperature below about 90C, preferably below about 800C and the fifth
réacteur à une température inférieure à environ 850C, de pré- reactor at a temperature below about 850C,
férence inférieure à environ 750C. less than about 750C.
On peut faire varier toutes les températures de réac- All reaction temperatures can be varied
teur ci-dessus selon le rendement désiré et les temps de réac- above according to the desired yield and the reaction times
tion à chaque étage. L'une des caractéristiques essentielles et saillantes de l'invention est que l'on abaisse la température à mesure que la réaction progresse de manière à empêcher ou à on each floor. One of the essential and salient features of the invention is that the temperature is lowered as the reaction progresses so as to prevent or
éviter une hydrolyse prématurée des solutions de sels de ti- avoid premature hydrolysis of the salt solutions of
tane obtenues. Uze hydrolyse prématurée empeche la formation tane obtained. Uze premature hydrolysis prevents training
2 46 310 02 46 310 0
d'un dioxyde de titane de qualité pigmentaire. of titanium dioxide of pigment quality.
La durée de la réaction de digestion dans un réac- The duration of the digestion reaction in a reaction
teur de digestion est régie par le dégré optimal de transfor- digestion is governed by the optimal degree of transfor-
mation ou de digestion de la matière titanifère à ce stade. cation or digestion of the titaniferous material at this stage.
De façon générale, il est préférable de digérer ou de faire réagir le plus possible de la matière titanifère dans le premier réacteur ou étage, o la température est maintenue In general, it is preferable to digest or react as much as possible of the titaniferous material in the first reactor or stage, where the temperature is maintained
au niveau le plus élevé, pour empêcher une hydrolyse du sul- at the highest level, to prevent hydrolysis of sulphate
fate de titane dans la solution. Par exemple, dans un système titanium fate in the solution. For example, in a system
continu à multiples étages utilisant un minerai MacIntyre com- multi-stage continuous process using a MacIntyre ore com-
me matière titanifère, il est parfois possible de digérer au premier étage jusqu'à environ 90% en poids de la quantité stoechiométrique du minerai introduit-dans le processus, à l'exclusion de l'excés. De préférence, on digère au premier étage environ 30 à 80% et de préférence encore 60 à 80% en poids de la quantité stoechiométrique, à l'exclusion de l'excés. La transformation se mesure par le degré de réaction As a titaniferous material, it is sometimes possible to digest on the first stage up to about 90% by weight of the stoichiometric amount of ore introduced into the process, excluding excess. Preferably, about 30 to 80% and more preferably 60 to 80% by weight of the stoichiometric amount are digested in the first stage, excluding excess. Transformation is measured by the degree of reaction
d'une quantité stoechimétrique de matière titanifère. a stoichiometric quantity of titaniferous material.
On utilise la température pour régler la réaction de digestion de préférence en agissant sur le rapport entre acide actif et titane dans la solution de réaction. Ce rapport est une indication du degré de transformation ou de digestion. On appelle"acide actif"la quantité totale d'acide libre dans la solution de réaction plus l'acide combiné au titane dans la solution de réaction. Pour calculer le rapport acide actif/ The temperature is used to control the digestion reaction preferably by acting on the ratio of active acid to titanium in the reaction solution. This ratio is an indication of the degree of transformation or digestion. The "active acid" is the total amount of free acid in the reaction solution plus the acid combined with titanium in the reaction solution. To calculate the ratio of active acid /
dioxyde de titane, on additionne l'acide libre dans la solu- titanium dioxide, the free acid is added to the solution.
tion et l'acide libre combiné au titane dans la solution et on divise la somme par la quantité de titane dans la solution (calculée en TiO2). Par exemple, on peut déterminer la teneur en acide actif d'une solution en titrant un échantillon choisi (parcdosage s ou à la pipette) avec une solution de soude(NaOH) 0,5N, jusqu'à pH 4,0 dans une solution tamponnée chlorure de baryum/chlorure d'ammonium. Le titrage donne la teneur globale -au en acide libre et acide combiné/TiO2, que l'on appelle acide and the free acid combined with titanium in the solution and the sum divided by the amount of titanium in the solution (calculated as TiO2). For example, the active acid content of a solution can be determined by titrating a selected sample (pooled or pipetted) with 0.5N sodium hydroxide solution (NaOH) to pH 4.0 in a solution. buffered barium chloride / ammonium chloride. The titration gives the overall content of free acid and combined acid / TiO 2, which is called acid
actif. A titre d'illustration, dans un bécher contenant l'é- active. By way of illustration, in a beaker containing the
chantillon considéré, on ajoute 60 ml de solution tampon con- sample, 60 ml of buffer solution con-
tenant 75 g/l de chlorure de baryum et 250 g/l de chlorure d'ammonîum, on dilueàl'eau jusquà 250 ml et on titre par la holding 75 g / l of barium chloride and 250 g / l of ammonia chloride, diluted with water up to 250 ml and titrated by
soude 0,5N jusqu'à virage du méthylorange. 0.5N sodium hydroxide until the methylorange turns.
Dans un procédé discontinu, la teneur en acide ac- In a batch process, the acid content
tif peut varier largement et elle n'est pas déterminante si ce n'est que la digestion et la réduction doivent se produire en phase liquide. Dans un procédé continu, le rapport d'acide actif peut diminuer, depuis l'infini au début de la réaction, Jusqu'à 1,50 à 7,0 à l'achèvement de la réaction, selon les conditions de digestion. Généralement>le rapport acide actif/ It may vary widely and is not critical except that digestion and reduction must occur in the liquid phase. In a continuous process, the ratio of active acid can decrease, from infinity to the beginning of the reaction, to 1.50 to 7.0 at the completion of the reaction, depending on the digestion conditions. Generally> the ratio of active acid to
TiO2 varie entre 2,0 et 3,5. A mesure que le niveau d'acide ac- TiO2 varies between 2.0 and 3.5. As the acid level increases
tif diminue, la stabilité de la solution de sulfate de tita- tif decreases, the stability of the tita-
nyle vis-à-vis de l'hydrolyse diminue. Généralement, il faut maintenir la température de la solution de réaction en dessous d'environ 1400C et de préférence en dessous d'environ 1100C, tandis que le rapport acide actif/titane (calculé en dioxyde in relation to hydrolysis decreases. Generally, the temperature of the reaction solution should be maintained below about 1400C and preferably below about 1100C, while the ratio of active acid to titanium (calculated as dioxide
de titane) s'abaisse jusqu'à environ 2,0. A titre d'illustra- of titanium) decreases to about 2.0. As illustrations
tion, dans un procédé de digestion en deux étages, il faut maintenir la température de la solution de réaction dans le In a two-stage digestion process, the temperature of the reaction solution must be kept within
premier étage ou réacteur en dessous d'environ 1400C, par - first stage or reactor below about 1400C, by -
exemple à 110 C, jusqu'à ce que le rapport acide actif/dioxyde example at 110 C until the active acid / dioxide ratio
de titane dans la solution s'abaisse jusquà environ N,0, mo- titanium in the solution decreases to about N, 0,
ment o l'on abaisse la température de la solution de réaction en dessous d'environ 1000C, par exemple à 700C. Par contre, dans un procédé de digestion en trois étages o l'on maintient la température du premier étage à environ 1100C pour obtenir whereby the temperature of the reaction solution is lowered below about 1000C, for example to 700C. In contrast, in a three-stage digestion process where the temperature of the first stage is maintained at about 1100C to obtain
un mélange ayant un rapport acide actif/dioxyde de titane com- a mixture having an active acid / titanium dioxide ratio
pris entre environ 2,5 et 3,0, après quoi on conduit la réac- between 2.5 and 3.0, after which the reaction is
tion dans un deuxième étage à une température d'environ 1000C pour obtenir un mélange ayant un rapport acide actif/dioxyde de titane compris entre environ 2,2 et 2,5 on peut achever la réaction dans un troisième étage, à une température inférieure in a second stage at a temperature of about 1000C to obtain a mixture having an active acid / titanium dioxide ratio between about 2.2 and 2.5 can be completed in a third stage, at a lower temperature
à environ 800C, pour obtenir un mélange ayant un rapport a- at about 800C, to obtain a mixture having a ratio a-
cide actif/dioxyde de titane d'environ2,0. active acid / titanium dioxide of about 2.0.
On peut ajouter le réducteur à n'importe quel stade de l'opération de digestion. Dans un processus de digestion multiple, on ajoute de préférence le réducteur au premier étage pour maximiser initialement la digestion du minerai et The reductant can be added at any stage of the digestion process. In a multiple digestion process, the reductant is preferably added to the first stage to initially maximize digestion of the ore and
la réduction du fer (III) ou fer ferrique. the reduction of iron (III) or ferric iron.
Généralement, on peut réaliser la réduction de fer Generally, iron reduction can be achieved
24 63 10 024 63 10 0
il (III) dans le mélange de digestion en utilisant des réducteurs elassiques pour le procédé au sulfate. Ceux-ci peuvent 8tre des réducteurs gazeux comme le dioxyde de soufre, qui peut être utilisé seul ou avec du charbon activé. D'autres exemples de réducteurs sont l'acide sulfureux, lethiosulfate de sodium, le sulfate titaneux, l'ilménite réduite et des mélanges de (III) in the digestion mixture using standard reducers for the sulfate process. These can be gaseous reducers such as sulfur dioxide, which can be used alone or with activated charcoal. Other examples of reducing agents are sulfurous acid, sodium thiosulphate, titanous sulphate, reduced ilmenite and mixtures of
ces composés, ainsi que des composés métalliques tels que l'é- these compounds, as well as metal compounds such as
tain, le fer, le zinc, le zirconium, le titane, l'aluminium, le magnésium et leurs mélanges, y compris les alliages qui en contiennent. Ces exemples de réducteurs n'excluent pas d'autres agents connus. On peut utiliser ces agents sous la forme de solutions ou de solides. Un réducteur solide préféré est sous tin, iron, zinc, zirconium, titanium, aluminum, magnesium and mixtures thereof, including alloys containing them. These examples of reducing agents do not exclude other known agents. These agents can be used in the form of solutions or solids. A preferred solid reducer is under
la forme de granules ou de poudre.the form of granules or powder.
* La quantité de réducteur utilisée est une quantité au moins stoechiométrique relativement à la quantité de fer (III) présent. On peut utiliser un petit excés de réducteur, généralement environ 10% au maximum par rapport à la quantité nécessaire pour réduire tout le fer (III), afin de réduire* The amount of reducing agent used is an amount at least stoichiometric relative to the amount of iron (III) present. A small excess of reductant can be used, usually about 10% maximum of the amount needed to reduce all iron (III), in order to reduce
aussi une pe s5qntité de titane tdravalant entitane triva- also a quantity of titanium titan trivial trivial
lent généralement/l%. L'équation suivante de la réaction d'o- generally slow / l%. The following equation of the reaction of o-
xydation-réduction démontre le stoechiométrie du système utili- xydation-reduction demonstrates the stoichiometry of the system used
sant l'aluminium et le fer comme réducteurs: a) A1 + 3Fe+3 = A1+3 + 3Fe+ 2 b) Fe + 2Fe+3 = 3Fe+2 including aluminum and iron as reducing agents: a) A1 + 3Fe + 3 = A1 + 3 + 3Fe + 2b) Fe + 2Fe + 3 = 3Fe + 2
Lorsqu'on utilise un réducteur tel que le fer en pou- When using a reducer such as iron in
dre la quantité de réducteur aJouté à la solution dans les réac- the amount of reducer added to the solution in the reactions
teurs de digestion dépend de la quantité deifer férrique conte- digestion depends on the amount of ferri-
nu dans la matière titanifère d'alimentation. De façon générale,, il suffit d'environ 3 à 8% en poids de réducteur, par rapport naked in the titaniferous feed material. In general, about 3 to 8% by weight of reducing agent is
au poids total de la matière titanifère, pour obtenir des ré- the total weight of the titaniferous material, in order to obtain
sultats satisfaisants dans un processus utilisant une matière titanifère, telle que l'ilménite qui contient 5 à 13 %e de Fe203. L'addition d'un réducteur, tel que le fer en poudre/à un autre effet avantageux qui est d'accélerer la réaction de satisfactory results in a process using a titaniferous material, such as ilmenite which contains 5 to 13% e Fe203. The addition of a reducing agent, such as iron powder / to another advantageous effect which is to accelerate the reaction of
digestion.digestion.
Il faut remarquer que l'effet d'accélération produit par le fer sur la réaction de digestion augmenteL mesure que la It should be noted that the acceleration effect produced by iron on the digestion reaction increases as the
grosseur de particules du fer diminue. Particle size of iron decreases.
Quand la réaction de digestion est achevée, on When the digestion reaction is complete, one
peut traiter le mélange obtenu, contenant du sulfate de tita- can treat the mixture obtained, containing titanium sulphate
ne, du sulfate de fer et des éléments à l'état de traces pro- iron sulphate and trace elements
venant de la matière titanifère, pour récupérer une solution de sulfate de titane et préparer des composés de titane, ou bien le traiter par des techniques classiques de traitement from the titaniferous material, to recover a solution of titanium sulphate and to prepare titanium compounds, or to treat it by conventional treatment techniques
des sulfates pour préparer un pigment de dioxyde de titane. sulfates to prepare a titanium dioxide pigment.
Sur le diagramme de la figure annexée, concernant la préparation de dioxyde de titane dans un système de réacteur à In the diagram of the attached figure, concerning the preparation of titanium dioxide in a reactor system with
plusieurs étages, la référence 10 indique un réacteur de di- several stages, the reference 10 indicates a reactor of
gestion. Une matière titanifère telle que l'ilménite peut être management. A titaniferous material such as ilmenite can be
amenée au réacteur 10, depuis un réservoir à minerai 11. De - brought to the reactor 10, from an ore tank 11. From
l'acide sulfurique dilué ayant'une concentration d'environ 25 dilute sulfuric acid having a concentration of about 25
à 60 % en poids par rapport au poids total de la solution aci- 60% by weight relative to the total weight of the acid solution.
de et. formé d'un mélange comprenant de l'acide-concentré (96% en poids) venant d'une source 12 d'acide frais, réuni soit à de l'acide recyclé (15 à 45% en poids)1soit à de l'eau, peut of and. formed of a mixture comprising acid-concentrate (96% by weight) coming from a source 12 of fresh acid, combined with either recycled acid (15 to 45% by weight) or 1 to water, can
être amené directement vers le réacteur 10. L'ilménite et l'a- cide sulfurique dilué contenus dans le réacteur 10 sont agités The ilmenite and the dilute sulfuric acid contained in the reactor 10 are agitated directly to the reactor 10.
continuellement à une température ne dépassant pas le point continuously at a temperature not exceeding the point
d'ébulItion de la solution contenuedans le réacteur. ebullition of the solution contained in the reactor.
Les réactifs contenus dans le réacteur de digestion sont maintenus à une température inférieure à environ 1400C, The reagents contained in the digestion reactor are maintained at a temperature below about 1400C,
de préférence d'environ 55 à 140 C. Plus précisément, les réac- preferably from about 55 to 140 C. More precisely, the reactions
tifs contenus dans le réacteur 10 sont de préférence maintenus à I10 C. Le réacteur de digestion 10 peut être maintenu à toute pression appropriée; la pression atmosphérique est préférable The contents of the reactor 10 are preferably maintained at 10 ° C. The digestion reactor 10 can be maintained at any suitable pressure; the atmospheric pressure is better
pour des raisons d'économie. -for reasons of economy. -
Lorsqu'on opère en continu dans le système de diges- When operating continuously in the digestive system,
tion à trois étages qui est représenté sur la figure unique annexée, le mélange réactionnel est transporté du réacteur 10 à un dispositif séparateur classique 13, par exemple un filtre ou un séparateur à cyclone, dans lequel on sépare une partie 3-stage process which is shown in the accompanying single figure, the reaction mixture is transported from the reactor 10 to a conventional separator device 13, for example a cyclone filter or separator, in which a part is separated.
ou la totalité de l'ilménite n'ayant pas réagi que l'on recy- or all unreacted ilmenite that is recy-
cle par le conduit 14 vers le réacteur 10. Ou encore, on peut transporter en continu le mélange du réacteur 10 au réacteur , sans recycler l'ilménite n'ayant pas réagi vers le réacteur 10. Via the line 14 to the reactor 10, the reactor mixture can be continuously transported to the reactor without recycling the unreacted ilmenite to the reactor 10.
2463 1002463 100
De préférence, on maintient la solution dans le réac- Preferably, the solution is maintained in the reaction
teur 15 à une température un peu plus basse que dans le réac- at a slightly lower temperature than in the reaction
teur 10. Par exemple, on maintient le mélange dans le réacteur à environ 1000C. On peut régler la température du réacteur 15 en ajoutant de l'acide recyclé ou de l'eau. De préférence, le réacteur de digestion 15 est à la pression atmosphérique mais For example, the mixture is maintained in the reactor at about 1000 ° C. The temperature of the reactor can be adjusted by adding recycled acid or water. Preferably, the digestion reactor 15 is at atmospheric pressure but
on peut utiliser des pressions supérieures si on le désire. higher pressures can be used if desired.
On peut transporter le mélange en continu du réacteur The mixture can be transported continuously from the reactor
à un dispositif séparateur classique 16, par exemple un fil- to a conventional separator device 16, for example a filament
tre ou un séparateur à cyclone, dans lequel on sépare une partie ou la totalité de l'ilménite n'ayant pas réagi que l'on recycle or a cyclone separator, in which part or all of the unreacted ilmenite is separated and recycled
par le conduit 17 vers le réacteur 15. Ou encore, on peut trans- by line 17 to the reactor 15. Alternatively, it is possible to transfer
porter en continu le mélange du réacteur de digestion 15 au réacteur de digestion 18 sans recycler l'ilménite n'ayant pas continuously carry the mixture of the digestion reactor 15 to the digestion reactor 18 without recycling the ilmenite not having
réagi vers le réacteur 15.reacted towards the reactor 15.
De préférence, on maintient le mélange dans le réac- Preferably, the mixture is maintained in the reaction
teur 18 à environ 700C et à la pression atmosphérique. 18 at about 700 ° C. and at atmospheric pressure.
Le mélange venant du réacteur 18 est amené en conti- The mixture coming from reactor 18 is brought into con-
nu à un dispositif séparateur approprié 19, par exemple un fil- an appropriate separation device 19, for example a
tre ou un séparateur à gravité (ou plusieurs de ces dispositifs, en série et/ou en parallèle), o l'on sépare l'ilménite n'ayant pas réagi du produit de réaction liquide. On recycle l'ilménite en excès n'ayant pas réagi, par les conduits 21 et 21', vers le or a gravity separator (or more than one of these devices, in series and / or in parallel), wherein unreacted ilmenite is separated from the liquid reaction product. Excess unreacted ilmenite is recycled through lines 21 and 21 'to the
réacteur 18 et/ou le réacteur de digestion 10. On amène le pro- reactor 18 and / or the digestion reactor 10.
duit liquide de réaction venant du séparateur 19 au dispositif de décantation 20, par exemple un dispositif classique ou un dispositif "Lamella", o l'on élimine du produit la gangue ou autre matière solide indésirable. L'utilisation d'un dispositif reaction liquid from the separator 19 to the settling device 20, for example a conventional device or a "Lamella" device, where gangue or other undesirable solid material is removed from the product. The use of a device
de décantation "Lamella" ne fait pas partie de l'invention. decantation "Lamella" does not form part of the invention.
Comme on l'a dit plus haut, on conduit la réaction de digestion dans les réacteurs 10, 15 et 18. Il n'est pas As mentioned above, the digestion reaction is conducted in the reactors 10, 15 and 18. It is not
essentiel de conduire la réaction dans trois réacteurs de di- essential to conduct the reaction in three reactors of different
gestion. En fait, on peut conduire le processus sous forme management. In fact, one can drive the process in form
discontinue en utilisant un seul réacteur de digestion. Tou- discontinuous using a single digestion reactor. always
tefois, il est préférable d'utiliser deux ou plusieurs réac- However, it is better to use two or more
teurs de digestion pour mette en oeuvre le procédé de façon continue. Quand on utilise seulement deux réacteurs, on peut régler la température du second réacteur tel que le réacteur digestion processors to carry out the process in a continuous manner. When only two reactors are used, the temperature of the second reactor such as the reactor can be adjusted
à un niveau inférieur, par exemple à 70C. at a lower level, for example at 70C.
tous On ajoute dans le réacteur 10 ou le réacteur 15 ou dans/les deux un réducteur approprié venant du réservoir 22 afin de réduire en fer ferreux le fer ferrique contenu dans la solution de digestion. Un état réduit empêche le passage de sels ferriques comme impuretés dans l'hydrate de titane obtenu ensuite. La quantité de réducteur ajouté à la solution de réactifs dans les réacteurs de digestion dépend de la quantité de fer ferrique contenu dans l'ilménite d'alimentation, comme A suitable reducing agent from the reservoir 22 is added to the reactor 10 or reactor 15 or both to reduce the ferric iron contained in the digestion solution to ferrous iron. A reduced state prevents the passage of ferric salts as impurities in the titanium hydrate obtained subsequently. The amount of reducing agent added to the reagent solution in the digestion reactors depends on the amount of ferric iron contained in the feed ilmenite, such as
indiqué plus haut.indicated above.
Il est possible par cette mesure d'éviter un étage It is possible by this measure to avoid a floor
séparé de réduction de la solution, qui serait nécessaire au- separate from the reduction of the solution, which would be necessary
trement. On peut ajouter le réducteur en n'importe quel point tration. The reducer can be added at any point
de l'opération de digestion. On choisit la quantité de réduc- of the digestion operation. We choose the quantity of reduction
teur de façon que non seulement tout le fer ferrique de l'il- in such a way that not only all the ferric iron of the
ménite soit converti à l'état divalent mais qu'en outre une partie du titane de la solution soit réduit à l'état trivalent, de manière à obtenir pour l'hydrolyse une solution de sulfate de titane contenant suffisament de titane (III). La présence de titane trivalent inhibe la formation de fer ferrique qui s'adsorberait sur les particules de dioxyde de titane dans Menite is converted to the divalent state, but in addition a part of the titanium of the solution is reduced to the trivalent state, so as to obtain for the hydrolysis a solution of titanium sulphate containing enough titanium (III). The presence of trivalent titanium inhibits the formation of ferric iron which would adsorb on titanium dioxide particles in
l'étape d'hydrolyse ultérieure.the subsequent hydrolysis step.
Une certaine quantité de sulfates métalliques, c'est- A certain amount of metal sulphates, that is,
à-dire de sulfate ferreux monohydraté, précipite habituellement ie ferrous sulfate monohydrate, usually precipitates
pendant la réaction de digestion sans que cela nuise notable- during the digestion reaction without any significant
ment à la fluidité du mélange. On peut facilement dissoudre the fluidity of the mixture. We can easily dissolve
le sulfate ferreux monohydraté à la fin de la réaction de di- ferrous sulfate monohydrate at the end of the reaction of
gestion, en ajoutant de l'eau. On peut remplacer au moins une management, adding water. We can replace at least one
partie de l'eau par de la solution de sulfate de titane dé- part of the water with titanium sulphate solution de-
barrassée en grande partie du sulfate de fer (par cristalli- largely free of iron sulphate (by crystalli-
sation et séparation du sulfate ferreux heptahydraté en une étape ultérieure du procédé, décrite plus loin). Par cette mesure, on peut minimiser ou éviter l'addition d'un supplément and separation of the ferrous sulfate heptahydrate at a later stage of the process, described later). By this measure, we can minimize or avoid the addition of a supplement
d'eau au système. Ordinairement, il faut éliminer l'eau sup- of water to the system. Ordinarily, the water must be removed
plémentaire à un stade ultérieur du processus, par exemple par vaporisation. at a later stage of the process, for example by spraying.
On peut ajouter l'eau ou la solution aqueuse de sul- The water or the aqueous solution of sulphate
fate de titane à la solution de réaction dans le dernier réac- titanium fate to the reaction solution in the last reaction
teur ou en un point commode situé entre le dernier réacteur et le séparateur 19 pour assurer le refroidissement. L'addition d'eau ou de solution aqueuse de sulfate de titane ne fait pas or at a convenient point between the last reactor and the separator 19 to provide cooling. The addition of water or aqueous titanium sulphate solution does not
partie de l'invention.part of the invention.
On peut récupérer la solution obtenue, contenant du sulfate de titane, du sulfate de fer et des éléments à l'état de traces provenant de l'ilménite, et la traiter pour préparer des composés de titane. Ou encore, on peut traiter la solution The resulting solution containing titanium sulfate, iron sulfate and trace elements from ilmenite can be recovered and processed to prepare titanium compounds. Or, we can treat the solution
pour préparer un pigment dioxyde de titane en envoyant la so- to prepare a titanium dioxide pigment by sending the
lution vers le dispositif de décantation 20 pour en retirer to the settling device 20 to remove
les solides.solids.
Lorsqu'on prépare du dioxyde de titane, on conduit alors la solution de réaction du dispositif de décantation 20 à un, cristalliseur 23 dans lequel on cristallise le sulfate ferreux heptahydraté (vitriol vert) que l'on élimine par des moyens connus. Par exemple, on refroidit la solution entre When titanium dioxide is prepared, then the reaction solution of the decantation device 20 is conducted to a crystallizer 23 in which the ferrous sulfate heptahydrate (green vitriol) is crystallized and removed by known means. For example, we cool the solution between
environ 10 à 200C dans un cristalliseur à vide continu ou dis- about 10 to 200C in a continuous vacuum crystallizer or
continu en appliquant un vide de 0,97 bar pour former de gros cristaux de FeSO4. 7H20 que l'on peut facilement filtrer sur un filtre à tambour ou de table. On peut laver le gâteau de continuous by applying a vacuum of 0.97 bar to form large crystals of FeSO4. 7H20 that can be easily filtered on a drum or table filter. We can wash the cake
sulfate ferreux heptahydraté pour récupérer la teneur en ti- ferrous sulphate heptahydrate to recover the
tane soluble. On peut concentrer la solution venant du filtre par des moyens connus, par exemple par évaporation, avant de soluble tane. The solution from the filter can be concentrated by known means, for example by evaporation, before
la soumettre à l'hydrolyse. On peut aussi clarifier la solu- subject it to hydrolysis. We can also clarify the solution
tion avant ou après la cristallisation et l'élimination du sul- before or after crystallization and removal of sulphate
fate ferreux heptahydraté. Une étape de clarification avant la ferrous filler heptahydrate. A clarification step before the
cristallisation est avantageuse si l'on désire obtenir un sul- crystallisation is advantageous if it is desired to obtain a sulphate
fate ferreux heptahydraté de grande pureté pouvant être trans- ferrous iron heptahydrate of high purity which can be
formé ensuite, par exemple pour la préparation de réactifs des- formed, for example for the preparation of reagents
tinés à l'épuration de l'eau et au traitement des eaux usées. for the purification of water and the treatment of wastewater.
De préférence, on soumet la solution à une étape de Preferably, the solution is subjected to a step of
filtration fine avant l'hydrolyse. Après avoir retiré le sul- fine filtration before hydrolysis. After removing the
fate ferreux heptahydraté et avoir opéré une clarification et une filtration fine si nécessaire, on obtient une solution de sulfate de titane ayant un rapport Fe:TiO2 favorable, que l'on peut directement hydrolyser ou, facultativement, évaporer par i;n If necessary, a titanium sulphate solution having a favorable Fe: TiO 2 ratio, which can be directly hydrolysed or, optionally, evaporated with i, is obtained.
des moyens connus dans/evaporateur à vide jusquà la concen- known means in vacuum evaporator up to the concentration
tration désirée de TiO2, après quoi on conduit l'hydrolyse. desired treatment of TiO 2, after which the hydrolysis is carried out.
La solution venant du cristalliseur 23 est une solu- The solution from the crystallizer 23 is a solution
tion de sulfate de titanyle (TiOS04) que l'on amène au dispo- Titanyl sulphate (TiOSO4), which is brought to the
sitif d'hydrolyse 24 o l'on hydrolyse le sulfate de titanyle Hydrolysis system 24 where the titanyl sulphate is hydrolyzed
par des moyens connus pour obtenir du dioxyde de titane hydra- by means known to obtain hydrated titanium dioxide
té. Plus précisément, on hydrolyse la solution de sulfate de titanyle pour obtenir du dioxyde de titane hydraté insoluble en diluant la solution par l'eau à la température élevée. Par exemple, on préchauffe jusqu'à une température supérieure à 90'C une quantité prédéterminée de solution de sulfate de titanyle ayant de préférence une teneur en dioxyde de titane supérieure you. Specifically, the titanyl sulfate solution is hydrolyzed to insoluble hydrated titanium dioxide by diluting the solution with water at elevated temperature. For example, a predetermined amount of titanyl sulfate solution, preferably having a higher titanium dioxide content, is preheated to a temperature above 90 ° C.
à 200 g/l et on l'ajoute avec agitation à de l'au pure, pra- at 200 g / l and added with stirring to the pure,
tiquement à la même température et à raison de - à 4,5 parties de solution pour 1 partie d'eau. On fait bouillir la solution et on précipite le dioxyde de titane sous forme de particules colloïdales; les particules colloïdales floculent en donnant un dioxyde de titane hydraté filtrable. La façon de conduire l'étape d'hydrolyse est bien connue et décrite par exemple dans at the same temperature and at - 4.5 parts of solution per 1 part of water. The solution is boiled and the titanium dioxide is precipitated as colloidal particles; the colloidal particles flocculate to give a hydrous filterable titanium dioxide. The manner of conducting the hydrolysis step is well known and described for example in
les brevets US 1-851 487 et 3 071 439. U.S. Patents 1-851,487 and 3,071,439.
Après l'hydrolyse, on filtre le dioxyde de titane hydraté au moyen du dispositif de filtration 25 tel qu'un filtre After the hydrolysis, the hydrated titanium dioxide is filtered by means of the filter device 25 such as a filter
Moore et on amène le gâteau obtenu au calcinateur ou disposi- Moore and the cake is brought to the calciner or
tif de calcination 26 o on le chauffe de façon connue pour éliminer1'eau d'hydratation et l'acide sulfurique adsorbé et calcination agent 26 is heated in a known manner to eliminate the water of hydration and the sulfuric acid adsorbed and
obtenir un dioxyde de titane convenant comme pigment. obtain a titanium dioxide suitable as a pigment.
Un avantage notable du procédé de l'invention est qu'il permet de diminuer ou même d'éliminer le grand problème A significant advantage of the process of the invention is that it makes it possible to reduce or even eliminate the major problem.
posé par le rejet de l'acide épuisé et qui caractérise le pro- posed by the rejection of the spent acid and which characterizes the
cédé classique au sulfate pour la fabrication de pigment de dioxyde de titane. Plus précisément, on retraite ou on recycle conventional sulphate compound for the production of titanium dioxide pigment. More specifically, we retire or recycle
l'acide épuisé résultant des étapes de digestion, de cristal- the spent acid resulting from the digestion, crystal
lisation et d'hydrolyse du procédé>pour les utiliser dans la réaction de digestion avec l'ilménite. Ainsi, le procédé de The process is used for the digestion reaction with ilmenite. Thus, the method of
l'invention permet d'éliminer totalement ou pratiquement tota- the invention makes it possible to eliminate totally or practically
lement l'acide épuisé en tant que déchet. depleted acid as waste.
A titre d'illustration, l'acide épuisé venant du fil- By way of illustration, the spent acid from the
tre 25 est ramené par le conduit 27 au réacteur 10. Si on le désire, on peut concentrer l'acide épuisé venant du filtre 25 25 is returned via line 27 to reactor 10. If desired, the spent acid from filter 25 can be concentrated.
par évaporation de façon connue dans le dispositif de concen- by evaporation in a known manner in the concentration device.
tration 28 avant de le ramener au réacteur 10. 28 before returning it to reactor 10.
Un avantage supplémentaire et notable du procédé de l'invention est que l'on peut introduire directement l'acide épuisé recyclé dans l'un quelconque des réacteurs de digestion ou dans tous ceux-ci, pour régler la température dans chaque An additional and notable advantage of the process of the invention is that the recycled spent acid can be introduced directly into any or all of the digestion reactors to control the temperature in each
réacteur. On a ainsi un moyen commode et efficace d'équili- reactor. This provides a convenient and efficient means of balancing
brer et de régler la température d'un réacteur à l'autre. brew and adjust the temperature from one reactor to another.
Le principe et la pratique de l'invention sont il- The principle and the practice of the invention are
lustrés par les exemples ei-dessousqui ne la limitent pas car des modifications apparaîtront à tout praticien. Toutes les parties et tous les pourcentages s'entendent en poids sauf indication contraire. Les transformations sont mesurées par le degré de réaction subi par une quantité stoechiométrique de glossed by the examples below which do not limit it because modifications will appear to any practitioner. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. Transformations are measured by the degree of reaction experienced by a stoichiometric amount of
minerai traité.processed ore.
Les essais indiqués ici et dans les exemples ci-après s'effectuent comme suit: The tests shown here and in the examples below are as follows:
On mesure la surface spécifique par la méthode de sé- The specific surface area is measured by the method of
dimentation décrite dans: Jacobsen, A.E. et Sullivan, W.F., "Method For Particle Size Distribution for the Entire Subaieve Range", volume 19, page 855, Analytical Chemistry (november Dimentation described in: Jacobsen, A.E. and Sullivan, W.F., "Method for Particle Size Distribution for the Entire Subaieve Range", Volume 19, page 855, Analytical Chemistry (november
1947).1947).
Exemple 1Example 1
On a introduit dans un réacteur de digestion 800 g d'ilménite (minerai MacIntyre) ayant une surface spécifique de 0,39 m2/cm3. On a ajouté 1,16 litre d'acide sulfurique à 43 % en poids. On a élevé la température des réactifs jusqu'à 800 g of ilmenite (MacIntyre ore) having a specific surface area of 0.39 m 2 / cm 3 were charged to a digestion reactor. 1.16 liter of 43% by weight sulfuric acid was added. The temperature of the reagents was raised to
108 C en chauffant avec agitation constante à l'aide d'un a- 108 C heating with constant agitation using a-
gitateur en polytétrafluoréthylène (TEFLON). Au bout de 50 mi- polytetrafluoroethylene (TEFLON) gitator. After 50 minutes
nutes, on a filtré par gravité un échantillon de 15 ml du mé- In addition, a 15 ml sample of the material was
lange à travers un papier-filtre en verre en le faisant arriver dans un bécher de 100 ml en polypropylène. On a dosé l'acide actif et le titane (exprimé en TiO2) dans le filtrat. La teneur en acide actif était de 430g/1, soit un rapport acide actif/ Drain through a glass filter paper into a 100 ml polypropylene beaker. The active acid and titanium (expressed as TiO 2) were determined in the filtrate. The active acid content was 430 g / l, which is an active acid /
titane de 7,1.Titanium 7.1.
On détermine la transormation au bout d'environ 1 1/4 heure en analysant un échantillon de la solution. Le filtrat analysé avait une teneur en acide actif de 396,9 g/1 de Transformation is determined after about 1 1/4 hours by analyzing a sample of the solution. The filtrate analyzed had an active acid content of 396.9 g / l of
H2S04 et une teneur en titane de 78,5 g/1 (TiO2). H2S04 and a titanium content of 78.5 g / l (TiO2).
Au bout d'environ 1 1/4 heure, on a ajouté dans le réacteur 17 g de fer en poudre pour réduire la teneur en fer After about 1 hour, 17 g of iron powder were added to the reactor to reduce the iron content.
ferrique du mélange.ferric mixture.
Au bout d'environ 1 3/4 heure, on a abaissé la tem- After about 1 3/4 hours, the temperature was lowered
pérature du mélange jusqu'à 70 C en plaçant le réacteur dans un plateau d'eau de refroidissement. En analysant une portion mixing temperature up to 70 C by placing the reactor in a cooling water tray. By analyzing a portion
de la solution, après refroidissement et élimination des so- of the solution, after cooling and elimination of
lides non dissous, on a trouvé une teneur en acide actif de 353,3 g/l de H2S04 et une teneur en titane de 89,25 g/i (TiO2)) undissolved, an active acid content of 353.3 g / l H 2 SO 4 and a titanium content of 89.25 g / i (TiO 2) was found)
soit un rapport acide actif/titane de 3,96. an active acid / titanium ratio of 3.96.
On a maintenu le mélange à une température de 70 à 740C pendant environ 15 heures. On a refroidi le mélange à environ 50 C pour éteindre la réaction, on a filtré pour éliminer les solides non dissous et on a dosé l'acide actif et le titane. La teneur en acide actif était de 275,8 g/l et la teneur en titane de 1536,2 g/l (TiO2), soit un rapport acide The mixture was maintained at 70 to 740C for about 15 hours. The mixture was cooled to about 50 ° C to quench the reaction, filtered to remove undissolved solids, and the active acid and titanium were assayed. The active acid content was 275.8 g / l and the titanium content was 1536.2 g / l (TiO2), an acid ratio
actif/titane de 2,025.active / titanium of 2.025.
La solution était stable et convenait à l'hydrolyse pour la préparation de pigment de dioxyde de titane. On peut The solution was stable and suitable for hydrolysis for the preparation of titanium dioxide pigment. We can
préparer un pigment de dioxyde de titane à partir de la solu- to prepare a titanium dioxide pigment from the solution
tion selon des techniques de transformation-classiques. tion according to conventional transformation techniques.
Exemple 2Example 2
On a construit un système à deux étages comprenant un réacteur de premier étage de 5 litres, chauffé et agité, qui déborde dans un réacteur de second étage de 25 litres, cashuffé et agité. On a introduit en continu au premier étage, à raison de 3,78 g/mn, une ilménite MacIntyre présentant la distribution granulométrique suivante Granulométrie % en poids plus de 149 pm 1,2 de 74 à 149 pm 35,8 de 44 à 74 pm 23,0 de 37 à 44 pm 6,0 moins de 37 pim 34,o A two-stage system was constructed comprising a heated, stirred, 5-liter first stage reactor which overflowed into a 25-liter, liquid, stirred second stage reactor. MacIntyre ilmenite having the following particle size distribution was continuously fed to the first stage at a rate of 3.78 g / min. Granulometry% by weight more than 149 pm 1.2 from 74 to 149 pm 35.8 from 44 to 74 pm 23.0 from 37 to 44 pm 6.0 less than 37 pim 34, where
et contenant 46,8 % de TiO2. On a amené aussi au premier é- and containing 46.8% TiO2. We also brought to the first
tage, a raison de 12,5 ml/mn, une solution diluée d'acide sulfurique ayant l'analyse suivante: 29,9 % de H2SO4libre 1,4 % de sulfate titaneux (en TiO2) 3,3 % de titane soluble (en TiO2) On a ajouté le sulfate titaneux dans le réacteur de manière à réduire le fer ferrique du mélange. Initialement, on a introduit dans les deux étages suffisamment de minerai pour fournir un excés de 100% relativement au besoin stoechiométrique. On a recyclé vers le premier étage le minerai n'ayant pas réagi qui at a rate of 12.5 ml / min, dilute sulfuric acid solution having the following analysis: 29.9% of H 2 SO 4 1.4% of titanous sulphate (in TiO 2) 3.3% of soluble titanium ( TiO2) The titanium sulfate was added to the reactor to reduce the ferric iron in the mixture. Initially, sufficient ore was introduced into both stages to provide 100% excess relative to the stoichiometric requirement. The unreacted ore was recycled to the first stage.
débordant du deuxième étage afin de maintenir cet excés de mi- overflowing from the second floor in order to maintain this excess of
nerai dans le système. On a réglé le réacteur du premier étage à 106 C et celui du deuxième étage à 710 Co Les temps de séjour aux premier et deuxième étages étaient respectivement d'environ 6,8 heures et 34,2 heures. Une fois qu'un temps suffisant s'est écoulé pour que l'équilibre s'établisse, on a trouvé que 54,2% du TiO2 contenu dans le minerai d'alimentation avait réagi au premier étage et 28,2% au deuxième étage. On a obtenu une will be in the system. The first stage reactor was set at 106 C and the second stage reactor at 710 C. The residence times at the first and second stages were respectively 6.8 hours and 34.2 hours. Once sufficient time had elapsed for the equilibrium to be established, 54.2% of the TiO2 contained in the feed ore was found to have reacted to the first stage and 28.2% to the second stage. . We got a
transformation globale de 82,4% avec les deux étages. overall transformation of 82.4% with both floors.
L'analyse du produit final était la suivante: 9,4% de titane soluble (en TiO2) 9,0% de H2S04 libre The analysis of the final product was as follows: 9.4% soluble titanium (TiO2) 9.0% free H2SO4
0,3% de sulfate titaneux (en TiO2).0.3% titanous sulphate (TiO2).
Exemple 3Example 3
On a fait fonctionner le système décrit à l'exemple 2 avec les débits d'alimentation suivants dans le réacteur de premier étage: 3,27 g/mn d'ilménite (46,8% TiO2) 12,28 g/mn de solution acide diluée contenant 42% de H2SO4 The system described in Example 2 was operated with the following feed rates in the first stage reactor: 3.27 g / min ilmenite (46.8% TiO2) 12.28 g / min solution dilute acid containing 42% H2SO4
libre, sans sulfate titaneux.free, without titanous sulphate.
On a introuit aussi dans le premier étage du fer en poudre à raison de 0, 19 g/mn. On a ajouté le fer en poudre Iron powder was also included in the first stage at a rate of 0.19 g / min. Iron powder was added
pour réduire la teneur en fer ferrique du mélange. to reduce the ferric iron content of the mixture.
On a maintenu dans le Système, comme dans l'exemple 2j We kept in the system, as in example 2j
un excés de minerai de 100 % relativement au besoin stoechio- an excess of ore of 100% relative to the stoichiometric requirement
métrique. On a réglé le réacteur de premier étage à 106 C et celui du deuxième étage à 72 C. Les temps de séjours dans les premier et deuxième étages étaient respectivement d'environ metric. The first stage reactor was set at 106 C and the second stage reactor at 72 C. The dwell times in the first and second stages were respectively about
9,4 heures et 47,1 heures. Une foisque l'équilibre a été at- 9.4 hours and 47.1 hours. Once the balance has been reached
teint, on a trouvé que 73,9% du TîO du minerai d'alimentation 2 obtenu avait réagi au premier étage et 20,9% au deuxième étage. On a/ On the other hand, it was found that 73.9% of the feed ore 2 obtained had reacted at the first stage and 20.9% at the second stage. We have/
une transformation globale de 94,9% avec les deux étages. L'a- an overall transformation of 94.9% with both floors. The-
nalyse du produit final est la suivante: 8,9% de titane soluble (en TiO2) 8,8% de H2S04 libre 0,1% de sulfate titaneux (en TiO2) Analysis of the final product is as follows: 8.9% soluble titanium (TiO2) 8.8% free H2SO4 0.1% titanous sulphate (TiO2)
Exemple 4Example 4
Pour préparer une solution acide à 41,4% en poids d'acide sulfurique, on a réuni 1385 g d'acide sulfurique à 96,5% en poids, 2087,5 g d'acide épuisé contenant 16,32% To prepare an acidic solution containing 41.4% by weight of sulfuric acid, 1385 g of sulfuric acid containing 96.5% by weight and 2087.5 g of spent acid containing 16.32% were combined.
en poids d'acide sulfurique et 515 g d'eau dans un réacteur. by weight of sulfuric acid and 515 g of water in a reactor.
On a chauffé l'acide à 100 C en agitant constamment. On a The acid was heated to 100 C with constant stirring. We have
chauffé 2130 g d'ilménite (soit 2 fois la quantité stoechio- heated 2130 g of ilmenite (twice the amount stoichiometric
métrique) à 100 C et on l'a introduite dans le réacteur. On a élevé alors la température du mélange Jusqu'à environ 108 C metric) at 100 ° C. and introduced into the reactor. The temperature of the mixture was then raised to about 108 ° C.
et on l'a maintenu pendant 10,5 heures. On a prélevé pério- and held for 10.5 hours. We have collected
diquement des échantillons du mélange que l'on a analysés. samples of the mixture that were analyzed.
Au bout d'environ 8,5 heures, on n'a plus observé d'augmen- After about 8.5 hours, there was no increase in
tation de la teneur en titane soluble ce qui indiquait que la tation of the soluble titanium content which indicated that the
réaction avait atteint l'équilibre. reaction had reached balance.
Au bout d'environ 10,5 heures, on a abaissé la tempé- After about 10.5 hours, the temperature was lowered
rature du mélange jusqu'à 104 C et on a aJouté 10 g d'alumi- of the mixture to 104 ° C. and 10 g of aluminum were added.
nium granulaire. On a laissé réagir le mélange à 104 C pen- granular nium. The mixture was allowed to react at 104 ° C.
dant environ 2 heures. L'analyse du mélange après l'addition d'aluminium a indiqué un accroissement de la teneur en titane soluble, ce qui indique qu'une réaction supplémentaire s'est about 2 hours. Analysis of the mixture after addition of aluminum indicated an increase in soluble titanium content, indicating that an additional reaction was
produite par suite de la présence de l'aluminium comme réduc- produced by the presence of aluminum as a reduction
teur.tor.
Au bout d'environ 2 heures, on a abaissé la tempéra- After about 2 hours, the temperature was lowered
ture jusqu'à 74 C. On a maintenu le mélange à environ 74 C to 74.degree. C. The mixture was maintained at about 74.degree.
pendant environ 6 heures.for about 6 hours.
On a refroidi alors le mélange jusqu'à environ 50 C The mixture was then cooled to about 50 ° C
pour éteindre la réaction, on l'a filtré pour éliminer les so- to extinguish the reaction, it was filtered to remove the
lides non dissous et on a dosé l'acide actif et le titane. La teneur en acide actif était de 18,11% et la teneur en titane undissolved lides and the active acid and titanium were determined. The active acid content was 18.11% and the titanium content
de 9,04% (Tio2), soit un rapport acide actif/titane de 2,00. of 9.04% (TiO2), an active acid / titanium ratio of 2.00.
Il est évident que l'on peut modifierde nombreuses façonsl'invention décrite ci-dessus. Ces variantes restent It is obvious that the invention described above can be modified in many ways. These variants remain
comprises dans le cadre de l'invention. included in the scope of the invention.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US6544979A | 1979-08-10 | 1979-08-10 | |
US06/151,998 US4288415A (en) | 1979-08-10 | 1980-05-30 | Process for manufacturing titanium compounds using a reducing agent |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2463100A1 true FR2463100A1 (en) | 1981-02-20 |
FR2463100B1 FR2463100B1 (en) | 1983-07-22 |
Family
ID=26745611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8017626A Granted FR2463100A1 (en) | 1979-08-10 | 1980-08-08 | PROCESS FOR PRODUCING TITANIUM COMPOUNDS USING A REDUCER |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR830002446B1 (en) |
CA (1) | CA1157229A (en) |
DE (1) | DE3030178A1 (en) |
ES (1) | ES8106468A1 (en) |
FI (1) | FI70563C (en) |
FR (1) | FR2463100A1 (en) |
PL (1) | PL123217B1 (en) |
YU (1) | YU287082A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0801030A3 (en) * | 1996-04-13 | 1998-06-17 | Tioxide Group Services Limited | Production of titanium oxide |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110790307A (en) * | 2019-11-27 | 2020-02-14 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | Preparation method of colored titanium dioxide, product and application thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1014793A (en) * | 1909-12-02 | 1912-01-16 | Gen Electric | Process of obtaining titanic oxid. |
US2309988A (en) * | 1939-04-04 | 1943-02-02 | Interchem Corp | Method of treating titanium sulphate solutions |
US3091515A (en) * | 1961-09-14 | 1963-05-28 | Nat Lead Co | Method for producing titanium dioxide pigments |
FR1438798A (en) * | 1964-06-25 | 1966-05-13 | Titan Gmbh | Granular titanium dioxide and process for obtaining it |
FR2265682A1 (en) * | 1974-03-25 | 1975-10-24 | Sir Soc Italiana Resine Spa |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1504671A (en) * | 1923-07-17 | 1924-08-12 | Blumenfeld Joseph | Titanium compound |
DE1592406B2 (en) * | 1967-09-25 | 1978-12-14 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Process for the production of titanium dioxide pigments with a high degree of whiteness |
BE754202A (en) * | 1969-07-31 | 1970-12-31 | Titangesellschaft Mbg | PROCESS FOR EXTRACTING IRON FROM TITANIUM ORE |
-
1980
- 1980-08-08 FI FI802511A patent/FI70563C/en not_active IP Right Cessation
- 1980-08-08 DE DE19803030178 patent/DE3030178A1/en active Granted
- 1980-08-08 FR FR8017626A patent/FR2463100A1/en active Granted
- 1980-08-08 CA CA000357838A patent/CA1157229A/en not_active Expired
- 1980-08-08 ES ES494099A patent/ES8106468A1/en not_active Expired
- 1980-08-09 PL PL1980226165A patent/PL123217B1/en unknown
- 1980-08-09 KR KR1019800003166A patent/KR830002446B1/en active
-
1982
- 1982-12-23 YU YU287082A patent/YU287082A/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1014793A (en) * | 1909-12-02 | 1912-01-16 | Gen Electric | Process of obtaining titanic oxid. |
US2309988A (en) * | 1939-04-04 | 1943-02-02 | Interchem Corp | Method of treating titanium sulphate solutions |
US3091515A (en) * | 1961-09-14 | 1963-05-28 | Nat Lead Co | Method for producing titanium dioxide pigments |
FR1438798A (en) * | 1964-06-25 | 1966-05-13 | Titan Gmbh | Granular titanium dioxide and process for obtaining it |
FR2265682A1 (en) * | 1974-03-25 | 1975-10-24 | Sir Soc Italiana Resine Spa |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0801030A3 (en) * | 1996-04-13 | 1998-06-17 | Tioxide Group Services Limited | Production of titanium oxide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
YU287082A (en) | 1986-12-31 |
KR830004158A (en) | 1983-07-06 |
FI70563B (en) | 1986-06-06 |
KR830002446B1 (en) | 1983-10-26 |
CA1157229A (en) | 1983-11-22 |
PL123217B1 (en) | 1982-09-30 |
ES494099A0 (en) | 1981-07-16 |
DE3030178A1 (en) | 1981-03-26 |
FR2463100B1 (en) | 1983-07-22 |
PL226165A1 (en) | 1981-05-22 |
DE3030178C2 (en) | 1988-12-29 |
ES8106468A1 (en) | 1981-07-16 |
FI70563C (en) | 1986-09-24 |
FI802511A (en) | 1981-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BE886326A (en) | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF TITANIUM COMPOUNDS USING A REDUCER | |
US4288418A (en) | Process for manufacturing titanium dioxide | |
BE886327A (en) | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF TITANIUM COMPOUNDS | |
US4288417A (en) | Process for manufacturing titanium dioxide | |
EP3126294B1 (en) | Method for activating u3o8 with a view to converting same into hydrated uo4 | |
FR2766842A1 (en) | PROCESS FOR SELECTIVE PRECIPITATION OF NICKEL AND COBALT | |
WO2003089674A2 (en) | Acid beneficiation of ore | |
EP0480978B1 (en) | Process for eliminating heavy metals from phosphoric acid | |
FR2490618A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING STABLE SOLUTION OF TITANYLE SULFATES | |
FR2463100A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING TITANIUM COMPOUNDS USING A REDUCER | |
EP1468122B1 (en) | Method for the separation of zinc and nickel in the presence of chloride ions | |
CA1178784A (en) | Uranium peroxide spherical particles having a good flowability and process for preparing the same | |
FR2463099A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING TITANIUM COMPOUNDS | |
GB2055779A (en) | Preparing titanium compounds | |
FI70562C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV TITANSULFATLOESNING | |
FR2585693A1 (en) | Vanadium recovery from spent catalyst in multistage process | |
CA1174859A (en) | Process for recovering uranium as a peroxyde from an uranium ore treatment sulfuric solution | |
CA1201593A (en) | Selective removal of arsenical materials in the alkaline treatment of uranium and/or molybdenum containing ores, with a magnesium compound | |
FI71544B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV TITANSULFATLOESNING | |
FR2482137A1 (en) | PROCESS FOR THE DIRECT RECOVERY OF TRIM AND METAL ZINC POWDER, IN PARTICULAR FINE PARTICLES | |
CN117534125A (en) | Impurity removing method for titanium dioxide byproduct ferrous sulfate | |
BE505185A (en) | ||
BE499355A (en) | ||
FR2683217A1 (en) | Process for the treatment of the acidic effluents resulting from the manufacture of titanium oxide pigments according to a sulphuric process | |
BE535218A (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |