DE2004878A1

DE2004878A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Ilmemt

Info

Publication number: DE2004878A1
Application number: DE19702004878
Authority: DE
Inventors: James Hwa New York N Y Chen (V St A) P
Original assignee: BENILITE CORP
Current assignee: Kerr McGee Chemical Corp
Priority date: 1969-10-15
Filing date: 1970-02-03
Publication date: 1971-05-06
Also published as: DE2004878C3; NO130392B; IE34646L; IL35038A; ZA706712B; MY7300089A; PL81917B1; DE2004878B2; IL35038A0; JPS558572B1; IE34646B1; CY748A; GB1262401A; SE370414B; FR2065775A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Ilmenit oder anderen eisenhaltigen Titanerzen und Schlacken, z.B. Ilmenit-Magnetit, Tlmenit-Hämatit, titanhaltigem Magnetit, titanhaltigem Hämatit usw. Insbesondere handelt es sich um ein verbessertes Verfahren zum Extrahieren von Eisen und anderen säurelöslichen Bestandteilen aus verschiedenen Titanerzen, insbesondere Ilmenit, mit .Chlorwasserstoff säure, die aus den bei der Extraktion erhaltenen Abfalllaugen wiedergewonnen wurde. Man erhält dabei einen "aufbereiteten Ilmonit", auch bekannt als "synthetischer Rutil" oder "fingercichorter Ilmenit" mit hohem Gehalt an Titandioxid und geringem Eisengehalt, der besonders gute Eigenschaften aufweist und sich insbesondere als Rohmaterial zur Herstellung von Titantotraehlorid, von Titandioxidpigment und andoren Titanverbΐ ivlunren durch das "Chlorierungs"- (oder ¹¹ ChI ο r i α " -) V ο r ['.- ihren e i gn α t.

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Natürlicher Rutil, der zur Zeit das wichtigste Rohmaterial zur Herstellung von Titandioxidpigment mit Hilfe des oben genannten Chlorierungs- (oder Chlorid-) Verfahrens darstellt, wird in stetig wachsender Menge benötigt. Aufgrund der überall begrenzten Produktionskapazitäten und der steigenden Produktionskosten wird jedoch der "aufbereitete Ilmenit" bzw. der "synthetische Rutil" immer wichtiger als Ersatz für natürlichen Rutil. Dies beruht nicht nur darauf, daß (1) über die ganze Welt größere Vorkommen von Ilmenit verteilt sind und daß (2) der Titandioxidgehalt auf den entsprechenden Wert angereichert wird, sondern auch darauf, daß der synthetische Rutil vielseitiger verwendbar als der natürliche ist und diesem hinsichtlich verschiedener Eigenschaften, insbesondere seiner Porosität, überlegen ist, so daß er bei der Reaktion mit Chlorgas eine größere Kontaktfläche aufweist und daher für das Chlorierungs-(oder Chlorid-) Verfahren besser geeignet ist.

Es wurden bereits viele Versuche gemacht, um Ilmenit aufzubereiten, von denen jedoch wenige zum Erfolgt geführt haben, was hauptsächlich durch die Rostenfrage bedingt war. Bas einzige zur Zeit bekannte wirtschaftliche Verfahren ist die Auslaugung mit Säure zur Aufbereitung von Ilmenit, bei welchem der Ilmenit mit 31,5 $iger Chlorwasserstoffsäure (HCl von 20° ge) ausgelaugt wird. Vor mehreren Jahren wurden handelsübliche Mengen an aufbereitetem Ilmenit mit Hilfe dieses Verfahrens hergestellt, jedoch wurde die Produktion aufgrund von allzu hohen Gestehungskosten und von Abfallproblemen bald aufgegeben. Der hohe Salzsäureverbrauch und das Problem der Beseitigung von großen Mengen an Eisenchloridlösung machten das Verfahren unwirtschaftlich und für die Praxis ungeeignet.

Ein erfolgreiches Verfahren zur Aufbereitung von Ilmenit muß folgende Anforderungen erfüllen:

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(a) das Verfahren muß einfach und auf praktischen und leicht verfügbaren Einrichtungen durchführbar sein;

(b) es muß für die meisten Vorkommen von Ilmenit und Titanerzen überall auf der Welt anwendbar sein;

(c) die benötigten Stoffe und Chemikalien müssen im Handel zu vernünftigen Preisen erhältlich sein, so daß die Produktion überall in der Welt auf wirtschaftliche Weise durchgeführt werden kann;

(d) die Produktionskosten müssen gegenüber der Gewinnung von natürlichem Rutil zu normalen Zeiten konkurrenzfähig sein;

(e) die Qualität des Produktes muß seiner Verarbeitung auf Titandioxidpigment und anderen Titanverbindungen entsprechenjUnd es muß als Ersatz für natürlichen Rutil geeignet sein;

(f) das Produkt muß von einheitlicher Qualität sein, die sich leicht steuern läßt;

(g) es dürfen keine Probleme der Abfallbeseitigung auftreten;

(h) das Verfahren muß sich überall ohne irgendwelche Einschränkung anwenden und jeder Produktionskapazität anpassen lassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfüllt die obigen Anforderungen vollkommen; es ist daher anwendbar zur einfachen und wirtschaftlichen Herstellung von aufbereitetem Ilmenit (synthetischem Rutil) als ideale Quelle für Titandioxid und Titanmetall.

Allgemein gesprochen bedeutet das erfindungsgeiaäße Verfahren eine Möglichkeit zur Steuerung der Temperatur, des Druckes und der Salzsäurekonzentration in der chlorwasserstoff haltigen Auslaugflüssigkeit, welche bei der. Aufbereitung von Titanerzen und -schlacken verwendet wird; die Steuerung erfolgt durch unmittelbares Erwärmen der Auslaugflüssigkeit ausschließlich mit Chlorwasserstoffdampf als in den Digester eingeführtes Wärmeaustausch¹ i

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Im einzelnen besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß man das Auslaugen mit flüssiger 20 foiger IiCl in einem Digester oder einem anderen Gefäß durchführt, das von innen her mit Hilfe von unter bestimmten Druck-, Temperatur- und Zeitbedingungen eingeführtem 20 folgern HCl-Dampf beheizt wird. Nach Abtrennen der säureunlöslichen Titananteile wird die säurelösliches Eisenchlorid enthaltende Auslaugflüssigkeit in Form von 20 ?£iger HCl und Eisenoxid wiedergewonnen. Die 20 folge HCl wird dann mit entsprechenden Zusätzen unmittelbar wieder zum AuSilaugen von Ilmenit verwendet. Das Verfahren erfordert keine teuren Chemikalien oder andere Zusatzstoffe und vermeidet alle Probleme der Abfallbeseitigung.

Ilmenit wurde schon früher mit 20 $iger HCl ausgelaugt, jedoch wurde dies meist nur im Labormaßstab durchgeführt. Beim Arbeiten im technischen Haßstab hat es sich nicht bewährt, einem großen Gefäß oder Digester mit säurefester Auskleidung, worin Ilmenit und HCl eingeführt werden, von außen Wärme zuzuführen. Demgegenüber erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren das Erhitzen von innen durch Einführung von 20 folgern HCl-Dampf. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zum Auslaugen von Ilraenit mit 31 »5 ^iger HCl, wobei in das Gefäß oder den Digester Wasserdampf eingeleitet wird, herrscht beim erfindungsgemäßen Verfahren in dem Aufbereitungsgefäß eine konstante Säurestärke, die zur Entstehung eines Titanproduktes von einheitlicherer Beschaffenheit führt und es ermöglicht, als Auslaugmittel 20 folge HCl zu verwenden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren A'/ird der Ilmenit bzw. das andere titanhaltige Erz zunächst bis zu einem gewissen Grad einer Reduktion unterworfen, indem sie auf übliche Weise, z.B. ηit Koks (je nach dem Gehalt an Perri- und Perroeisen in dem betreffenden Ilmenit

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"bzw. Erz) "bei etwa 815 bis etwa 109O⁰C geröstet werden, um den Hauptanteil an Perrieisen in Ferroeisen zu überführen und gleichzeitig das Kristallgitter des Erzes aufzubrechen, damit das Eisen durch die Reaktionssäure besser angegriffen werden kann.

Der vorreduzierte Ilmenit wird dann in ein mit einer säurebeständigen Auskleidung versehenes Gefäß (Digester) aufgegeben. In das Gefäß, das während des Digerierens in langsamer Rotation gehalten wird, wird heiße, 20 gew.-^ige Chlorwasserstoffsäure eingeführt. Die Verwendung von 20 $iger HCl zum Digerieren hat verschiedene Gründe:

( 1) 20 /&ige HCl ist das am höchsten siedende aaeotrope Gemisch,und dieser höhere Siedepunkt macht das Extraktionsverfahren bei niedrigerem Druck wirkungsvoller;

(2) erprobte Wiedergev/innungsverxahren für HCl, wie sie weiter unten beschrieben nind, führen gewöhnlich zu heißer 20 ^iger HCl; da 20 ?Sige HCl das azeotrope Gemisch ist und sein HCl-rartialdruck bei hoher Temperatur niedrig genug ist, kann man stets 20 $ige HCl erhalten, einerlei wieviel Wasserdampf in den heißen zersetzten Gasen aus der Eisenchloridabiauge vorhanden ist;

(3) 20 ^f/dge HCl kann durch einfache Destillation nicht konzentriert werden; die Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure oder Calciumchlorid, um das Azeotrop aufzubrechen und höher konzentrierte HCl zu erhalten, ist unwirtschaftlich.

Im Hinblick auf.' die obigen Tatsachen ist eine Chlor'v/-'u;f;ori3toffi;;iuro mit einer Stärke von 20 Gew.-'/» Mir; brauchbar und wirtHchaCtlich zur Durchführung oincii cyolj fj'iiieri Vorfahren:; zum Aufnchließon von Iliiicrr.il \>η·Λ nn-iai'f.n t i l,unh-^ri Ii i ;^ron Krzon anzurwihen.

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Bei der Extraktion (dem Auslaugen) wird ein zweistufiges, im Gegenstrom verlaufendes Verfahren angewandt. Das Aufwärmen erfolgt in beiden Extraktionsstufen durch 20 $igen HCl-Dampf, der in einem HCl-Verdampfer bereitet wird. Während bei anderen bekannten Verfahren zum Aufheizen und zur Aufrechterhaltung der zum Digerieren nötigen Temperaturen und Drücke in das Gefäß (Digester) unmittelbar Wasserdampf eingeleitet wurde, erfolgt das Aufheizen erfindungsgemäß unmittelbar durch Einleiten von 20 ^iger HCl in Dampfform. Hierbei wird eine Verdünnung der Säure mit Waserdampfkondensat vermieden, und in dem Reaktionagemisch wird während der gesamten Digerierporiode die wirkungsvollste Säurekonzentration aufrechterhalten. Aus der Literatur geht hervor, daß bei Ver-> Wendung von Wasserdampf zum Aufheizen die Menge an kondensiertem Dampf von vielen Paktoren abhängt, von denen einige, wie die Menge des Wärmeverlustes usw., nicht kontrollierbar sind. Infolgedessen schwankt bei den gegenwärtigen Verfahren die Säurekonzentration von Charge zu Charge, so daß auch die Qualität des Produkte.^ starken Schwankungen unterworfen ist. Verwendet man dagegen 20 $ige dampfförmige HCl zum Aufheizen, so ist das Problem des Schwankens der Säurekonzentration von Charge zu Charge überwunden,und man erhält ein Titandioxid von einheitlicherer Beschaffenheit.

Für einen Ilrnenit von 55 bis 60 i> TiOp beträgt der Gesamtverbrauch an Säure einschließlich der während des Digerierens kondensierten HCl etwa 2,6 Gew.-Teile an 20 gew.-yiiger HCl je 1 Teil Ilmenit. Der tatsächliche Verbrauch für einen Ilme/nlt oder ein anderes Titanerz bzw. eine entsprechende Schlacke usw. hängt ab von dem Eisengehalt und den außer dein Titan in dem Erz enthaltenen oäurolösliirhon Antoilun. Um eine maximale Extraktion von Kir.en und anderen näurelös 1 ionon GtoTfcn im

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Erz sicherzustellen, sollte ein stöchiometrischer Überschuß von 15 Ms 20 Gew.-$ an Säure gewählt v/erden. Im ersten Auslaugstadium wird dez* vorreduzierte Ilmenit "bzw. das andere Erz extrahiert mit einer gemischten Lösung, die sich aus der Ablauge aus der zweiten Auslaugstufe einer vorangehenden Charge plus dej4ialben Menge des gesamten Säurebedarfs, wie oben festgelegt, an wiedergewonnener HCl in einer Konzentration von 20 Gew.-$S zusammensetzt. Zum Auslaugen in zweiter Stufe verwendet man die Restmenge, d.h. die andere Hälfte des gesamten Säurebedarfs in Form von 20 folger HCl. Da dampfförmige 20 $ige HCl als Heizmedium verwendet wird, wird während des Auslaugens etwas Chlorwasserstoffsäure kondensiert; die Menge hängt ab von der Konstruktion bzw. dem Wärmeverlust des Digeriergefäßes, von der .Auslaugdauer und von der ursprünglichen Temperatur der Chargen und der Vorrichtung.

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Will man eine besonders gute Extraktion erzielen, so führt man zweckmäßigerweise beide Auslaugstufen unter einem Druck von etwa 20 bis 50 atü und bei einer Arbeitstem-peratur zwischen etwa 103 und 145⁰C durch. Unter diesen Bedingungen dauert jede Auslaugstufe etwa 5 Std. Der genaue Zeitbedarf hängt selbstverständlich von der Art und den Eigenschaften des Rohmaterials (Ilmenit oder andere Titanerze) ab. Bis zu 94 *& des Eisengehaltes im

sich
ursprünglichen Ilmenit Tösi/, wie gefunden wurde, in der Säure. Der Rückstand enthält etwa 98 "p des ursprünglich im Ilmenit anwesenden TiOp* ^^iese hohe Extraktionswirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf verschiedenen Faktoren, u.a.:

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(1) 20 gew.-$ige HCl hat den am besten konstanten Siedepunkt, so daß die Extraktion bei höchstmöglicher Temperatur durchgeführt werden kann;

(2) 20 gew.-^ige HCl hat die beste Reaktionsfähigkeit, die höher ist als bei einer Säure von höherer oder niedrigerer Konzentration;

(3) 20 gew.-$ige HCl hat einen sehr geringen HCl-Partialdruck bei Siedetemperatur, so daß die Säureverluste beim Verdampfen sehr gering bleiben;

(4) es ist bekannt, daß TiO^ in salzsaurer Lösung in schwächerer Konzentration bei höherer Temperatur vollständiger hydrolysiert und ausgefällt werden kann. Eine Säurekonzentration von 20 Gew.-io beim Auslaugen verringert daher die Verluste an in der Auslauglösung zurückbleibendem TiO ·

(5) ein Rösten des Rohmaterials unter gesteuerten reduzierenden Bedingungen bricht nicht nur das Kristallgitter des Erzes auf und macht das Eisen leichter angreifbar durch die Reaktionssäure, sondern es wird hierbei auch der Hauptanteil des Perrieisens zu Ferroeisen reduziert, das im allgemeinen in der Säure leichter löslich ist;

(6) das wichtigste Kennzeichen des Verfahrens ist das Aufheizen während des Auslaugens mit 20 $iger dampfförmiger HCl, wodurch die Säurekonzentration während der ganzen Auslaugperiode auf ihrem optimalen Wert gehalten wird, ohne daß eine Verdünnung durch kondensierten Wasserdampf zu befürchten ist. Man könnte die Präge stellen, ob nicht ein Aufheizen mit indirektem Dampf oder anderen. Mitteln die Kondensation verhindern würde. Bedenkt man jedoch die Korrosivwirkung von siedender HCl, so könnte das indirekte Aufheizen nur durchgeführt

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werden, wenn sehr teure Metalle, wie Tantal oder Titan für das Auslauggefäß und die ganze Vorrichtung verwendet werden würden.Im allgemeinen ist jedoch der Digester aus wesentlich weniger aufwendigen Stoffen, wie säurebeständigen Kacheln, hergestellt und mit einer Gummiauskleidung versehen. Ein unmittelbares Aufheizen von innen ist daher praktischer und hinsichtlich der Torrichtung auch billiger.

Das konstant siedende azeotrope Gemisch von HCl und Wasser hängt vom jeweils herrschenden Druck ab. So enthält "beispielsweise das konstant siedende Säuregemisch "bei 760 mm Hg 20,22 $> HCl (Siedepunkt 108,58⁰C), bei 1 000 mm Hg enthält es 19,73 # HCl und siedet bei 116,18⁰C, bei 1 200 mm Hg enthält es 19,42 56 HCl und siedet bei 122,38⁰C. Die wiedergewonnene HCl ist im allgemeinen etwa 20 $ig, und diese Säurekonzentration ist für die verschiedenen oben angeführten Drücke geeignet.

Die Ablauge aus der ersten Auslaugstufe enthält das sämtliche dem Erz entzogene Eisen in Form von Chlorid und etwas freie Säure. Müßte diese Ablauge vernichtet v/erden, so würden hierdurch nicht nur Verschmutzungsprobleme auftreten, sondern das Verfahren würde auch unwirtschaftlich werden. Bei dem erfindungsgemäßen cyclischen Verfahren wird daher als wichtige Maßnahme die Chlorwasserstoffsäure aus der Ablauge zur Wiederverwendung gewonnen, wobei als Nebenprodukt Eisenoxid erhalten wird, das an Stahlwerke abgegeben werden kann. Die Aufbereitung der Säure ist nicht Teil der Erfindung, sondern erfolgt auf übliche V/eise nach Verfahren, wie dem "Aman"-Verfahren zur Wiedergewinnung von HCl von Woodall-Duckham, England oder in einer Wiedergewinnungsvorriehtung von Dr. Otto & Co., Ooul,;nchland. Diene Verfahren eignen sich

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zur Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Auslaugverfahren. Im allgemeinen ähneln sich all diese Verfahren zur Wiedergewinnung von HGl trotz gewisser Unterschiede in Einzelheiten in ihrer Durchführung. Im folgenden sei ein derartiges Verfahren zur Wiedergewinnung von HCl beschrieben:

Das Verfahren beruht auf einer Hydrolyse von Metallchloriden bei hoher Temperatur durch unmittelbaren Kontakt mit Verbrennungsgasen. Die chemischen Reaktionen lassen sich wie folgt darstellen:

>* PeCl₂ + 1/2

_{3 2 2}

(260⁰C - 500⁰C)

2PeCl₂ + 2H₂O + 1/2 0₂->Fe₂0₃ + 4 HCl

Cl₂ + H₂O >* 2HCl + 1/2 O₂

(im Absorber)

Man erhält also als Reaktionsprodukte Ferrioxid und Chlorwasserstoff. Die Vorrichtung zur technischen Durchführung dieses Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem Reaktor mit einer Einrichtung zur Verbrennung von Brennstoff und einem Absorptionsturm für HCl sowie den zusätzlichen Vorratsgefäßen, Pumpen und Gebläsen. Die Ablauge wird unter hohem Druck zu Sprüheinrichtungen im Kopf des Reaktors gepumpt. Die sehr fein versprühte Lauge kommt in direkten Kontakt mit heißen Verbrennungsgasen aus Verbrennungskammern, die in der Nähe des Reaktorbodens angeordnet sind. Die Bedingungen innerhalb des Reaktors sind so gewählt, daß Laugentröpfchen sofort zur Trockene verdampft werden. Das vorhandene Eisenchlorid reagiert mit dem in den Verbrennungsgasen vorhandenen Wasserdampf und Sauerstoff zu Ferrioxid und Chlorwasserstoff.

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Die heißen Verbrennungsgase, die Wasserdampf und HCl enthalten und eine kleine Menge an fein verteiltem Oxid mitführen, werden durch eine Batterie von Cyclonen hindurch in eine mit Füllung versehene Kolonne geleitet. Unter adiabatischen Bedingungen und bei erhöhter Temperatur werden dort HCl und Cl_? absorbiert. Das im wesentlichen von HCl befreite Gas wird in die Atmosphäre abgeblasen. Man gewinnt auf diese Weise eine rund 20 gew.-e Salzsäurelösung von 91⁰C zurück.

Das im Reaktor gebildete Ferrioxid setzt sich am Gefäßboden ab und wird von einem pneumatischenFördersystem abgesaugt. Gelegentlich auftretende Oxidklumpen werden mit einer Brechvorrichtung zerkleinert, um ein Verstopfen zu verhindern. Das pneumatische Förderwerk führt das Eisenoxid zu einem Bunker, in den auch der Staub aus den Cyclonen abgeführt wird.Um die Weiterbehandlung zu erleichtern, kann das feine Oxidpulver mit etwas Wasser gemischt und in einer Tablettiertrommel zu Tabletten verpreßt werden.

In der Zeichnung ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbereiten von Ilinenit (bzw. von anderen Titanerzen) dargestellt. Das Verfahren ist jedoch nicht an diese Anlage gebunden, die durch andere gleichwertige ersetzt werden kann. So kann anstelle der dargestellten, für den chargenv/eisen Betrieb geeigneten Vorrichtung auch eine kontinuierlich arbeitende verwendet werden.

1 ist ein drehbarer Kugeldigester aus Flußstahl, der mit einer von säurebeständigen Kacheln bedeckten Gummiauskleidung versehen ist. Ein Digester von 40 cm Durchmesser kann z.B. 16,5 t Ilüienit in einer Charge aufnehmen. 2 ist ein Verdampfer für HCl mit säurefesten

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Graphitheizröhren, worin die Säure mit Hilfe von Wasserdampf von außen verdampft wird. 3 ist ein HCl-Tank aus säurefestem Graphit oder einem verstärkten Phenolformaldehydharz zur Steuerung des Säurestandes und zur Trennung von gasförmiger und flüssiger HCl. Dem Verdampfer wird 20 $ige HCl von etwa 91⁰C zugeführt, woraus der zum Aufheizen des Digesters verwendete HCl-Dampf erzeugt wird. Während der Aufbereitung wird im Digester ein Druck von bis zu etwa 3»5 atü, dem eine Temperatur

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von bis zu etwa 143 C entspricht, aufrechterhalten. Nach vollständiger Aufbereitung wird das Produkt aus dem Mannloch in ein Pumpgefäß 4 abgeführt, mit Wasser gemischt und auf ein Filter gepumpt. Das abfiltrierte Produkt wird säurefrei gewaschen und dann getrocknet, so daß man einen aufbereiteten llmenit mit 90 bis 95 i° TiO j_e nach der ursprünglichen Zusammensetzung des Erzes, erhält. Die Ablauge, die neben einem kleinen Anteil freier HCl hauptsächlich Perri- und Ferrochlorid enthält, wird gewöhnlich einem Verdicker aus säurefestem Material zugefügt, wo noch ein feiner Schlamm von TiO₂ gewonnen v/ird. Die klare Ablauge v/ird dann der oben beschriebenen Einrichtung zur Rückgewinnung von HCl zugeführt, und die dort wiedergewonnene 20 'folge Saure wird wieder zur Aufbereitung des Erzes und/oder zum Verdampfen verwendet, so daß der Kreislauf geschlossen ist. Zum Ausgleich für Verluste durch Verspritzen usw. wird dem SjEtem noch eine kleine Menge Zuoatzsäure, meist weniger als 5 i> der Gesamtsaure, zugefügt.

Bekanntlich ist eine Salzsäure von 20 Gew.-^ die höchste Konzentration, die man bei den oben beschriebenen zur Zeit bekannten Rück/rewinnungsverfahrcn erhalten kann. Die Verwendung dieser unmittelbar aus der Wiedergewinnungseinrichtung erhaltenen heißen 20 ?'jgen HCl, die gewöhnlich eine Temperatur von 91⁰C hat, zusaram-en mit dem

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erfinderischen Merkmal der Verwendung von 20 tigern HCl-Dampf zum Aufheizen₇ erspart das teure und zeitraubende Konzentrieren der 20 ^igen HCl, bei der es sich um das azeotrope, konstant siedende Gemisch handelt, auf eine höhere Konzentration, was unerlässlich wäre, wenn man zum Aufheizen Wasserdampf verwenden würde. Darüber hinaus ermöglicht jedoch diese Maßnahme axich die Durchführung des Verfahrens mit höherem Wirkungsgrad als die bekannten Verfahren, bei denen mit stärkerer HCl axisgelaugt und mit Wasserdampf aufgeheizt wird. Zudem erhält man erfindungsgemäß ein Titandioxid von einheitlicherer Beschaffenheit.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das Beispiel näher erläutert.

Beispiel

In Indien gewonnener "Quilon"-Ilmenit der folgenden Zusammensetzung wurde durch 40 min langes Erhitzen mit Koks bei etwa 900°c vorreduaiert:

TiO₂ 59,55 Io

Fe₂O₅ 22,73 ⁰P

FeO 10,77 #

Al₂O₅ 1,44 ?5

SiO₂ 1,41 Io Rest andere Oxide xisw.

1 Gew.-Teil des vorreduzierten Ilmenits wurde in zwei Stufen axisgelaugt, wozu insgesamt 2,6 Gew.-Teile (Überschuß 15 f) auf 100⁰C erhitzte frische 20 ^f/.ige HCl verwendet wurde; ,jede Stufe dauerte 5 ΠΜ., und es wurde mit ^O ^cM_i*f>n HCI-".Dampf von K)O⁰C direkt: aufgeheizt. Nach Abtrennen und Trocknen hatte? der aufbereitete Ilmcnit f ο 1 /·; ο η η e Z u s a inn c η r. r L zu η g:

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92,12 #

^Pe2°3 3,10 io

FeO 0,25 io

Bas Gewichtsverhältnis von aufbereitetem Ilmenit zu Rohmaterial betrug 63:100. Das Eisen wurde zu 93,7 % extrahiert und die Menge an wiedergewonnenem TiO betrug 97,5 ⁰Io.

Pa ten tansprüche

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Claims

T)H.ING. K.AVUKSTHOI^F 8 MÜNCHEN HIPL. ING. G. PULS SCHWIWEKST HH.K.T.PKCHMANN τγι-κϊόκ 22 00 31 DH. ING. 1). HKHKKNS τκΐ,ΕαιίΑΜΜΛΒίίΕΒβΕ« PATKNTANWiM1K 1 C photectpatkxt 11-37- 293 Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Titanerzen und -schlacken durch Auslaugen des Rohmaterials in einem Digester mit Chlorwasserstoffsäure, wobei man eine Ablauge mit säurelöslichen Verunreinigungen und säureunlösliches Titan erhält, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohmaterial mit flüssiger Chlorwasserstoff säure auslaugt, die zur Steuerung der Temperatur, des Druckes und der Chlorwasserstoffkonzentration ausschließlich mit dampfförmiger Chlorwasserstoffsäure als V/ärmeaustauschmittel direkt aufgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Titanerz Ilmenit verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als dampfförmiges, chlorwasserstoifhaltiges V/ärmeaustauschmittel Dämpfe eines azeotropen Gemisches verwendet, in welchem die Chlorwasserstoff Säurekonzentration etwa 20 Gew.-$ beträgt.

4. Verfahren nach.einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man zum Auslaugen ein flüssiges azeotropes Gemisch mit einer Chlorwasserstoff-Säurekonzentration von etwa 20 Gew.-$ verwendet.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man zum Auslaugen ein aus der Ablauge regeneriertes flüssiges azeotropes Gemisch von Chlorwasserstoffsäure und V/asser verwendet, das man dem Digester zuführt.

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6. Verfahren nacli einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man das Auslaugen bei einem Druck von bis zu etwa 3,5 atü und einer Temperatur von bis zu etwa 14 3⁰C durchführt.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man das Auslaugen in zwei oder mehr Stufen im Gegenstrom durchführt.

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