FI58112C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FINFOERDELADE OXIDER AV GRUNDAEMNEN VILKAS KLORIDER AER LAETTFLYKTIGA - Google Patents
FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FINFOERDELADE OXIDER AV GRUNDAEMNEN VILKAS KLORIDER AER LAETTFLYKTIGA Download PDFInfo
- Publication number
- FI58112C FI58112C FI2920/74A FI292074A FI58112C FI 58112 C FI58112 C FI 58112C FI 2920/74 A FI2920/74 A FI 2920/74A FI 292074 A FI292074 A FI 292074A FI 58112 C FI58112 C FI 58112C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- oxide
- reaction
- process according
- reaction mixture
- plant
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 25
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 19
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C22B34/1218—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 dry processes
- C22B34/1222—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 dry processes using a halogen containing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/20—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state
- C01B13/22—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state of halides or oxyhalides
-
- 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
- C01G23/07—Producing by vapour phase processes, e.g. halide oxidation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
I KUUUUTUSJULKAISUI ANNOUNCEMENT
jggr· lbj (11) UTLÄGGNINGSSICRIFT böl 1 2 C Patentti siyinnetty 10 12 1;ό0 ·#» ^ Patent meddelat ^ (51) Kv.ik.Wci.3 C 01 G 23/04, C 01 B 13/22 SUOM I —FI N LAN D (21) PmnttihtliMNu*—P«tiw«ft»ekRln| 2920/lk (22) H»k*ml*pilvl — Aiwftknlngsdag 07.10.7b (23) Alkupttlvt —Gltt)(h«tsda| 07.10.7^+jggr · lbj (11) UTLÄGGNINGSSICRIFT böl 1 2 C Patent filed 10 12 1; ό0 · # »^ Patent meddelat ^ (51) Kv.ik.Wci.3 C 01 G 23/04, C 01 B 13/22 ENGLISH I —FI N LAN D (21) PmnttihtliMNu * —P «tiw« ft »ekRln | 2920 / lk (22) H »k * ml * clouds - Aiwftknlngsdag 07.10.7b (23) Alkupttlvt —Gltt) (h« tsda | 07.10.7 ^ +
(41) Tullut JuIMmIuI — Bllvlt offuntllg 09,. 7C(41) Tullut JuIMmIuI - Bllvlt offuntllg 09 ,. 7C
Patentti- ja rekisterihallitut (44) NihtivtoJp™ j. kuul.Jullai.un pvm.-Patent and Registration Office (44) NihtivtoJp ™ j. month.Jullai.un date.-
Patent· och registerstyralsen AniOktn utiagd och uti.tknftm pubiicund 29.08.80 (32)(33)(31) Pyydetty ttuolkwi—Begird prlorltet o8.10.73Patent · och registerstyralsen AniOktn utiagd och uti.tknftm pubiicund 29.08.80 (32) (33) (31) Pyydetty ttuolkwi — Begird prlorltet o8.10.73
Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 23501+69.0 (71) Kronos Titan-GmbH, 5090 Leverkusen 1, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Achim Hartmann, Leverkusen, Achim Kulling, Leverkusen, Hans Thumm,Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) P 23501 + 69.0 (71) Kronos Titan-GmbH, 5090 Leverkusen 1, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Achim Hartmann, Leverkusen, Achim Kulling, Lummkusen, Leverkusen,
Leverkusen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7I+) 0y Roister Ab (5I+) Menetelmä sellaisten alkuaineiden hienojakoisten oksidien valmistamiseksi, joiden kloridit ovat helposti haihtuvia - Förfarande för fram-ställning av finfördelade oxider av grundämnen, vilkas klorider är lättflyktigaLeverkusen, Federal Republic of Germany Tyskland (DE) (7I +) 0y Roister Ab (5I +) Method for the preparation of finely divided oxides of elements with readily volatile chlorides
Keksintö koskee menetelmää sellaisten alkuaineiden hienojakoisten oksidien valmistamiseksi, joiden kloridit ovat helposti haihtuvia, reagoittamalla vastaavia klorideja hapen tai happipitoisen kaasun kanssa korkeissa lämpötiloissa.The invention relates to a process for the preparation of finely divided oxides of elements whose chlorides are easily volatile by reacting the corresponding chlorides with oxygen or an oxygen-containing gas at high temperatures.
On tunnettua valmistaa hienojakoisia oksideja, esim. titaanioksidia, siten, että haihtuvaa kloridia, esim. titaanitetrakloridia ja happea tai hap-pipitoista kaasua johdetaan hapetuskammioon joko toisiinsa sekoitettuna tai erikseen. Hapetuskammiossa tapahtuu korkeissa lämpötiloissa reaktio, jossa muodostuu vastaavaa oksidia, esim. titaanidioksidia, hienojakoisessa muodossa ja klosrria. Tarvittavien korkeiden lämpötilojen saavuttamiseksi tulee ainakin toinen kahdesta reaktiokomponentista kuumentaa ennen johtamista hapetuskammioon ja/tai täytyy tuoda jotain muuta ainetta, joka joko kuumennetaan ennen hapetuskammioon johtamista korkeaan lämpötilaan tai poltetaan hapetuskammion sisällä, jolloin muodostuu lämpöä. Hapetuskammio voi olla joko tyhjä tai siinä voi olla karkeiden osasten muodostama fluidisoitu kerros. Saatu kaasnn ja kiinteän aineen seos, jonka lämpötila on yleensä yli 1000°C, täytyy jäähdyttää hapetuskammiosta poistumisen Jälkeen ennen kuin kiinteä aine erotetaan seok- 2 58112 sesta. Jäähdytyn voidaan suorittaa sekoittamalla seokseen kylmää kaasua ja/tai epäsuorasti ulkopuolelta jäähdytetyssä lämmönvaihtajassa. Pigmentin erottaminen suoritetaan suodattimessa ja/tai syklonissa ja/tai jossain muussa sopivassa laitteessa. Oksidi voidaan erottaa kuivana tai pesemällä sopivalla, esimerkiksi vesipitoisella nesteellä. Pigmentin erottamisen jälkeenjyritään kloori johtamaan kloorauslaitokseen vastaavan kloridin valmistamiseksi uudelleen malmista tai jostakin muusta oksidimateriaalista, jota käytetään uudelleen lähtö-tuo teenaoksidin valmistamiseksi. Tätä varten on välttämätöntä puristaa kloo-ripitoinen kaasu paineen alaiseksi ennen sen johtamista kloorauslaitokseen kloorauslaitoksessa tapahtuvien painehäviöiden voittamiseksi. Tämän yhteydessä esiintyy vaikeuksia, jotka johtuvat erityisesti siitä, etiäklooripitoinen kaasu sisältää pieniä määriä ei-reagoinutta kloridia, oksidikloridia ja oksidihiuk-kasia, joita eroituslaite ei pidättänyt pigmentin erotuksen yhteydessä. Nämä aineet tarttuvat kompressoreihin ja muodostavat kerrostumia. Tämän takia aiheutuu toistuvia käyttöhäiriöitä. Tämän vuoksi on ehdottoman välttämätöntä vapauttaa klooripitoinen kaasu näistä aineista ennen kaasun kokoonpuristamista.It is known to produce finely divided oxides, e.g. titanium oxide, by introducing a volatile chloride, e.g. titanium tetrachloride and oxygen or an oxygen-containing gas, into the oxidation chamber either mixed together or separately. In the oxidation chamber, a reaction takes place at high temperatures to form the corresponding oxide, e.g. titanium dioxide, in finely divided form and chlorine. To achieve the required high temperatures, at least one of the two reaction components must be heated before being introduced into the oxidation chamber and / or some other substance must be introduced which is either heated to high temperature before being introduced into the oxidation chamber or combusted inside the oxidation chamber to generate heat. The oxidation chamber may be either empty or may have a fluidized bed of coarse particles. The resulting mixture of gas and solid, which is generally above 1000 ° C, must be cooled after leaving the oxidation chamber before the solid is separated from the mixture. Cooling can be performed by mixing the mixture with cold gas and / or indirectly in an externally cooled heat exchanger. The separation of the pigment is performed in a filter and / or cyclone and / or in another suitable device. The oxide can be separated dry or by washing with a suitable, for example aqueous liquid. After separation of the pigment, the chlorine is ground to a chlorination plant to re-produce the corresponding chloride from the ore or some other oxide material that is re-used to produce the starting oxide. To this end, it is necessary to pressurize the chlorinated gas before it is introduced into the chlorination plant in order to overcome the pressure losses in the chlorination plant. In this connection, difficulties arise, in particular due to the fact that the acetic-containing gas contains small amounts of unreacted chloride, oxide chloride and oxide particles which were not retained by the separation device during the separation of the pigment. These substances adhere to the compressors and form deposits. This causes recurring malfunctions. Therefore, it is absolutely necessary to release chlorine-containing gas from these substances before compressing the gas.
Saksalaisessa hakemusjulkaisussa 1 817 347 on ehdotettu kaasun pesemistä 50°C ei-yliitävässä lämpötilassa väkevällä rikkihapolla ja puristamalla sen jälkeen neste-mäntä-kompressorilaitteessa käyttäen työnesteenä väkevää rikkihappoa. Sen jälkeen kaasu johdetaan erotuslaitteeseen kiinteän aineen ja rikkihapon jäännösmäärien poistamiseksi ennen kaasun johtamista kloorauslaitokseen. Menetelmällä on huomattavia epäkohtia. Pesemällä erotetut aineet reagoivat muodostaen sulfaattia ja menetetään prosessista. Sulfaatin muodostuksen vuoksi suurenee sitäpaitsi rikkihapon viskositeetti, niin että se on vaikeasti käsiteltävää ja täytyy usein korvata tuoreella rikkihapolla. Kylmä kokoonpuristettu kaasu täytyy kuumentaa uudelleen ennen kloorauslaitokseen johtamista tai kloorauelaitokeessa täytyy lisäksi polttaa huomattava määrä polttoainetta, esimerkiksi koksia, kloorauksen ylläpitämiseksi. Koko laitos jäähdytysaggre-gaatteineen, pesulaitteineen, kompressoreineen ja jäännöksen erotuslaitteineen on hyvin monimutkainen, tämän vuoksi esiintyy vaikeuksia prosessin säätämiseksi. Kojeet ovat alttiita häiriöille ja aiheuttavat korkeita korjauskustannuksia.German application 1 817 347 proposes washing the gas at a temperature not exceeding 50 ° C with concentrated sulfuric acid and then compressing it in a liquid-piston-compressor device using concentrated sulfuric acid as the working liquid. The gas is then passed to a separator to remove residual solids and sulfuric acid before being introduced to the chlorination plant. The method has significant drawbacks. The substances separated by washing react to form sulphate and are lost from the process. In addition, due to the formation of sulphate, the viscosity of sulfuric acid increases, so that it is difficult to handle and often has to be replaced by fresh sulfuric acid. The cold compressed gas must be reheated before being fed to the chlorination plant or, in addition, a considerable amount of fuel, for example coke, must be burned in the chlorination plant to maintain chlorination. The whole plant with its refrigeration units, washing equipment, compressors and residue separation equipment is very complex, which makes it difficult to control the process. The devices are prone to interference and cause high repair costs.
Nyt on keksitty uusi menetelmä sellaisten alkuaineiden hienojakoisten oksidien valmistamiseksi, joiden kloridit ovat helposti haihtuvia, reagoitta-malla vastaavia klorideja hapen tai happipitoisen kaasun kanssa korkeissa lämpötiloissa, jolla menetelmällä ei ole mainittuja epäkohtia. Menetelmälle on tunnusomaista se, että reaktio suoritetaan alle 1,4 aty:n ylipaineessa ja re-aktioseos johdetaan, ylipaineesta johtuen, ilman uutta kokoonpuristusta seuraa-vien vaiheiden kautta kloorausvaiheeseen, jossa kyseessä olevaa kloridia muodostuu uudelleen.A new process has now been invented for the preparation of finely divided oxides of elements whose chlorides are easily volatile by reacting the corresponding chlorides with oxygen or an oxygen-containing gas at high temperatures, which process does not have the said drawbacks. The process is characterized in that the reaction is carried out at an overpressure of less than 1.4 aty and the reaction mixture is passed, due to the overpressure, without further compression, through the subsequent steps to the chlorination step, where the chloride in question is reconstituted.
Tämän menetelmän eräs oleellinen etu on siinä, että hapetuskammiossa vallitseva paine riittää johtamaan reaktioseoksen laitoksen kaikkien sen jälkeen olevien osien läpi siten, että oksidin poistamisen jälkeen reaktioseos 58112 voidaan johtaa riittävällä ylipaineella kloorauslaitokseen ilman että tarvitaan väliin sovitettuja kompressoreja. Ainoa kohta, jossa painetta synnytetään, on se kohta, jossa reaktiokomponentit johdetaan hapetuskammioon.Tällöin on paljon korkeampi oksidin erotuslaitteen kuormitus mahdollinen kuin tunnetuissa menetelmissä. Kysymyksen ollessa samansuuruisesta käsiteltävästä ainemäärästä voi erotuslaite olla pienempi tai samalla erotuslaitteen mitoituksella voidaan käsiteltävää ainemäärää suurentaa. Sama pätee itse hapetuskammiolle ja ha-petuskammion jälkeen olevalle jäähdytyslaitteelle. Eräs keksinnön mukaisen menetelmän lisäetu on siinä, että ei ole välttämätöntä pestä oksideista vapautettua kaasua rikkihapolla ja suorittaa jälkipuhdistusta. Pesulaitoksen poisjäämisen kanssa poistuu myös se haitta, että ei-reagoineitä klorideja ja oksidiklori-deja menetetään. Nämä voidaan päinvastoin johtaa koko laitoksen läpi klooraus-hitokseen. Kloridin hapettaminen voidaan tämän vuoksi suorittaa olosuhteista riippuen siten, että se tapahtuu epätäydellisesti, so. että merkittävä osa kloridia ei reagoi hapetuskammiossa. Tähän asti on hapetus täytynyt suorittaa mahdollisimman korkeissa lämpötiloissa kloridin reaktion saamiseksi tapahtumaan mahdollisimman täydellisesti, kun taas keksinnön mukaisessa menetelmässä on mahdollista työskennellä alemmissa lämpötiloissa. Tällöin voidaan toisaalta säästää energiaa reaktiokomponenttien esikuumennusta varten ja toisaalta voi jäähdytyslaite reaktioseosta varten olla pienempi ja/tai yksinkertaisempi kuin tunnetuissa menetelmissä. Siinä tapauksessa, että käytetään palavia apukaasu-ja, on tarvittava määrä vähäisempi kuin vastaavissa tunnetuissa menetelmissä.An essential advantage of this method is that the pressure in the oxidation chamber is sufficient to pass the reaction mixture through all subsequent parts of the plant so that after oxide removal, the reaction mixture 58112 can be fed to the chlorination plant with sufficient overpressure without the need for intervening compressors. The only point where pressure is generated is the point where the reaction components are introduced into the oxidation chamber. In this case, a much higher load on the oxide separation device is possible than in known methods. In the case of the same amount of material to be treated, the separating device can be smaller or the same amount of material to be treated can be increased by dimensioning the separating device. The same applies to the oxidation chamber itself and to the cooling device downstream of the oxidation chamber. A further advantage of the method according to the invention is that it is not necessary to wash the gas released from the oxides with sulfuric acid and to carry out post-purification. With the omission of the washing plant, the disadvantage that unreacted chlorides and oxide chlorides are lost is also eliminated. On the contrary, these can be passed through the entire plant to the chlorination dam. The oxidation of the chloride can therefore be carried out, depending on the circumstances, in such a way that it takes place incompletely, i.e. that a significant portion of the chloride does not react in the oxidation chamber. Until now, the oxidation has had to be carried out at the highest possible temperatures in order to make the chloride reaction as complete as possible, while in the process according to the invention it is possible to work at lower temperatures. In this case, on the one hand, energy can be saved for preheating the reaction components and, on the other hand, the cooling device for the reaction mixture can be smaller and / or simpler than in known methods. In the case where flammable auxiliary gases are used, the amount required is less than in the corresponding known methods.
Ne voidaan myöskin jättää kokonaan pois. Koska oksidin kaasuseoksesta erottamisen jälkeen ei tarvita mitään kompressoreja, ei ole tarpeen jäähdyttää kaasua alempaan lämpötilaan kuin mitä on ehdottomasta! välttämätöntä oksidin erottamista varten. Tämän johdosta on mahdollista johtaa kaasu kloorauslaitokseen korkemmassa lämpötilassa kuin tähän asti. Tällä tavalla pienenee polttoaineen tarve kloorauslaitoksessa.They can also be omitted altogether. Since no compressors are required after the oxide is separated from the gas mixture, it is not necessary to cool the gas to a lower temperature than is absolutely necessary! necessary for the separation of the oxide. As a result, it is possible to lead the gas to the chlorination plant at a higher temperature than before. In this way, the need for fuel in the chlorination plant is reduced.
Koko laitos hapetuskammioineen ja kloorauslaitoksineen on rakenteeltaan yksinkertainen; prosessia voidaan helposti säätää.The whole plant with its oxidation chambers and chlorination plants is simple in structure; the process can be easily adjusted.
Hapetuskammiossa käytettävän ylipaineen alaraja riippuu mm. koko laitoksen mitoituksista, yksityisten aineiden käytettävistä määristä ja muista reaktio-olosuhteista. Ne voidaan helposti selvittää kokeilla kulloistakin tapausta varten. Oleellista on vain se, että hapetuskammiossa vallitseva ylipaine riittää voittamaan painehäviön jääbdytyslaitoksessa, oksidin erotuslait-teessa ja kloorauslaitoksessa.The lower limit of the overpressure used in the oxidation chamber depends on e.g. the dimensions of the whole plant, the quantities of private substances to be used and other reaction conditions. They can be easily figured out to try on a case-by-case basis. All that matters is that the overpressure in the oxidation chamber is sufficient to overcome the pressure drop in the freezing plant, the oxide separation plant and the chlorination plant.
On edullista, jos reaktiossa syntynyt reaktioseos jäähdytetään sen poistuttua hapetuskammiosta jäähdyttämällä epäsuorasti lämmönvaihtajassa. Johdossa vai litsevan ylipaineen ansiosta saavutetaan parantunut lämmönsiirto. Jäähdy-tyskaaeua varten ei tarvita mitään kompressoreja. Myöskään ei ole tarpeen jäähdyttää voimakkaasti reaktioseoksen jäähdytystä varten tarvittavaa reaktio-kaasun osaa.It is preferable if the reaction mixture formed in the reaction is cooled after leaving the oxidation chamber by cooling indirectly in a heat exchanger. Improved heat transfer is achieved due to overpressure in the line. No compressors are required for the cooling circuit. It is also not necessary to strongly cool the portion of the reaction gas required to cool the reaction mixture.
i 58112i 58112
Eräs keksinnön edullinen toteutusmuoto perustuu siihen, että reaktioseos jäähdytetään ylipaineen alaisena välille 200-400°C ja oksidin erottamisen jälkeen johdetaan ilman enempää jäähdytystä ja kompressoreja käyttämättä klooraus-laitokseen, jossa muodostuu malmin tai jonkin muun oksidisen materiaalin kanssa tapahtuvan reaktion johdosta uudelleen kyseistä kloridia. Kloori ja ei-rea-goinut kloridi johdetaan kiertokulussa ilman että koko laitoksessa tapahtuu häviöitä ja häiriöitä.A preferred embodiment of the invention is based on cooling the reaction mixture under an overpressure between 200 and 400 ° C and, after separation of the oxide, without further cooling and without using compressors, to a chlorination plant where the chloride is re-formed due to reaction with ore or other oxidic material. Chlorine and unreacted chloride are recycled without losses and disturbances throughout the plant.
Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle erityisen edulliselle suoritusmuodolle on tunnusomaista se, että alkuaine on titaani ja valmistetaan titaani-dioksidipigmenttiä. Tässä tapauksessa reagoitetaan kloridina titaanitetraklori-dia. On tietysti mahdollista johtaa titaanitetrakloridin ohella sinänsä tunnetulla tavalla hapetuskammioon vähäisiä määriä muita aineita, jotka edistävät pigmentin muodostusta, erityisesti rutiilipigmentin muodostusta, tai vaikuttavat osasten suuruuteen. Esimerkkejä ovat aluminiumkloridi, vesihöyry tai alka-limetalliyhdisteet. On myös mahdollista lisätä sinänsä tunnetulla tavalla reaktion jälkeen aineita, jotka muodostavat päällysteen pigmenttiosasille.A particularly preferred embodiment of the process according to the invention is characterized in that the element is titanium and a titanium dioxide pigment is prepared. In this case, titanium tetrachloride is reacted as chloride. Of course, in addition to titanium tetrachloride, it is possible to introduce into the oxidation chamber, in a manner known per se, small amounts of other substances which promote the formation of pigment, in particular rutile pigment, or affect the size of the particles. Examples are aluminum chloride, water vapor or alkali metal compounds. It is also possible to add substances which form a coating on the pigment particles after the reaction in a manner known per se.
Tässä tapauksessa on keksinnön mukainen menetelmä erityisen edullinen, koska usein lisättäessä jälkeenpäin muita metallihaloideja kuumaan reaktioseokseen tapahtuu näiden metallihaloidien reaktio muodostuneen titaanidioksidin osan kanssa, jolloin muodostuu titaanitetrakloridia. Muodostunut titaanitetraklori-di häiritsee yhtä vähän kuin hapetuskammiossa ei-reagoinut titaanitetrakloridi reaktioseoksen jatkokäsittelyn yhteydessä.In this case, the process according to the invention is particularly advantageous because, often with the subsequent addition of other metal halides to the hot reaction mixture, these metal halides react with a part of the titanium dioxide formed to form titanium tetrachloride. The titanium tetrachloride formed interferes as little as the unreacted titanium tetrachloride in the oxidation chamber during further processing of the reaction mixture.
Muita esimerkkejä helposti haihtuvista klorideista, joista voidaan valmistaa vastaavia oksideja, ovat mm. piin, aluminiumin ja sirkoniumin kloridit.Other examples of volatile chlorides from which the corresponding oxides can be prepared include e.g. chlorides of silicon, aluminum and zirconium.
Keksinnön mukaisen menetelmän vielä eräälle edulliselle suoritusmuodolle on tunnusomaista se, että alkuaine on rauta ja valmistetaan rautaoksidia. Useimmat titaanimalmit ovat voimakkaasti rautapitoisia ja titaanidoksidipigment-tejä valmistettaessa syntyy suuria määriä rautayhdisteitä, jotka kuormittavat prosessia eivätkä ole käyttökelpoisia tai vain vaikeasti käytettävissä. Tämän vuoksi on usein pyritty ennen titaanidioksidin valmistusta poistamaan malmista ainakin osa raudasta jotta titaanitetrakloridin valmistukseen käyttää rauta-köyhää materiaalia. Lisäksi täytyy muodostunut titaanitetrakloridi vapauttaa samanaikaisesti muodostuneesta rautakloridista. Kummassakin tapauksessa syntyy suuria määriä rautatrikloridia. Nämä voidaan muuttaa keksinnön mukaisen menetelmän avulla ilman energiakustannuksia rautaoksidiksi, jota voidaan käyttää pigmenttinä tai joka soveltuu metallisen raudan valmistukseen.Another preferred embodiment of the process according to the invention is characterized in that the element is iron and iron oxide is produced. Most titanium ores are highly ferrous and the production of titanium dioxide pigments produces large amounts of iron compounds that burden the process and are unusable or difficult to use. Therefore, prior to the production of titanium dioxide, efforts have often been made to remove at least some of the iron from the ore in order to use an iron-poor material for the production of titanium tetrachloride. In addition, the titanium tetrachloride formed must be released from the ferric chloride formed at the same time. In both cases, large amounts of iron trichloride are formed. These can be converted by means of the process according to the invention into iron oxide, which can be used as a pigment or which is suitable for the production of metallic iron, without energy costs.
Eapetuskammiosta poistuvasta reaktioseoksesta voidaan oksidi poistaa sinänsä tunnetulla tavalla pesemällä nesteellä; erityisen edullista on kuitenkin, jos oksidin erottaminen suoritetaan kuivaa tietä suodattimessa ja/tai syklonissa. Reaktioseoksessa vallitsevan ylipaineen johdosta suurenee oksidikonsentraa-tio siinä ja tapahtuu agglomeraattien voimistunutta muodostumista, jotka voidaan helposti erottaa. Tämän vuoksi voi oksidinerotuslaite olla samanlaisin 5 58112 erotustuloksinpienempi kuin tunnetuissa menetelmissä tai oksidin erotuslaitteen ollessa samansuuruinen on sen suorituskyky suurempi. Lisäksi on painehäviö vähäinen, niin että oksidinerotuslaitteen takana jäljellä oleva paine riittää siirtämään seoksen kloorauslaitokseen ilman uudistettua kompressiota. Valittaessa sopivaa suodatusmateriaalia tai seinämateriaalia syklonia varten voidaan oksidin erottaminen suorittaa verraten korkeissa lämpötiloissa, jolloin kloorauksessa säästetään energiaa. Oksidin erotuksen yhteydessä ei neste tai nesteen höyryt tee reaktioseosta epäpuhtaaksi eikä tällöin synny ei-reagoineen kloridin häviöitä, mikä tapahtuisi suoritettaessa raärkäerotus pesukäsittely-aineen.The oxide can be removed from the reaction mixture leaving the evacuation chamber in a manner known per se by washing with a liquid; however, it is particularly advantageous if the separation of the oxide is carried out dry in a filter and / or a cyclone. Due to the overpressure in the reaction mixture, the oxide concentration therein increases and the formation of agglomerates intensifies, which can be easily separated. Therefore, the oxide separation device may be less similar to the known separation results than in the known methods, or if the oxide separation device is the same size, its performance is higher. In addition, the pressure drop is small, so that the pressure remaining behind the oxide separation device is sufficient to transfer the mixture to the chlorination plant without renewed compression. By selecting a suitable filtration material or wall material for the cyclone, the separation of the oxide can be performed at relatively high temperatures, thus saving energy in chlorination. In the case of oxide separation, the liquid or liquid vapors do not impure the reaction mixture and no losses of unreacted chloride occur, which would occur when performing the green separation of the detergent.
Esimerkki Käytettiin hapetuskammiota, joka oli rakennettu oleellisesti samalla tavalla kuin saksalaisessa patenttijulkaisussa 1 592 529 kuvattu kammio ja jonka sisähalkaisija oli 150 mm ja pituus titaanitetrakloridin syöttökohtien alapuolella 1000 mm. Tähän hapetuskammioon johdettiin 96 Nm^/h happea ja 500 kg/h titaanitetrakloridia, jotka oli esikuumennettu 250°C:seen vast.Example An oxidation chamber was used which was constructed in substantially the same manner as the chamber described in German Patent 1,592,529 and had an inner diameter of 150 mm and a length below the titanium tetrachloride feed points of 1000 mm. To this oxidation chamber were introduced 96 Nm / h of oxygen and 500 kg / h of titanium tetrachloride, preheated to 250 ° C, respectively.
350°C:seen.350 ° C.
Yhdessä titaanitetrakloridin kanssa johdettiin sisään niin paljon alu-miniumkloridia, että muodostuneessa titaanidioksidipigmentissä oli 2 $ k\£>y Lisäksi johdettiin sisään 32 NmV*1 huoneenlämpötilaista hiilimonoksidia ja poltettiin hapetuskammion yläosassa. Reaktio tapahtui 1,2 aty:n ylipaineessa. Välittömästi hapetuskammiosta poistuttuaan oli reaktioseoksen lämpötila 1500°C. Reaktio tapahtui 99»7 eesti. Reaktioseos johdettiin 9 metrinpituisen alumiinisen jäähdytysputken läpi, jonka sisähalkaisija oli 100 mm ja jota jäähdytettiin ulkoapäin vedellä. Pigmenttikerrostumien muodostumisen estämiseksi johdettiin reaktioseokseen ennen jäähdytysputkeen johtamista 10 kg/h hiekkaa. Reaktioseos poistui jäähdytysputkesta 400°Csn lämpötilassa; paine oli laskenut vain vähäisen.Tämän jälkeen reaktioseos johdettiin suodatuslaitokseen, 2 jonka suodatuspinnan suuruus oli 5 m . Painehäviö suodatuslaitoksessa oli 0,061 at. Hiekka ja erottunut pigmentti poistettiin kierukan avulla ja erotettiin Ja käsiteltiin edelleen tunnetulla tavalla. Suodatuslaitoksesta poistuessaan oli kaasun paine 1,0 aty ja lämpötila 350°C ja se johdettiin suoraan kloorauslaitokseen, jossa muodostettiin uudelleen titaanitetrakloridia.Together with the titanium tetrachloride, so much aluminum chloride was introduced that the titanium dioxide pigment formed contained $ 2.00 In addition, 32 NmV * 1 of room temperature carbon monoxide was introduced and burned at the top of the oxidation chamber. The reaction took place under an overpressure of 1.2 aty. Immediately upon leaving the oxidation chamber, the temperature of the reaction mixture was 1500 ° C. The reaction took place in 99 »7 estonian. The reaction mixture was passed through a 9-meter-long aluminum cooling tube having an inner diameter of 100 mm and cooled externally with water. To prevent the formation of pigment deposits, 10 kg / h of sand was introduced into the reaction mixture before being introduced into the cooling tube. The reaction mixture exited the cooling tube at 400 ° C; the pressure had dropped only slightly. The reaction mixture was then passed to a filtration plant 2 with a filter surface area of 5 m. The pressure drop in the filtration plant was 0.061 at. The sand and separated pigment were removed by means of a spiral and separated and further treated in a known manner. Upon leaving the filtration plant, the gas pressure was 1.0 aty and the temperature was 350 ° C and it was passed directly to the chlorination plant, where titanium tetrachloride was reconstituted.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2350469 | 1973-10-08 | ||
| DE2350469A DE2350469C2 (en) | 1973-10-08 | 1973-10-08 | Process for the production of finely divided oxides of elements whose chlorides are highly volatile |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI292074A7 FI292074A7 (en) | 1975-04-09 |
| FI58112B FI58112B (en) | 1980-08-29 |
| FI58112C true FI58112C (en) | 1980-12-10 |
Family
ID=5894832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI2920/74A FI58112C (en) | 1973-10-08 | 1974-10-07 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FINFOERDELADE OXIDER AV GRUNDAEMNEN VILKAS KLORIDER AER LAETTFLYKTIGA |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5065498A (en) |
| BE (1) | BE820780A (en) |
| DE (1) | DE2350469C2 (en) |
| ES (1) | ES430751A1 (en) |
| FI (1) | FI58112C (en) |
| FR (1) | FR2246493B1 (en) |
| GB (1) | GB1482173A (en) |
| IT (1) | IT1022656B (en) |
| NL (1) | NL7413179A (en) |
| NO (1) | NO138371C (en) |
| ZA (1) | ZA746410B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3205213C2 (en) * | 1982-02-13 | 1985-08-22 | Kronos Titan-Gmbh, 5090 Leverkusen | Device for cooling hot gas-TiO? 2? Suspensions from titanium dioxide production by vapor phase oxidation of titanium tetrachloride |
| DE3516549A1 (en) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | METHOD FOR PRODUCING TITANIUM DIOXIDE CONCENTRATES |
| CN113231192B (en) * | 2021-06-16 | 2022-05-27 | 江西省矿产资源保障服务中心 | A method for beneficiation of silica in planted siliceous ore |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU62581A1 (en) * | 1971-02-11 | 1972-10-30 |
-
1973
- 1973-10-08 DE DE2350469A patent/DE2350469C2/en not_active Expired
-
1974
- 1974-09-25 NO NO743446A patent/NO138371C/en unknown
- 1974-10-07 NL NL7413179A patent/NL7413179A/en active Search and Examination
- 1974-10-07 IT IT28139/74A patent/IT1022656B/en active
- 1974-10-07 GB GB43413/74A patent/GB1482173A/en not_active Expired
- 1974-10-07 ES ES430751A patent/ES430751A1/en not_active Expired
- 1974-10-07 JP JP49115438A patent/JPS5065498A/ja active Pending
- 1974-10-07 BE BE149281A patent/BE820780A/en not_active IP Right Cessation
- 1974-10-07 FR FR7433655A patent/FR2246493B1/fr not_active Expired
- 1974-10-07 FI FI2920/74A patent/FI58112C/en active
- 1974-10-08 ZA ZA00746410A patent/ZA746410B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO743446L (en) | 1975-05-05 |
| ES430751A1 (en) | 1976-11-16 |
| BE820780A (en) | 1975-02-03 |
| NO138371B (en) | 1978-05-16 |
| FR2246493A1 (en) | 1975-05-02 |
| AU7408274A (en) | 1976-04-15 |
| NL7413179A (en) | 1975-04-10 |
| FI58112B (en) | 1980-08-29 |
| FI292074A7 (en) | 1975-04-09 |
| ZA746410B (en) | 1975-10-29 |
| NO138371C (en) | 1978-08-23 |
| IT1022656B (en) | 1978-04-20 |
| GB1482173A (en) | 1977-08-10 |
| FR2246493B1 (en) | 1978-11-24 |
| DE2350469C2 (en) | 1975-09-18 |
| DE2350469B1 (en) | 1975-02-06 |
| JPS5065498A (en) | 1975-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2580635A (en) | Condensation of vapors | |
| US20110158869A1 (en) | Processing method for recovering iron oxide and hydrochloric acid | |
| US7771680B2 (en) | Process for the production of titanium dioxide using aqueous fluoride | |
| US2771344A (en) | Manufacture of iron oxide pigment | |
| US3261664A (en) | Process for the production and separation of titanium tetrachloride from crystalline ferrous chloride | |
| US3228751A (en) | Methods for chlorination of refractory materials | |
| US4060584A (en) | Process for recovery of iron oxide and chlorine from dust produced in chlorination of titaniferous ores | |
| FI58112C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FINFOERDELADE OXIDER AV GRUNDAEMNEN VILKAS KLORIDER AER LAETTFLYKTIGA | |
| US3510256A (en) | Alkali treatment of chromium ores | |
| US2504357A (en) | Purification of siliceous minerals | |
| US3683590A (en) | Dual flue condenser | |
| US3627508A (en) | Process of beneficiation | |
| US3007774A (en) | Production of finely-divided aluminum oxide from bauxite | |
| US4994255A (en) | Oxidation of ferrous chloride directly to chlorine in a fluid bed reactor | |
| US4120941A (en) | Process for the oxidation of halides | |
| US4043822A (en) | Treatment of water-soluble metal sulfate residues | |
| US4024230A (en) | Producing hydrogen and oxygen by decomposition of water via the thermochemical iron-chlorine system | |
| US3418074A (en) | Process for chlorinating titaniferous ores | |
| JPS5839895B2 (en) | Chlorination method for ilmenite or similar titanium ores | |
| US1916853A (en) | Process of treating ores | |
| US1415028A (en) | Process for the treatment of ores of vanadium | |
| US1963546A (en) | Process for making pigments | |
| US2890100A (en) | Purification of crude titanium tetrachloride | |
| GB825100A (en) | Recovery of uranium from low grade uranium bearing ores | |
| RU2847924C1 (en) | Method for processing pulp products forming in the production of titanium tetrachloride and vanadium oxitricholoride, and installation for its implementation |