RU2253619C1 - Method of production of barium titanate - Google Patents
Method of production of barium titanate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253619C1 RU2253619C1 RU2003133200/02A RU2003133200A RU2253619C1 RU 2253619 C1 RU2253619 C1 RU 2253619C1 RU 2003133200/02 A RU2003133200/02 A RU 2003133200/02A RU 2003133200 A RU2003133200 A RU 2003133200A RU 2253619 C1 RU2253619 C1 RU 2253619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- neutralization
- production
- mother liquor
- barium
- sulfate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 title claims description 18
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 14
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- QKKWJYSVXDGOOJ-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;oxotitanium Chemical compound [Ti]=O.OC(=O)C(O)=O QKKWJYSVXDGOOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 9
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 11
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 7
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract 2
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 abstract 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 abstract 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 abstract 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 abstract 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 abstract 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001553 barium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к способам получения титанатов щелочноземельных металлов, которые могут быть использованы при изготовлении высокочастотных керамических конденсаторов и позисторов для радиоэлектронной техники.The present invention relates to the field of technology of inorganic substances, in particular to methods for producing alkaline earth metal titanates, which can be used in the manufacture of high-frequency ceramic capacitors and posistors for electronic equipment.
Известен способ производства титаната бария (см. Технологические основы синтеза титанилоксалата бария // Сб. “Проблемы химии и экологии”, 2003, Пермь: ПГТУ. С.51-53). Известный способ заключается в получении титаната бария термическим разложением титанилоксалата бария ВаТiO(С2O4)2· 4Н2O:A known method of production of barium titanate (see. Technological basis for the synthesis of barium titanyl oxalate // Sat. "Problems of chemistry and ecology", 2003, Perm: PSTU. S.51-53). The known method consists in obtaining barium titanate by thermal decomposition of barium titanyl oxalate BaTiO (C 2 O 4 ) 2 · 4H 2 O:
ВаТiO(С2O4)2· 4Н2O→ ВаТiO3+4СO2+4Н2OBaTiO (C 2 O 4 ) 2 · 4H 2 O → BaTiO 3 + 4CO 2 + 4H 2 O
По этому способу для получения титанилоксалата бария водные растворы хлорида титана, щавелевой кислоты и хлорида бария смешивают друг с другом (при интенсивном перемешивании). Выделяющийся при этом осадок ВаТiO(С2O4)2· 4Н2O отделяют, промывают и прокаливают с получением ВаТiO3. Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает обезвреживания кислых сточных вод - маточных растворов и промвод титанилоксалата бария перед их сбросом в канализацию. Это существенно осложняет работу очистных сооружений предприятия в связи с залповыми выбросами на очистные сооружения кислых стоков, нарушая стабильную работу реагентного хозяйства очистных сооружений. Другим недостатком является наличие в кислых стоках высокотоксичных соединений бария, очистка от которых не предусмотрена.In this method, to obtain barium titanyl oxalate, aqueous solutions of titanium chloride, oxalic acid and barium chloride are mixed with each other (with vigorous stirring). The precipitated BaTiO (C 2 O 4 ) 2 · 4H 2 O precipitate is separated off, washed and calcined to obtain BaTiO 3 . The disadvantage of this method is that it does not provide for the neutralization of acidic wastewater - mother liquors and the promotion of barium titanyl oxalate before discharge into the sewer. This significantly complicates the operation of the plant’s treatment facilities in connection with volley emissions to acid treatment plants, disrupting the stable operation of the reagent facilities of treatment facilities. Another disadvantage is the presence of highly toxic barium compounds in acidic effluents, which are not contaminated.
Известен (Вахменина О.Н., Бокман Г.Ю., Семеньков А.В., Хараш М.Ш., Данщина Н.С., Шерстобитова Л.С. Способ получения титаната бария. // Патент РФ №2060946 по заявке №5057719/26 с приор. от 05.08.1992. Зарег. и опубл. 27.05.1996. Бюл. №15, МКИ C 01 G 23/00; C 01 F 11/40) способ производства титаната бария, заключающийся в приготовлении растворов тетрахлорида титана, хлорид бария и щавелевой кислоты, смешении их при мольном соотношении 1:1,1:(2,0-2,2), отделении полученного осадка - титанилоксалата бария - от маточника, его промывке и прокалке. Способ предусматривает обработку маточника карбонатом бария при Т:Ж=1:(4-5) с последующей выдержкой при нагревании до рН 5-6. Образовавшийся осадок отделяют от раствора хлорида бария. Раствор разделяют на две части. Первую возвращают на стадию смешения исходных растворов, вторую часть выпаривают с получением товарного раствора ВаСl2.Known (Vakhmenina O.N., Bokman G.Yu., Semenkov A.V., Kharash M.Sh., Danshchina N.S., Sherstobitova L.S. Method for producing barium titanate. // RF patent №2060946 No. 5057719/26 with a priority of 08/05/1992, registered and published 05/27/1996, Bul. No. 15, MKI C 01 G 23/00; C 01 F 11/40) a method for the production of barium titanate, which consists in the preparation of solutions titanium tetrachloride, barium chloride and oxalic acid, mixing them at a molar ratio of 1: 1.1: (2.0-2.2), separating the precipitate obtained - barium titanyl oxalate - from the mother liquor, washing and calcining it. The method involves treating the mother liquor with barium carbonate at T: W = 1: (4-5), followed by exposure when heated to pH 5-6. The precipitate formed is separated from the barium chloride solution. The solution is divided into two parts. The first is returned to the stage of mixing the initial solutions, the second part is evaporated to obtain a commodity solution of BaCl 2 .
Известный способ позволяет уменьшить выбросы отходов в окружающую среду. Однако этот способ имеет ряд существенных недостатков. В частности, исходный реагент для нейтрализации кислых стоков - карбонат бария - является довольно дефицитным и дорогостоящим веществом. Попутная продукция, получаемая в ходе данного процесса, обладает неудовлетворительным качеством и содержит различные примеси. Кроме того, увеличиваются энергозатраты производства в целом за счет введения дополнительной стадии выпаривания раствора хлорида бария.The known method allows to reduce emissions of waste into the environment. However, this method has several significant disadvantages. In particular, the initial reagent for neutralizing acidic effluents - barium carbonate - is a rather scarce and expensive substance. The by-products obtained during this process are of unsatisfactory quality and contain various impurities. In addition, the energy consumption of production as a whole increases due to the introduction of an additional stage of evaporation of a solution of barium chloride.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности, достигаемому результату и совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является известный способ производства титаната бария (Вахменина О.Н., Бокман Г.Ю., Семеньков А.В., Хараш М.Ш., Данщина Н.С., Шерстобитова Л.С. Способ получения титаната бария. // Патент РФ №2067554 по заявке №93032409/26 с приор. от 25.06.1993. Зарег. и опубл. 10.10.1996. Бюл.№ 28, МКИ C 01 G 23/00; C 01 F 11/00, принят за прототип).Of the known analogues, the closest in technical essence, the achieved result and the combination of essential features to the proposed invention is a known method for the production of barium titanate (Vakhmenina ON, Bokman G.Yu., Semenkov A.V., Kharash M.Sh., Danshchina N.S., Sherstobitova L.S. Method for producing barium titanate. // RF patent No. 2067554 according to application No. 93032409/26 with priority dated 06/25/1993. Reg. And publ. 10.10.1996. Bull. No. 28, MKI C 01 G 23/00; C 01 F 11/00, adopted as a prototype).
Способ по прототипу заключается в следующем. Растворы тетрахлорида титана, хлорида бария и щавелевой кислоты с концентрацией соответственно 1,8-3,0 моль/дм3, 0,8-2,0 моль/дм3 и 0,8-2,0 моль/дм3 смешивают при мольном соотношении 1,0:1,1:(2,0-2,5). Полученный титанилоксалат бария отделяют от маточного раствора, титанилоксалат бария промывают и прокаливают. Фильтрат обрабатывают при кипячении серной кислотой. Отделяют осадок сульфата бария, кислый фильтрат нагревают до 90-105° С и обрабатывают карбонатом магния 0,5-3,0 час до рН 5-6, отделяют раствор хлорида магния от твердого осадка и упаривают до концентрации, соответствующей требованиям товарного продукта. Твердый осадок прокаливают и получают порошки, которые, по мнению авторов, можно использовать в промышленности строительных материалов.The prototype method is as follows. Solutions of titanium tetrachloride, barium chloride and oxalic acid with a concentration of 1.8-3.0 mol / dm 3 , 0.8-2.0 mol / dm 3 and 0.8-2.0 mol / dm 3, respectively, are mixed at molar ratio 1.0: 1.1: (2.0-2.5). The obtained barium titanyl oxalate is separated from the mother liquor, the barium titanyl oxalate is washed and calcined. The filtrate is treated with boiling sulfuric acid. The precipitate of barium sulfate is separated, the acid filtrate is heated to 90-105 ° C and treated with magnesium carbonate for 0.5-3.0 hours to a pH of 5-6, the magnesium chloride solution is separated from the solid precipitate and evaporated to a concentration that meets the requirements of the commercial product. The solid precipitate is calcined and powders are obtained, which, according to the authors, can be used in the building materials industry.
Недостатком известного способа-прототипа является сложность, многостадийность процесса, повышающая энергозатраты производства. Еще один недостаток известного способа-прототипа связан с необходимостью использования дефицитного реагента - карбоната магния - для нейтрализации кислого фильтрата.The disadvantage of this prototype method is the complexity, multi-stage process, which increases the energy consumption of production. Another disadvantage of the known prototype method is associated with the need to use a scarce reagent - magnesium carbonate - to neutralize the acidic filtrate.
Заявленное техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в создании малоотходного производства титаната бария.The claimed technical solution is aimed at solving the problem of creating a low-waste production of barium titanate.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в упрощении процесса получения титаната бария за счет сокращения технологических стадий, а также утилизации отходов за счет использования для их нейтрализации широкодоступного сырья.The technical result that can be obtained by the implementation of the claimed invention is to simplify the process of producing barium titanate by reducing the technological stages, as well as the disposal of waste through the use of neutralizing widely available raw materials.
Технический результат достигается способом производства титаната бария, включающим получение исходных растворов тетрахлорида титана, хлорида бария и щавелевой кислоты, смешение растворов, осаждение титанилоксалата бария, его отделение от маточного раствора, промывку с получением промвод, обезвоживание, сушку и прокалку осадка с получением целевого продукта, нейтрализацию маточного раствора обработкой щелочным реагентом, очистку от примесей и отделение осадка от раствора, согласно изобретению перед нейтрализацией маточный раствор и промводы объединяют, нейтрализации подвергают объедененную жидкую фазу и ведут ее порошкообразными серпентинитовыми отходами до рН 2-4, после нейтрализации в суспензию вводят сульфатсодержащие неорганические соединения в количестве 110-150% от стехиометрически необходимого для образования BaSO4, обрабатывают известковым молоком до рН 6-9, отстаивают и фильтруют.The technical result is achieved by a method for the production of barium titanate, which includes obtaining initial solutions of titanium tetrachloride, barium chloride and oxalic acid, mixing solutions, precipitating barium titanyl oxalate, separating it from the mother liquor, washing to obtain a wash, dehydration, drying and calcining the precipitate to obtain the target product, neutralization of the mother liquor by treatment with an alkaline reagent, purification from impurities and separation of the precipitate from the solution according to the invention before neutralizing the mother liquor and the promoters are combined, the combined liquid phase is neutralized and the powdery serpentinite waste products are brought to pH 2-4, after neutralization sulfate-containing inorganic compounds are introduced into the suspension in an amount of 110-150% of the stoichiometrically necessary for the formation of BaSO 4 , treated with milk of lime to pH 6-9 settle and filter.
В качестве серпентинитовых отходов используют отходы асбестового производства с размером частиц менее 100 мкм.As serpentinite waste, asbestos production waste with a particle size of less than 100 microns is used.
В качестве известкового молока используют суспензию с концентрацией СаО 100-150 г/дм3.As milk of lime, a suspension with a CaO concentration of 100-150 g / dm 3 is used .
В качестве сульфатсодержащего неорганического соединения можно использовать раствор Na2SO4 с концентрацией 50-250 г/дм3.As a sulfate-containing inorganic compound, a solution of Na 2 SO 4 with a concentration of 50-250 g / dm 3 can be used.
Также в качестве сульфатсодержащего неорганического соединения можно использовать предварительно разбавленную до 50-200 г/дм3 отработанную серную кислоту хлорных компрессоров магниевого производства.Also, as a sulfate-containing inorganic compound, spent sulfuric acid of magnesium chloride pre-diluted to 50-200 g / dm 3 can be used.
При прочих равных условиях предлагаемый способ, характеризующийся новыми приемами выполнения действий и новым порядком выполнения действий, использованием определенных веществ, без которых невозможно осуществление самого способа, новыми режимами и параметрами осуществления процесса, обеспечивает достижение технического результата при осуществлении заявляемого изобретения.Ceteris paribus, the proposed method, characterized by new methods of performing actions and a new order of actions, using certain substances, without which it is impossible to implement the method itself, new modes and parameters of the process, provides a technical result in the implementation of the claimed invention.
Проверка патентоспособности заявляемого изобретения показывает, что оно соответствует изобретательскому уровню, так как не следует для специалистов явным образом.Checking the patentability of the claimed invention shows that it corresponds to the inventive step, as it should not be obvious to specialists.
Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе отсутствуют сведения о получении титаната бария и нейтрализации маточных стоков производства указанным способом.The analysis of the prior art indicates that in the book, journal and patent literature there is no information on the production of barium titanate and the neutralization of uterine effluent production in this way.
Анализ совокупности признаков заявленного изобретения и достигаемого при этом технического результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в том, что осуществление процесса производства титаната бария в строго определенных вышеуказанных условиях, режимах и параметрах процесса: последовательность операций, наличие новых действий, введение определенных веществ, их соотношение, концентрация и строго определенный порядок введения реагентов, обеспечивают упрощение процесса получения титаната бария за счет сокращения технологических стадий, а также утилизацию отходов за счет использования для их нейтрализации широкодоступного сырья.An analysis of the totality of the features of the claimed invention and the technical result achieved in this case shows that there is a well-defined causal relationship between them, expressed in the fact that the production process of barium titanate under the strictly defined above conditions, modes and parameters of the process: the sequence of operations, the presence of new actions, the introduction of certain substances, their ratio, concentration and strictly defined order of introduction of reagents, provide a simplification of the process and the production of barium titanate due to the reduction of technological stages, as well as the disposal of waste through the use of neutralizing widely available raw materials.
При нарушении вышеуказанных соотношений реагентов, строго определенного порядка введения реагентов, режимов перемешивания, условий проведения процесса, последовательности действий и др. вышеуказанный технический результат не достигается.In violation of the above ratios of reagents, a strictly defined order of introduction of reagents, mixing modes, process conditions, sequence of actions, etc. the above technical result is not achieved.
Следует при этом отметить, что установленная причинно-следственная связь явным образом не следует для специалистов и никак не вытекает из литературных данных.It should be noted at the same time that the established causal relationship does not explicitly follow for specialists and does not follow from the literature.
Сведения, подтверждающие осуществление предлагаемого изобретения с получением вышеуказанного технического результата, приведены в примере.Information confirming the implementation of the invention with obtaining the above technical result is shown in the example.
ПримерExample
Для производства титаната бария по предлагаемому способу использовали TiCl4, полученный при хлорировании титансодержащих шлаков в солевых хлораторах с последующей ректификационно-химической очисткой от примесей с получением TiCl4 чистотой более 99,9%, раствор BaCl2 с концентрацией 200-400 г/дм3, раствор щавелевой кислоты с концентрацией 20-120 г/дм3.For the production of barium titanate by the proposed method, TiCl 4 was used , obtained by chlorination of titanium-containing slag in salt chlorinators, followed by distillation-chemical purification of impurities to obtain TiCl 4 with a purity of more than 99.9%, a BaCl 2 solution with a concentration of 200-400 g / dm 3 , a solution of oxalic acid with a concentration of 20-120 g / DM 3 .
Для обезвреживания и нейтрализации маточных растворов и промвод после отделения и промывки титанилоксалата бария использовали:For the neutralization and neutralization of the mother liquors and the wash after separation and washing of barium titanyl oxalate, we used:
- порошкообразные серпентинитовые отходы - отходы асбестового производства с размером частиц менее 100 мкм;- powdered serpentinite waste - asbestos waste with a particle size of less than 100 microns;
- сульфатсодержащие неорганические соединения - раствор Na2SO4 с концентрацией 50-250 г/дм3 и/или предварительно разбавленную до 50-200 г/дм3 отработанную серную кислоту (70-90%) хлорных компрессоров магниевого производства;- sulfate-containing inorganic compounds - a solution of Na 2 SO 4 with a concentration of 50-250 g / dm 3 and / or spent sulfuric acid (70-90%) of magnesium production chlorine compressors pre-diluted to 50-200 g / dm 3 ;
- известковое молоко с концентрацией СаО 100-150 г/дм3.- milk of lime with a concentration of CaO 100-150 g / DM 3 .
Процесс производства титаната бария осуществляли следующим образом. Предварительно из исходных ("запасных") растворов хлорида бария и щавелевой кислоты готовили рабочие растворы с заданной концентрацией, преимущественно 350 и 100 г/дм3 соответственно. На первой стадии процесса осуществляли синтез титанилоксалата бария путем смешения рабочих растворов хлорида бария, щавелевой кислоты и тетрахлорида титана. Образующуюся суспензию (кислый водный раствор, содержащий соляную кислоту, щавелевую кислоту и частично растворенные соединения бария и титана и твердую фазу - титанилоксалат бария ВаТiO(С2O4)2· 4Н2O) - отделяли от жидкой фазы - маточного раствора - отстаиванием и фильтрованием на нутч-фильтре. Осадок на фильтре промывали, репульпировали, вновь отфильтровывали и окончательно отмывали от маточного раствора. Объединенную жидкую фазу - все маточные растворы и промводы - объединяли и подвергали нейтрализации, обезвреживанию и очистке от примесей, для чего этот объединенный раствор обрабатывали сначала порошкообразными серпентинитовыми отходами - отходами асбестового производства с размером частиц менее 100 мкм - до рН 2-4. Обработку вели при непрерывном перемешивании суспензии и порционной подаче порошкообразных серпентинитовых отходов. После достижения рН 2-4 суспензии, преимущественно 3±0,5, в суспензию вводили сульфатсодержащие неорганические соединения в количестве 110-150% от стехиометрически необходимого для образования ВаSO4. В различных опытах в качестве сульфатсодержащих неорганических соединений использовали либо раствор Na2SO4 с концентрацией 50-250 г/дм3, преимущественно 150±10 г/дм3, либо предварительно разбавленную до 50-200 г/дм3, преимущественно 100±10 г/дм3, отработанную серную кислоту (70-90%) хлорных компрессоров - отход электролитического производства магния из карналлита, подлежащий в соответствии с действующими нормами и требованиями обязательной переработке, обезвреживанию и нейтрализации. Данные операции при прочих равных условиях обеспечивают обезвреживание маточных растворов и промвод от высокотоксичных соединений Ва2+.The production process of barium titanate was carried out as follows. Preliminarily, working solutions with a given concentration, mainly 350 and 100 g / dm 3, respectively, were prepared from the initial ("reserve") solutions of barium chloride and oxalic acid. At the first stage of the process, barium titanyl oxalate was synthesized by mixing working solutions of barium chloride, oxalic acid and titanium tetrachloride. The resulting suspension (acidic aqueous solution containing hydrochloric acid, oxalic acid and partially dissolved barium and titanium compounds and the solid phase - barium titaniloxalate BaTiO (C 2 O 4 ) 2 · 4H 2 O) - was separated from the liquid phase - mother liquor - by settling and filtering on the suction filter. The filter cake was washed, repulped, filtered again and finally washed from the mother liquor. The combined liquid phase — all mother liquors and wastewater — was combined and neutralized, decontaminated and purified from impurities, for which this combined solution was first treated with powdered serpentinite waste - asbestos production waste with a particle size of less than 100 microns - to pH 2-4. Processing was carried out with continuous stirring of the suspension and a batch feed of powdered serpentinite waste. After reaching a pH of 2-4 suspension, mainly 3 ± 0.5, sulfate-containing inorganic compounds were introduced into the suspension in an amount of 110-150% of the stoichiometrically necessary for the formation of BaSO 4 . In various experiments, either a Na 2 SO 4 solution with a concentration of 50-250 g / dm 3 , mainly 150 ± 10 g / dm 3 , or previously diluted to 50-200 g / dm 3 , mainly 100 ± 10, was used as sulfate-containing inorganic compounds g / dm 3 , spent sulfuric acid (70-90%) of chlorine compressors - waste of the electrolytic production of magnesium from carnallite, subject to mandatory processing, neutralization and neutralization in accordance with current standards and requirements. These operations, ceteris paribus, ensure the neutralization of the mother liquor and the promulgation of highly toxic compounds Ba 2+ .
После чего суспензию обрабатывали известковым молоком с исходной концентрацией СаО 100±10 г/дм3. Указанная операция обеспечивает практически полную нейтрализацию маточных растворов и промвод от избыточной кислотности (НСl, образующейся при гидролизе тетрахлорида титана, и избытка щавелевой кислоты) и выделение из раствора в твердую фазу избытка SO4 2- в форме СаSO4· 2H2О.After that, the suspension was treated with milk of lime with an initial concentration of CaO of 100 ± 10 g / dm 3 . This operation provides almost complete neutralization of the mother liquors and promotes the elimination of excess acidity (HCl formed during the hydrolysis of titanium tetrachloride and excess oxalic acid) and the release of excess SO 4 2- in the form of CaSO 4 · 2H 2 O from the solution into the solid phase.
Подачу известкового молока в суспензию вели до достижения равновесного рН суспензии от 6 до 9, преимущественно 7±0,5. После чего нейтрализованную суспензию фильтровали с получением в качестве продукта MgCl2.The supply of milk of lime into the suspension was carried out until an equilibrium pH of the suspension was reached from 6 to 9, preferably 7 ± 0.5. Then the neutralized suspension was filtered to obtain MgCl 2 as the product.
Промытый и частично обезвоженный осадок титанилоксалата бария выгружали с нутч-фильтра, помещали в поддоны и термообрабатывали в два этапа: сначала высушивали при температуре 100±10° С, затем прокаливали в печах при температуре 950±50° С.The washed and partially dehydrated precipitate of barium titanyl oxalate was unloaded from the suction filter, placed in trays and heat treated in two stages: first it was dried at a temperature of 100 ± 10 ° С, then it was calcined in furnaces at a temperature of 950 ± 50 ° С.
Результаты опытов показали, что осуществление процесса производства титаната бария в вышеприведенных условиях, режимах и параметрах и в вышеуказанной последовательности осуществления приемов и операций (нейтрализации, обезвреживания маточных растворов и промвод и их очистки от примесей), обеспечивает, с одной стороны, получение целевого продукта по своим свойствам удовлетворяющего требованиям потребителей, а с другой стороны, дает возможность обезвредить отходы от токсичных веществ. Образующиеся после нейтрализации и обезвреживания растворы хлорида магния могут быть реализованы как товарный продукт/полупродукт широкого назначения. При этом важно отметить, что для обезвреживания и нейтрализации маточных растворов и промвод (отходов производства титаната бария) по предлагаемому способу используют неутилизируемые токсичные отходы других производств (асбестового, магниевого и др.), т.е. по существу по предлагаемому способу происходит взаимообезвреживание отходов одних предприятий отходами других предприятий.The results of the experiments showed that the implementation of the process of production of barium titanate in the above conditions, modes and parameters and in the above sequence of methods and operations (neutralization, neutralization of mother liquors and promvod and their purification from impurities), provides, on the one hand, the target product for it satisfies the requirements of consumers with its properties, and on the other hand, makes it possible to neutralize waste from toxic substances. The solutions of magnesium chloride formed after neutralization and neutralization can be realized as a commercial product / intermediate for a wide range of purposes. It is important to note that for the neutralization and neutralization of the mother liquors and promvod (waste products of barium titanate production) using the proposed method use non-utilizable toxic waste from other industries (asbestos, magnesium, etc.), i.e. essentially, according to the proposed method, the waste of one enterprise is mutually decontaminated by the waste of another enterprise.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133200/02A RU2253619C1 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Method of production of barium titanate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133200/02A RU2253619C1 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Method of production of barium titanate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2253619C1 true RU2253619C1 (en) | 2005-06-10 |
Family
ID=35834481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003133200/02A RU2253619C1 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Method of production of barium titanate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2253619C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2067554C1 (en) * | 1993-06-25 | 1996-10-10 | Инженерно-внедренческий кооператив "Мыслитель" | Method of barium titanate producing |
| US6641794B2 (en) * | 2000-08-09 | 2003-11-04 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Method for producing barium titanate based powders by oxalate process |
-
2003
- 2003-11-13 RU RU2003133200/02A patent/RU2253619C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2067554C1 (en) * | 1993-06-25 | 1996-10-10 | Инженерно-внедренческий кооператив "Мыслитель" | Method of barium titanate producing |
| US6641794B2 (en) * | 2000-08-09 | 2003-11-04 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Method for producing barium titanate based powders by oxalate process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2562989C1 (en) | Method of preparing vanadium oxide | |
| CN106044799B (en) | Titanium chloride slag and its method for comprehensive utilization of filtrate in chloride process titanium dioxide powder craft | |
| EP0703874B1 (en) | Method for the treatment of water treatment sludge | |
| CN1479795A (en) | Method for recovering titanium dioxide from materials containing titanium dioxide, such as steelmaking slag | |
| CN109694092A (en) | A kind of comprehensive processing method of the solid waste containing chlorine | |
| JP5000743B2 (en) | Treatment method for fluorine-containing wastewater | |
| RU2253619C1 (en) | Method of production of barium titanate | |
| CN102328947A (en) | Method for recovering strontium slag | |
| JP2002254049A (en) | Cement manufacturing equipment Bleed dust treatment method | |
| RU2479493C2 (en) | Method of treating waste water | |
| JP4253203B2 (en) | How to remove fluorine from gypsum | |
| CN106745139B (en) | A kind of treatment method of fluorine-containing waste hydrochloric acid | |
| US4006080A (en) | Process for the treatment of acidic waste liquid containing dissolved salts | |
| CN100420759C (en) | Method for removing metals from aqueous solutions using lime precipitation | |
| CA2539830A1 (en) | Method for processing iron-laden spent sulfuric acid | |
| RU2262484C2 (en) | Barium titanate production process | |
| RU2472707C1 (en) | Method of producing titanium dioxide | |
| RU74636U1 (en) | HARDWARE AND TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR OBTAINING PANAOXIDE OF VANADIUM | |
| JP4156390B2 (en) | Cement production method | |
| CN116553609A (en) | A kind of method of recovering titanium in titanium gypsum | |
| RU2060946C1 (en) | Method for production of barium titanate | |
| RU2067554C1 (en) | Method of barium titanate producing | |
| UA127000C2 (en) | METHOD OF COMPLEX PROCESSING OF TITANIUM-CONTAINING RAW MATERIALS TO OBTAIN PRODUCTS WITH HIGH ADDED VALUE BASED ON TITANIUM, IRON, CALCIUM AND NITROGEN | |
| KR20030041789A (en) | A method for manufacturing sulfuric acid aluminum, sulfuric acid aluminum, a method for improving the yield of sulfuric acid aluminum, use of acetic acid, a method for processing the draining of a composition for industrial use, draining processing apparatus | |
| RU2572119C1 (en) | Method for processing aluminium-containing raw material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060303 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060810 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151114 |