使用含水氟化物制备二氧化钛的方法技术

描述了一种通过用氟化铵处理含铁的钛矿而制备二氧化钛的方法；该方法包括以下步骤：（ａ）将含铁的钛矿与ＮＨ↓［４］Ｆ和／或ＮＨ↓［４］ＨＦ↓［２］水溶液反应；（ｂ）将由此得到的水分散液过滤，随之分离固体残留物和含有钛盐的水溶液；（ｃ）将由此得到的水溶液进行水解，该水解包括在ｐＨ７．０－８．５下的第一阶段和在ｐＨ１０．０－１３．０下的第二阶段；（ｄ）将由此得到的水分散液过滤和将所述固体残留物进行热水解，该热水解包括在最大温度４５０℃下的第一阶段和在最大温度１０００℃下的第二阶段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过用氟化铵处理含铁的钛矿而制备二氧化钛的方法；该方法包括以下步骤(a )将含铁的钬矿与NH4F和/或NH4HF2水溶^^应；(b) 将由此得到的水M液过滤，随之分离固体残留物和含有钬盐的 水溶液；(c) 将由此得到的水溶液进行水解，该水解包括在pH 7.0-8.5下的第 一阶段和在pH 10.0-13.0下的第二阶段；热水解包括在最大温度450X:下的第一阶段和在最大温度iooor下的第二 阶段。现有技术二氧化钛是一种白色颜料，其广泛地用于工业中并且通常通过处理钬 矿例如钬铁矿而获得。fcl钬矿的主要杂质；因此现有技术中已知的方法 的主要目标是以最低的成本实现最大程度地分离钛和铁。美国专利No.4168297描述了一种通过沥滤在氟化物溶液中分离铁与 钛的方法，该沥滤包括用烷基磷酸萃取《失(III);该方法导致产生不够纯 的二氧化钬；另外该方法昂贵、复杂并且对环境有害。俄罗斯专利No.2144504描述了 一种在4~8的pH下使得氟化铁沉淀的 方法，以及俄罗斯专利No.2182886描述了一种其中在6.0-7.5的pH下进 4亍: 冗;定的方法。美国专利No.4107264描述了一种基于它们在氟化铵溶液中不同的溶 解性而将铁与钛分离的方法，其中铁在6.0-6.8的pH下作为氟高铁酸铵(ammonium fluorofeirate)沉淀。俄罗斯专利No.2058408描述了一种借助于在50~180匸的温度下与氢 氟化铵熔化通过将所述原料沥滤而分离铁和钛的方法。美国专利No.2042435描述了一种在氟化物溶液中的分离铁和钬的方 法，该方法提供了在140~150匸的温度下用氟化铵化合物的水溶液处理所 述矿物，随后蒸馏得到固体残留物；然后将所述固体残留物溶于热水或氟 化铵溶液中；所得的氟高铁酸铵保留在所述固体残留物中而所述氟钛酸盐 进入溶液状态；将该溶液过滤和中和，并通过用可溶性石克化物处理由此得 到的溶液而将残留的铁颗粒除去。然而，上述方法制得具有不令人满意的纯度、稳定性和/或粒径的二氧 化钛；它们还非常昂贵并且会导致产生必须被除去的副产物。专利技术描述根据本专利技术的方法具有优于本领域中已知方法的显著优点 通过该方法得到的二氧化钛就UV射线辐照而言比目前商购获得的 并通过常规方法得到的制品更稳定6~7倍；因此其可用于制备具有随着时间持久保持的白色的制品； 由此得到的二氧化钛具有0.1 4.0iam的粒径，其因此可以不需要进一步研磨处理而销售； 该方法不会产生无用的副产物；形成的氨实际上可以如所述氟化铵那样被再循环；另一方面，起始矿物的铁内容物被作为Fe203分离，其反过来是具有商业价值的红色颜料； 再次与常规方法相比，该方法需要较少的能耗。 根据本专利技术的提取方法开始于从钬铁矿(FeTi03)中提取钬，其可以 任选地被富集；该提取通过将所述矿物与浓缩的氟化铵(NH4F)和/或 NH4HF2水溶液(40~60wt%，优选约50% )反应而在合适的反应器中进行。 将所述矿物以平均粒径为0.05~1.5mm、优选约0.1mm的矿妙、形式供入所述反应器，和可以将其预热至80 i20x:，优选至约ioox:。建isc允许所述矿砂i^v所述反应器的底部，所述反应器具有防止存在于该反应器中 的气体通过矿砂输入管道返回的系统。另外优选将氟化铵(NH4F)和/或 NH4HF2水溶液在所述反应器的底部供入和可以将其预热至80-120X:，优 选至约IOOX:;钬铁矿与NH4F和/或NH4HF2溶液之间的重量比通常为 1:1.5 1:3，优选约1:2。所述反应器装有用于搅拌所述钬铁矿矿砂以促进所述反应物(钛铁矿 和溶液)之间的密切接触的装置，特别地在该反应器的下部区域。所述搅 拌可以4吏得不在该反应器的上部产生湍流运动；在最优选的实施方案中， 所述搅拌速度应该不超过20转/分钟，优选10转/分钟。将所述反应器中的温度保持在ioo~i2ox:，优选约108x:;和保持约1~2巴的压力；这可以通过本领域已知的常规设备例如通过反应器外部的 夹套加热系统而实现；在最优选的实施方案中，大部分热传递通过所述反 应器的下部，在那里所述反应物的浓度最大；此外，为了防止气态化合物 泄漏到外部环境中，建议使用密封反应器。所述反应具有40 80分钟的优 选持续时间。在这些操作^Ht下所述反应器内的pH为约6.5 7.0。通过所述反应形成气态氨；其可以被输送到该反应器外面和被"及收在 水中以得到氢氧化铵NH40H的浓缩溶液(约24wt。/。)，该溶液反过来可 用于后续水解所述钬盐的步骤。除去所述氨还使得能够调节该反应器内的 压力(通常至约l巴)。FeTi03与NH4F和/或NKUHF2之间的反应(于水溶液中)产生两种盐 六氟钬铵(NH4)2TiF6和六氟铁(三价铁)铵(NH4)3FeF6。所述钬盐具有直接取 决于温度和相反地取决于NH4F和/或NH4HF2的浓度的溶解度；因此其在 所述反应条件下保持于溶液中。另一方面，所述铁盐具有可忽略的溶解度 并且保持处于固体分散液的形式.将含有盐(NH4)3FeF6的分散液的盐NH4F和(NH4)2TiF6的水溶液从所 述反应器中回收；NH4F的浓度通常为20 35wt。/0，优选约25~30%，这相 当于所述钛盐在溶液中的最大浓度，该最大浓度在这些条件下为约9 11wt。/。并且在任何情况下不会超过12wt%。将来自所述反应器的^t液输出通过可以保留尺寸为0.1~2.0^im的固 体颗粒的过滤器；该结果可以借助于具有2~3nm孔、优选约2.5nm孔的筛 网实现。在该阶段将所述铁盐的固体^t液从所述钬盐溶液中分离。可以进一步用NH4F溶液洗涤滤出的淤渣和然后再一次过滤；这两次 过滤可以在同 一过滤装置中进行。所述过滤可提供作为输出物的以下物质(a) 含有铁盐(NH4)3FeF6和氟化铵(NH4F)的淤渣固体部分；(b) 含有钛盐(NH4)2TiF6、氟化铵(NKUF)和代表最终产物的污染物的 痕量铁盐(NKU)3FeF6的水溶液。所述淤渣固体部分(a)通常具有10 20wt。/。的含湿量，这取决于使用 的过滤装置。所述水溶液(b)通常具有约0.04 0.06wt。/。的铁盐(NH4)3FeF6 含量。然后将来自所述过滤阶段的水溶液(b)输出进一步提纯除去铁盐 (NH4)3FeF6，目的是将其浓度降至低于0.01wt%，优选低于0.001% (理解 为所述4失盐的浓度)。这借助于加入浓缩氩氧化铵(NH40H)(约24wt%)通过将该溶液的 pH调节至7.0 8.5、优选7.5-8.0进行；该操作可导致发生沉淀的不溶性氟 氧钛酸铵(NH4)3TiOFsI的形成，由此引入所述残留铁盐(NH4)3FeF6 (并且其实际上是化学过滤).该操作在反应器中于50 70X:、优选约60匸的温度下伴随着搅拌进行； 搅拌速度通常为40~90转/分钟，优选约50转/分钟；待加入的NH4OH的 量通常相对于反应所需的量而言大量过量，和其通过调节来自该容器的所 述料流输出中的pH至优选值7.5-8.0而控制。过滤所述*液得到钬盐(NH4)2TiF6的水溶液(其进一步提纯除去所 述含铁的化合物)和含有所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二氧化钛的方法，其包括以下步骤：（ａ）将含铁的钛矿与ＮＨ↓［４］Ｆ和／或ＮＨ↓［４］ＨＦ↓［２］水溶液反应；（ｂ）将由此得到的水分散液过滤，随之分离固体残留物和含有钛盐的水溶液；（ｃ）将由此得到的水溶液进行水解，该水解包括在ｐＨ７．０－８．５下的第一阶段和在ｐＨ１０．０－１３．０下的第二阶段；（ｄ）将由此得到的水分散液过滤和将所述固体残留物进行热水解，该热水解包括在最大温度４５０℃下的第一阶段和在最大温度１０００℃下的第二阶段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PS戈尔迪恩柯，
申请(专利权)人：百利通有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]