从副产物酸中除去污染物制造技术

本发明专利技术涉及从副产物盐酸中除去胶态二氧化钛和氯氧化钛的方法。该方法包括向副产物酸中加入磷酸根离子源和季铵，以使二氧化钛和氯氧化钛形成沉淀物。然后将该沉淀物与酸分离，由此产生具有降低的钛含量的去污盐酸产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】第1/14页从副产物酸中除去污染物
技术介绍
制造二氧化钛的某些方法通常依赖于^f吏用氯、盐酸或石危酸。由此产生 了副产物盐酸或副产物硫酸的废物流。副产物盐酸含有多种污染物，包括 胶态二氧化硅、胶态二氧化钛、氯氧化钛和较少量的其它痕量与重金属杂质。目前，每年仅仅在美国和加拿大就会产生大约105,959,800加W 523,000 短吨)的副产物盐酸。通常将该副产物酸作废物处置，因为大量的污染物 阻碍该副产物酸的进一步利用。一种制造二氧化钛的实例工艺包括将钬铁矿或含金红石型氧化钛的砂矿和焦炭加热至大约iooox:的受控焙烧温度。将氯气流通入加热的碳矿，此时生成四氯化钛、四氯化硅、氯化45L氯化镉和其它痕量无才几氯化物气 体。通过冷凝除去较低挥发性的无机氯化物气体和任何其它未反应的原料。 在1400。C至1600。C用氧气将四氯化钛和很少部分的某些较低挥发性的化 合物氧化，以形成Si02和所需尺寸的金红石型Ti02产品(所需二氧化钛) 的晶体。以气相移出二氧化钛晶体，用水骤冷剩余蒸气。骤冷产生含有二 氧化钛、氯氧化钬、二氧化硅和少量酸溶性氯化物(例如氯化铁)的污染 物的副产物盐酸。这些污染物通常阻碍该盐酸在其它工艺中再利用。例如，该盐酸流中 例如二氧化硅和二氧化钛之类的污染物的浓度水平致使该酸不可用于大多 数钢酸洗工艺和化学品制造工艺。相反，该酸流作为废物处置、无限期储 存和/或可能被施以各种耗时且昂贵的再生工艺。通常例如用苛性钠或熟石 灰中和该废物流，以形成要弃置的盐溶液。专利技术概要已经认识到，合意的是提供方法和系统，以有效地处理副产物盐皿 物流，特别是含有胶态二氧化硅、二氧化钛和氯氧化钛的那些，直至去污 的盐酸产品可用在例如钢酸洗之类的化学工艺中的纯度。因此，本文所述 的专利技术描述了经济且相对快速的方法，从而由副产物酸制造具有可接受的 质和量的去污的盐酸产品。本文的方法使用磷酸根离子源和季铵，由此可以使胶态二氧化钛和氯 氧化钛与副产物酸分离，而不是中和和弃置该副产物酸。具体而言，该方 法包括向副产物酸中加入磷酸根离子源和季铵以使二氧化钛和氯氧化钛沉 淀。然后可以将去污的酸产物与该沉淀物分离。在另 一实施方案中，已被去污并从用于制备二氧化钛的副产物酸中回 收的工业级盐酸可以包含去污的盐酸以及非常低残留量的磷酸根离子、季 铵、二氧化钛、氯氧化钛和二氧化硅。本方法可以除去大部分量的污染物钛和甚至一一在某些实施方案 中——二氧化硅，并保持起始副产物酸的浓度不变。由此方法制成的去污 酸可用在后继化学工艺中，例如钢酸洗和用于制造氯化铝水处理化学品。所述磷酸根离子源可以包括磷酸；金属磷酸盐，例如磷酸钓或磷酸钠； 和/或膦酸盐。在一个具体实施方案中，所述磷酸根离子源包括至少两种不 同的磷酸根离子源。与该磷酸根离子源一起，季铵可以导致并加速胶态二氧化钛和氯氧化 钛的沉淀。在一个具体实施方案中，季铵可以包括聚合季铵和/或季多胺。在另一实施方案中，已被去污并从用于制备二氧化钛的副产物酸中回 收的工业级盐酸可以包含去污的盐酸以及残留量的畴酸根离子、季铵、二 氧化钛、氯氧化钛和二氧化硅。从举例阐述本专利技术特征的下列详述中，将明显看出本专利技术的其它特征 和优点。优选实施方案详述现在提到示例性实施方案，并在本文中使用特定用语描述它们。但是要理解的是，不是要由此限制本专利技术的范围。本文阐述的本专利技术的特征的 变动和进一步修改、以及相关领域技术人员在掌握本文的情况下会想到的 本专利技术原理的其它应用被认为在本专利技术的范围内。还要理解的是，本文所 用的术语仅用于描述具体实施方案。除非明确指明，否则这些术语不是限 制性的。需要指出，除非文中明确地另行规定，本说明书和所附权利要求书中 所用的单数形式"一"和"该，，包括复数对象。术语"污染物"是指酸中的不合意化学组分，其通常由于在另一化学 工艺中使用该酸而引入。例如，在二氧化钛的制备中使用氯或盐酸生成了 数种污染物。本文公开的方法具体针对的污染物包括胶态二氧化钛、氯氧 化钛、胶态二氧化硅和氯氧化硅。类似地，与酸相关的术语"去污的"是 指其中已除去至少一部分的至少一种污染物的酸。因此，去污并不意味着 已除去所有污染物，但是污染物被去除到回收的酸可用在其它工业方法中 的程度。本文所用的"磷酸"是指包括磷酸(通常基本为正磷酸形式)的化学 品。正磷酸具有化学式H3P04。术语"多胺"是指具有至少一个胺基团的化合物。因此，聚合胺以及 具有多个胺的小分子都被认为是多胺。术语"基本不含"是指完全不存在或几乎完全不存在特定化合物或组 合物。例如，当一组合物被说成基本不含烷基化的胺时，在该组合物中没 有烷基化的胺，或在该组合物中仅有残留量的烷基化的胺。同样，术语"基 本上"是指一行为、特征、性质、状态、结构、项目或结果的完全或几乎 完全的程度。与绝对完全性的确切容许偏离度有时取决于具体情况。但是， 一般而言，接近完全将具有与获得绝对和全面完全时相同的总体结果。浓度、尺寸、量和其它数值数据在本文中以范围格式表示。要理解的 是，仅为方便和简要起见使用此类范围格式，并应灵活地理解为不仅包括 作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内涵盖的所有单个数值 或子范围，就象明确指出了各数值和子范围一样。例如，约1重量％至约20重量％的体积浓度范围应解释为不仅仅包括明确列举的界限1重量％和 大约20重量％，还包括单个重量，例如2重量％、 11重量％、 14重量％， 以及子范围，例如10重量％至20重量％、 5重量％至15重量％等。据此，已经认识到，开发从副产物盐酸中除去污染物(例如胶态二氧 化硅、胶态二氧化钛和氯氧化钛)的方法是有益的。通过从该副产物酸中 除去污染物，可以形成可用在化学加工(例如钢酸洗或氯化铝水处理化学 品制造)中的产品酸。因此，提出了从副产物盐酸中除去胶态二氧化钛和 氯氧化钛的方法。该方法包括向该副产物酸中加入磷酸^f艮离子源和季铵， 以使胶态二氧化钛和氯氧化钛形成沉淀物。该方法可以进一步包括将该沉 淀物与液体分离，由此制造盐酸的去污酸产品。在一个非限制性实例中， 此类副产物酸可以是二氧化钬化学加工过程的副产物。在另一实施方案中，已被去污并从用于制备二氧化钛的副产物酸中回 收的工业级盐酸可以包含去污的盐酸以及残留量的磷酸根离子、季铵、二 氧化钛、氯氧化钛和二氧化硅。从副产物酸中除去二氧化钛和氯氧化钛污染物的化学过程会比较复 杂，因为二氧化钛以胶态悬浮液的形式存在。对于胶态悬浮液而言，沉淀 物形成中的一个因素涉皿体的尺寸或大小。通过离心和过滤样品计算出 的胶态二氧化钬粒子的尺寸小于大约0.2微米。因此，表面积相对于体积 的比率非常高。这样，胶态二氧化钛粒子不容易在重力下从溶液中沉降出来，并保持胶体悬浮液形式。副产物酸中另一常见污染物是二氧化硅。二氧化硅可以以胶态存在， 并且如果有足够的时间，将从溶液中沉降出来并在储槽底部以硬块形式集 聚，这至少部分归因于二氧化硅对氢氧离子的亲合力。胶态二氧化钛不具 有相同的亲合力，即4吏储存放置12个月，也没有从副产物酸中显著沉降出 来的趋势。在涉及长期储存放置的副产物盐酸中的钛浓度的试验中，钛的 总浓度变化小于2%，这表明，大部分钛留在胶态悬浮液中或呈现氯氧化 钛的可溶形式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
从副产物盐酸中除去胶态二氧化钛和氯氧化钛的方法，包括：　向所述副产物酸中加入磷酸根离子源和季铵，以使所述二氧化钛和胶态氯氧化钛形成沉淀物；和　将去污的盐酸产物与该沉淀物分离。

【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：F海多克，
申请(专利权)人：海多克咨询服务公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]