二氧化钛的制造方法技术

本发明专利技术涉及氧化钛的制造方法，该方法包括：将主要含钛离子以及共存的一种或多种其它金属离子的硫酸溶液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂、烷基胺类，以及烷芳基胺类物质的有机溶剂接触，将钛离子以硫酸络合物的形式从硫酸溶液中萃取出来，然后使含有萃取钛的有机溶剂与水或稀硫酸接触，将钛从有机溶剂反萃到水或稀硫酸溶液中并使有溶剂再生。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氧化钛的制造方法。用已知的硫酸法制造氧化钛时，是诸如钛-铁矿（钛铁矿或锐钛矿）和钛渣之类的含钛-铁物质在高温下与高浓度的硫酸接触生产出主要由硫酸铁、硫酸亚铁及硫酸氧钛作为主要组成其它还含有硫酸镁、硫酸铬、硫酸锰、硫酸钒及其它元素硫酸盐以及未反应物的钛的硫酸化物所构成的固体产物。继而将该固体投入水或硫酸溶液中浸滤，然后在浸得的硫酸溶液中加废铁屑之类的还原剂，将溶液中的硫酸铁转变成硫酸亚铁。冷却该溶液使得硫酸亚铁结晶（FeSO4、7H2O）析出，溶液中的铁份降低，得到含硫酸氧钛的钛铁溶液。在硫酸氧钛水解的这种方法中为提高硫酸氧钛-铁的浓度，将高浓度的硫酸氧钛缓慢地添加到保持在几乎沸腾的低浓度硫酸氧钛中，然后添加加热至90-95℃的水，其量相对于硫酸氧钛溶液量为1/4。这个方法的缺点是，尽管水解后水溶液中总的硫酸浓度是350～400g/lH2SO4，而硫酸氧钛的94%～95%作为氢氧化物沉淀，但是仍有多达5-6%的硫酸氧钛保留在溶液中而且不转化成钛的氢氧化物并被废弃。美国专利No.3067010公开了一种用于制备氧化钛的溶剂萃取技术。该技术涉及通过与含有烷基膦酸的有机溶剂接触从硫酸溶剂中选择性地萃取钛离子以致从硫酸溶液的硫酸氧钛-铁中分离出钛。这个方法的缺点是，共萃出来的Fe量多，为了除去这些铁要用5-6NHCl，而且为了从有机相中反萃出Ti需要HF，NH3等，与惯用水解法制备氧化钛的方法相比较-->其经济性差。在美国专利No.3，795，727和美国专利No.3，104，950中公开了氯化物溶液中所含的铁离子与钛离子的分离方法。两种方法都涉及从水溶液中萃取氯化铁铬合物，它有许多缺点，例如，水溶液中使用的HCl的总浓度必须足够高，使用的萃取剂在水溶液中的溶解度高，并且钛与Fe以外的杂质金属离子共存以致需要进一步精制工序等缺点。在1969年2月16日-20日召开的Metallurgical    Society    of    AIME会议公开了另一种方法，即从含有Ti离子和铬离子（Ⅲ）的废硫酸中用伯胺通过萃取选择性除去铬（Ⅲ）离子以便硫酸再循环的方法。另外，在Ind.Eng.Chem.Prod.Res    Develop.Vol.9，No.3，1970中描述了一种方法，即使用叔或季烷基胺从含有Ti离子和Cr离子的硫酸溶液中选择性萃取除去Cr（Ⅵ）离子。然而，这两种方法都是硫酸溶液中的Ti离子不被萃取，而残存在水溶液中，是以硫酸盐络合物的形式作为杂质萃取Cr离子和Nb离子。因此，这些方法根本不同于本专利技术之萃取Ti离子并进一步精制的方法。上述先有技术的缺点，通过本专利技术权利要求1中指示的方法得以克服，该方法是用有机溶剂萃取钛的硫酸盐络合物，再用水或稀硫酸从有机溶剂中反萃钛，然后将所得之水溶液再循环使硫酸氧钛水解或浸滤。本专利技术的这种方法可以防止留在水解溶液中不能回收且会引起公害问题的氧化钛的损失。因此硫酸氧钛完全转化成氢氧化钛，然后烧制成氧化钛。通过在从有机溶剂中反萃钛所使用的水或稀硫酸溶液中添加还原剂来提高反萃效率。另外，通过在反萃之前使有机溶剂与还原剂接触，然后从有机相中反萃出钛至水或稀硫酸溶剂中的方法来提高反萃效率。由于甚至在水溶液反复使用时也能很好地保持水的平衡，水解后分离出来的水溶液中所溶解的钛全部转化成氢氧化钛，换句话说，起始硫酸氧钛-->-铁溶液中所含的钛全部转化成氢氧化钛。本专利技术的一个目的是提供一种制备氧化钛的方法，该方法包括使主要含与一种或多种金属离子共存的钛离子的硫酸溶液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂类、烷基胺类和烷芳基胺类的有机溶剂接触以致从硫酸溶液中以硫酸络合物的形式萃取钛离子，并使含有萃取钛的有机溶剂与水或稀硫酸溶液接触以致从有机溶剂中将钛反萃至水或稀硫酸溶液中并使有机溶剂再生。本专利技术的另一目的是提供一种制备氧化钛的方法，该方法包括第一步骤：使主要含与一种或多种包括铁的金属离子共存的钛离子的硫酸溶液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂类、烷基胺类、和烷芳基胺类物质的第一有机溶剂（A）接触以致从硫酸溶液中以硫酸络合物的形式，将钛离子萃取到第一有机溶剂中去，硫酸作为萃残液留下，并使含有萃取钛的有机溶剂与水或稀释硫酸溶液接触以致从有机溶剂中将钛反萃至水或稀硫酸溶液中并使第一有机溶剂（A）再生;第二步骤：在第一步骤得到的萃残液中添加选自Na、K、Mg、Ca和NH4的氯化物中至少一种化合物，其添加量与萃残液中游离SO4离子和结合铁的SO4离子的总和化学等量，继而使上述萃残液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂类，烷基胺类，和烷芳基胺类物质的第二有机溶剂（B）接触以致从萃残液中以氯化物络合物的形式将铁离子萃取到第二有机溶剂（B）中去;然后使含有铁离子和氯化物离子的第二有机溶剂（B）与水接触以致从第二有机溶剂中将铁离子和氯化物离子反萃到水中并使第二有机溶剂（B）再生。本专利技术还有一个目的是提供一种制备氧化钛的方法，该方法包括：使主要含钛离子以及另外一种或多种包括铁离子的金属离子的硫酸溶液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂类，烷基胺类，和烷芳基胺类物质的有机溶剂接触，然后将硫酸溶液送入在降低压力或常压下操作的蒸发-浓缩工序以回收浓硫酸，因而减少在蒸发-浓缩工序中形成的钛的硫-->酸化合物数量。本专利技术还有一个目的是提供一种制备氧化钛的方法，该方法包括：对主要含钛另外还含有一种以上包括铁其它金属离子的硫酸溶液，至少添加一种选自Na、K、Mg、Ca和NH4的氯化物中的化合物，添加量是在硫酸溶液中形成钛的氯化物络合物形式所需要的量，然后使硫酸溶液与含有选自含氧有机溶剂类、烷基胺类和烷芳基胺类中至少一种的有机溶剂接触以致以氯化物络合物形式硫酸溶液中萃取钛，继而使含钛离子和氯化物离子的有机溶剂与水接触以致从有机溶剂中将钛离子和氯化物离子反萃到水中并使有机溶剂再生。以下详细说明附图。图1是表示本专利技术原型的流程图。图2示出增加一个操作所做的改进，即在反萃用的水或稀硫酸溶液中添加还原剂以便提高从有机相中反萃钛的效率。图3示出通过一个附加步骤所做的另一改进，即在有机相中的钛被导至反萃段之前使钛与还原剂接触以致提高反萃效率。图4是表示工艺进一步改进的流程图。在该工艺流程中水或含钛的反萃液加到水解段中的硫酸氧钛-铁的溶液中以致从硫酸溶液中以不可溶性氢氧化钛的形式沉淀出大部分的钛。残存在滤液中的钛作为一种硫酸铬合物被（一种有机溶剂）萃取。含有萃取钛的有机溶剂被送入反萃段使之与水或稀硫酸溶液接触，从而从有机溶剂中将钛反萃到再循环至水解的水溶液中。图5是图3和图4组合而成的工艺流程。图6示出附在图4流程上的后续流程，将岩盐加入萃残液中且混合物被氧化使萃残液中的铁离子变成氯化物，然后带有氯化物的铁离子络合物被萃取并被中和。图7示出继图4流程，在萃取去除钛之后在浓缩和回收硫酸溶液方-->面本专利技术的效果。图8示出氢氧化钛回收流程，在该流程中钛回收液液被加热并使之水解以致回收氢氧化钛，然后该溶液被循环至类似于图4或图7的流程。图9基本上类似于图7。在图9中，通过（有机溶剂）萃取除去钛的（水）溶液被浓缩，并将得到的浓缩硫酸再循环。图10基本上类似于图8。图10中，将碱加入含有经反萃回收的钛的水溶液中以便回收氢氧化钛。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造氧化钛的方法，该方法包括；将主要含Ｔｉ离子且有一种或多种金属离子共存的硫酸溶液与选自含氧有机溶剂、烷基胺类，以及烷芳基胺类的一种或多种物质的有机溶剂接触，从硫酸溶液中以硫酸络合物的形式萃取钛，并使含有萃取钛的有机溶剂与水或稀硫酸 溶液接触以致将钛从有机溶液中反萃到水或稀硫酸溶液中并使有机溶剂再生。

【技术特征摘要】
JP 1988-8-19 206029/88;JP 1988-12-8 310887/88;JP 11、一种制造氧化钛的方法，该方法包括；将主要含Ti离子且有一种或多种金属离子共存的硫酸溶液与选自含氧有机溶剂、烷基胺类，以及烷芳基胺类的一种或多种物质的有机溶剂接触，从硫酸溶液中以硫酸络合物的形式萃取钛，并使含有萃取钛的有机溶剂与水或稀硫酸溶液接触以致将钛从有机溶液中反萃到水或稀硫酸溶液中并使有机溶剂再生。2、一种制造氧化钛的方法，该方法包括：第一段：使主要含Ti离子且有一种或多种包括Fe离子的金属离子共存的硫酸溶液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂、烷基胺类、烷芳基胺类物质的第一有机溶剂（A）接触，从硫酸溶液中以硫酸络合物的形式将钛萃取到第一有机溶液中，将硫酸作为萃残液留下，然后使含萃取钛的有机溶剂与水或稀硫酸溶液接触，从有机溶剂中将钛反萃到水或稀硫酸溶液中并使第一有机溶剂再生;第二段：在第一段得到的萃残液中添加至少一种选自于Na，K，Mg，Ca和NH4的氯化物的物质，其添加量与萃残液中游离SO4离子和与铁离子结合的SO4离子之总和化学等量，然后使上述萃残液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂，烷基胺类以及烷芳基胺类物质的第二有机溶剂（B）接触，将铁离子以氯化物络合物的形式从萃残液萃取到第二有机溶剂（B）中;然后使含有铁离子和氯化物离子的第二有机溶剂（B）与水接触，从第二有机溶剂中将铁离子和氯化物离子反萃到水中并使第二有机溶剂（B）再生。3、一种制造氧化钛的方法，该方法包括：将主要含钛离子且有一种或多种包括铁离子的金属离子共存的硫酸溶液与含有一种或多种选自含氧有机溶剂、烷基胺类，和烷芳基胺类物质的有机溶剂接触，然后将硫酸溶液导入在降压或常压下操作的蒸发-浓缩段使之回收浓硫酸，因而减少了在蒸发-浓缩段生成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边彭夫，清廉平，
申请(专利权)人：株式会社抽出研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]