ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Предназначен для сернокислотной переработки продуктов, содержащих соединения титана, с получением пигментного или металлургического диоксида титана и может быть использован в металлургии, в химической и лакокрасочной промышленности. Таким образом, стояла задача разработать способ получения диоксида титана (пигментного или металлургического), который бы обеспечивал наряду с высоким процентным извлечением титана из исходного сырья уменьшение отходов, идущих в отвалы, в частности, получение еще одного промышленно используемого продукта - карбида кремния.

Поставленная задача решается способом получения диоксида титана, включающем разложение титан- и кремнийсодержащего сырья 70% серной кислотой при нагревании, растворение продукта сульфатизации в водной среде с получением титансодержащего раствора, фильтрацию и последующее выделение целевого продукта из раствора, при этом в качестве сырья используют продукт, представляющий гетерогенную смесь карбонитрида титана и карбида кремния, и разложение проводят при содержании 1,35-1,55 т h ₂so ₄/т tio ₂ с добавлением азотной кислоты в количестве 3,16-3,2 т hno ₃/т tio ₂.

В настоящее время диоксид титана, как пигментный, так и металлургический, получают путем вскрытия оксидно-титанового сырья, то есть сырья, содержащего оксидные соединения титана. При этом достигается достаточно высокий процент извлечения ти­тана в продукционный раствор, но в случае содержания в исходном сырье соединений кремния (содержание которых может достигать 40%) все они идут в отвал вследствие большой химической устойчивости многих силикатных минералов в растворах серной кислоты. Кроме того, оксидно-титановое сырье является трудновскрываемым из-за тесной ассоциации оксидных соединений титана с другими минералами, что обуславливает высокие расходные коэффициенты серной кислоты.

В предлагаемом способе в качестве исходного титан- и кремнийсодержащего сырья используют продукт состава системы ticn-sic. Продукт представляет гетерогенную смесь карбонитрида титана и карбида кремния. В процессе сульфатизации c окислением титан образует растворимый в воде сульфат титанила. Использование в качестве исходного сырья продукта, содержащего карбидное соединение кремния, устойчивого к большинству неор­ганических кислот, в том числе к смеси серной и азотной кислот, позволяет выделить карбид кремния в виде нерастворимого осадка.

Таким образом, использование в качестве исходного (для получения диоксида титана) продукта состава системы ticn-sic позволяет значительно снизить расход серной кислоты в предлагае­мом способе. При этом снижение расхода серной кислоты менее, чем 1,35 т h ₂so ₄ на 1 т tio ₂ ведет к снижению степени перехода титана в целевой раствор, а повышение расхода более чем 1,55 т h ₂so ₄ на 1 т tio ₂ нежелательно, так как кислотный фактор серно-кислых растворов титана, пригодных для получения диоксида тита­на высокого качества, должен быть равным 1,4-1,5. Добавление азотной кислоты в количестве меньшем, чем 3,16 т hno ₃ на i т tio ₂, ведет к неполному разложению карбонитрида титана, а добавление в количестве большем, чем 3,2 т hno ₃ на i т tio ₂, к перерасходу азотной кислоты без улучшения основных показателей.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Исход-ное сырье, представляющее гетерогенную смесь карбонитрида ти-тана и карбида кремния, помещают в реактор с серной кислотой 70% концентрации, при этом количество серной кислоты составляет 1,35-1,55 т h ₂so ₄/1т tio ₂. Пульпу нагревают до 80-85°С и при перемешивании добавляют 72% азотную кислоту со скоростью 1,2-1,3 т/час. Количество азотной кислоты составляет 3,16-3,2 т на 1 т tio ₂. В процессе разложения смеси в реактор подается вода до первоначального объема пульпы. После введения азотной кисло-ты пульпу нагревают до 105-110°С и выдерживают при этой темпе-ратуре до получения затвердевшей массы. Затем массу охлаждают и растворяют в воде при температуре 60-65°С в течение 0,5 часа и т/ж 1-3-4 в расчете на исходное сырье. Получают сернокислый раствор титана и твердый осадок. Последний отфильтровывают, про-мывают 1,5%-ным раствором серной кислоты, водой и сушат при 105°С. Из продукционного раствора выделяют диоксид титана извест-ными методами.

Полученные продукты подвергают спектральному и рентгенофазо-вому анализам. Степень извлечения титана из исходного сырья по анализу твердого осадка составляет ~100%.Таким образом, способ позволяет при высоком процентном извлечении титана (~100%) и высоком качестве получаемого диоксида титана (см.данные спектрального анализа) значительно снизить отходы производства диоксида титана и получать наряду с ним еще один промышленно используемый продукт-карбид кремния.