JPH1095618A - 酸化チタンの製造方法 - Google Patents
酸化チタンの製造方法Info
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- JPH1095618A JPH1095618A JP9093628A JP9362897A JPH1095618A JP H1095618 A JPH1095618 A JP H1095618A JP 9093628 A JP9093628 A JP 9093628A JP 9362897 A JP9362897 A JP 9362897A JP H1095618 A JPH1095618 A JP H1095618A
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- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 顔料生産設備の処理量を増加させ、かつ鉄化
合物の形態の副産物の生成が少ない、経済性かつ環境許
容性のある、酸化チタンの製造方法の提供。 【解決手段】 イルメナイト鉱石を硫酸によって温浸し
て硫酸チタンの溶液を生成し、必要ならば還元剤を硫酸
チタンの溶液に添加し、そして次に硫酸チタンの溶液か
ら含水酸化チタンを沈殿させることを含んでいる、酸化
チタンの製造方法であって、前記イルメナイト鉱石が、
鉱石中に存在する鉄の少なくとも９２重量％が第一鉄の
状態にあるような組成を有しており、そして添加される
場合還元剤が、前記イルメナイト鉱石に関して計算して
４．０重量％未満の金属鉄に同等の量で添加されること
を特徴とする。
合物の形態の副産物の生成が少ない、経済性かつ環境許
容性のある、酸化チタンの製造方法の提供。 【解決手段】 イルメナイト鉱石を硫酸によって温浸し
て硫酸チタンの溶液を生成し、必要ならば還元剤を硫酸
チタンの溶液に添加し、そして次に硫酸チタンの溶液か
ら含水酸化チタンを沈殿させることを含んでいる、酸化
チタンの製造方法であって、前記イルメナイト鉱石が、
鉱石中に存在する鉄の少なくとも９２重量％が第一鉄の
状態にあるような組成を有しており、そして添加される
場合還元剤が、前記イルメナイト鉱石に関して計算して
４．０重量％未満の金属鉄に同等の量で添加されること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化チタンの製造方
法に関し、特に、イルメナイト鉱石の温浸によって調製
した硫酸チタンの溶液から酸化チタンが沈殿される方法
に関する。
法に関し、特に、イルメナイト鉱石の温浸によって調製
した硫酸チタンの溶液から酸化チタンが沈殿される方法
に関する。
【０００２】チタン化合物、特に、顔料として使用する
ための二酸化チタン、が抽出される非常に重要な鉱物
は、理論式ＦｅＯ・ＴｉＯ2 を有するイルメナイトであ
る。しかしながら、天然に存在するイルメナイトは第一
鉄の他に第二鉄を含有している。
ための二酸化チタン、が抽出される非常に重要な鉱物
は、理論式ＦｅＯ・ＴｉＯ2 を有するイルメナイトであ
る。しかしながら、天然に存在するイルメナイトは第一
鉄の他に第二鉄を含有している。
【０００３】
【従来の技術】結局、イルメナイト鉱石から酸化チタン
を抽出する通常の方法は、鉱石を硫酸によって温浸して
硫酸鉄をも含有する硫酸チタンの溶液を生成し、その後
にこの溶液を還元して存在する鉄の全てが第一鉄の状態
にあることを確実にすることを含んでいる。一般に、チ
タンの或る割合がこの工程中に３価の状態に還元され
る。還元は硫酸塩溶液を加水分解して含水酸化チタンを
生成する時に含水酸化鉄の沈殿を最小量にすることを確
実にするために必要であり、そして還元を行う通常の方
法はスクラップ金属鉄を添加することである。不都合な
ことに、スクラップ鉄の添加は硫酸第一鉄の量を増加さ
せ、それは必然的に環境上許容できる仕方で処理又は廃
棄されなければならない。
を抽出する通常の方法は、鉱石を硫酸によって温浸して
硫酸鉄をも含有する硫酸チタンの溶液を生成し、その後
にこの溶液を還元して存在する鉄の全てが第一鉄の状態
にあることを確実にすることを含んでいる。一般に、チ
タンの或る割合がこの工程中に３価の状態に還元され
る。還元は硫酸塩溶液を加水分解して含水酸化チタンを
生成する時に含水酸化鉄の沈殿を最小量にすることを確
実にするために必要であり、そして還元を行う通常の方
法はスクラップ金属鉄を添加することである。不都合な
ことに、スクラップ鉄の添加は硫酸第一鉄の量を増加さ
せ、それは必然的に環境上許容できる仕方で処理又は廃
棄されなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は酸化チ
タンを製造するための、より経済性かつ環境許容性のあ
る方法を提供することである。
タンを製造するための、より経済性かつ環境許容性のあ
る方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決する手段】本発明による酸化チタンの製造
方法は、イルメナイト鉱石を硫酸によって温浸して硫酸
チタンの溶液を生成し、必要ならば還元剤を硫酸チタン
の溶液に添加し、そして次に硫酸チタンの溶液から含水
酸化チタンを沈殿させることを含み、前記イルメナイト
鉱石が、鉱石中に存在する鉄の少なくとも９２重量％が
第一鉄の状態にあるような組成を有しており、そして添
加される場合還元剤が、前記イルメナイト鉱石に関して
計算して４．０重量％未満の金属鉄に同等の量で添加さ
れる。
方法は、イルメナイト鉱石を硫酸によって温浸して硫酸
チタンの溶液を生成し、必要ならば還元剤を硫酸チタン
の溶液に添加し、そして次に硫酸チタンの溶液から含水
酸化チタンを沈殿させることを含み、前記イルメナイト
鉱石が、鉱石中に存在する鉄の少なくとも９２重量％が
第一鉄の状態にあるような組成を有しており、そして添
加される場合還元剤が、前記イルメナイト鉱石に関して
計算して４．０重量％未満の金属鉄に同等の量で添加さ
れる。
【０００６】一般に、入手可能な天然に存在するイルメ
ナイト鉱石は通常、ＴｉＯ2 として算出して４５〜６５
重量％のチタン、Ｆe2Ｏ3 として算出して５〜３５重量
％の第二鉄、およびＦｅＯとして算出して５〜４０重量
％の第一鉄を含有している。酸化チタンの製造のために
は、５５〜６５重量％のＴｉＯ2 を含有するイルメナイ
トが好ましく、そしてかかる供給原料は一般にＦe2Ｏ3
として算出して２０〜３０重量％の第二鉄を含有する。
本発明の方法においては、使用されるイルメナイト鉱石
は鉄の少なくとも９２重量％を第一鉄の状態で含有して
いる。本発明の方法が従来の方法より経済的であるの
は、硫酸チタンの処理に還元剤を使用しないか又はより
少なく使用することがその理由の一部である。結局、重
要な特徴は、第一鉄の状態にある割合が可能な限り高い
鉄を含有するイルメナイトを使用することであり、鉱石
中の鉄の少なくとも９５重量％が第一鉄の状態にあるこ
とが好ましい。より好ましくは、存在する鉄の少なくと
も９７重量％が第一鉄の状態にある。
ナイト鉱石は通常、ＴｉＯ2 として算出して４５〜６５
重量％のチタン、Ｆe2Ｏ3 として算出して５〜３５重量
％の第二鉄、およびＦｅＯとして算出して５〜４０重量
％の第一鉄を含有している。酸化チタンの製造のために
は、５５〜６５重量％のＴｉＯ2 を含有するイルメナイ
トが好ましく、そしてかかる供給原料は一般にＦe2Ｏ3
として算出して２０〜３０重量％の第二鉄を含有する。
本発明の方法においては、使用されるイルメナイト鉱石
は鉄の少なくとも９２重量％を第一鉄の状態で含有して
いる。本発明の方法が従来の方法より経済的であるの
は、硫酸チタンの処理に還元剤を使用しないか又はより
少なく使用することがその理由の一部である。結局、重
要な特徴は、第一鉄の状態にある割合が可能な限り高い
鉄を含有するイルメナイトを使用することであり、鉱石
中の鉄の少なくとも９５重量％が第一鉄の状態にあるこ
とが好ましい。より好ましくは、存在する鉄の少なくと
も９７重量％が第一鉄の状態にある。
【０００７】通常は、それ故に、天然に存在する鉱石は
本発明の方法に従って温浸される前に還元される必要が
ある。この還元は任意の適する方法によって実施でき
る。代表的には、鉱石を流動床反応器、ロータリーキル
ンまたは多炉床炉（ｍｕｌｔｉ−ｈｅａｒｔｈ ｆｕｒ
ｎａｃｅ）の中で還元条件下で加熱する。鉱石の加熱中
に存在する還元用雰囲気は代表的には天然ガスの部分燃
焼によって水素、一酸化炭素、二酸化炭素及び水蒸気を
含有する混合物を生じることによって生成され、そして
この燃焼もまた効果的に鉱石を加熱する。粉末石炭や石
油のような炭素源を鉱石に添加して、鉱石と炭素源を加
熱したときの部分燃焼によって熱源と還元用雰囲気とを
提供してもよい。かかる炭素源を使用する場合には、硫
酸を添加したときの危険な反応を回避するために、還元
済み鉱石中には炭素が最小量だけ残留することを確実に
することが重要である。
本発明の方法に従って温浸される前に還元される必要が
ある。この還元は任意の適する方法によって実施でき
る。代表的には、鉱石を流動床反応器、ロータリーキル
ンまたは多炉床炉（ｍｕｌｔｉ−ｈｅａｒｔｈ ｆｕｒ
ｎａｃｅ）の中で還元条件下で加熱する。鉱石の加熱中
に存在する還元用雰囲気は代表的には天然ガスの部分燃
焼によって水素、一酸化炭素、二酸化炭素及び水蒸気を
含有する混合物を生じることによって生成され、そして
この燃焼もまた効果的に鉱石を加熱する。粉末石炭や石
油のような炭素源を鉱石に添加して、鉱石と炭素源を加
熱したときの部分燃焼によって熱源と還元用雰囲気とを
提供してもよい。かかる炭素源を使用する場合には、硫
酸を添加したときの危険な反応を回避するために、還元
済み鉱石中には炭素が最小量だけ残留することを確実に
することが重要である。
【０００８】一般に、鉱石は７００℃〜９００℃の範囲
の温度で、そして通常、８００℃未満の温度で、還元さ
れる。
の温度で、そして通常、８００℃未満の温度で、還元さ
れる。
【０００９】還元前の鉱物の組成は還元が行われる条件
を大まかに決定するが、好ましくは、その条件は第二鉄
から第一鉄への還元を最大にすることを確実にするよう
に調節され、後の還元による金属鉄の生成を最小にす
る。一般に、これは還元用気体雰囲気と鉱石が加熱され
る温度とを適切に調節することによって達成できる。
を大まかに決定するが、好ましくは、その条件は第二鉄
から第一鉄への還元を最大にすることを確実にするよう
に調節され、後の還元による金属鉄の生成を最小にす
る。一般に、これは還元用気体雰囲気と鉱石が加熱され
る温度とを適切に調節することによって達成できる。
【００１０】必要ならば、本方法における最初の工程と
して天然イルメナイト鉱石を酸化してもよい。酸化工程
を使用する場合、天然鉱石は、存在する実質的に全ての
鉄が第二鉄の原子価状態に転化するまで、通常、酸素含
有気体の存在下で６００℃〜１０００℃の範囲の温度に
加熱される。酸化された鉱石はそれから、存在する鉄の
少なくとも９２重量％、好ましくは、少なくとも９５重
量％が第一鉄の状態になるまで、実質的に前述した通り
の方法によって還元される。鉱石の温浸容易性は鉱石が
酸化とその後の還元の過程を受けたときに改良される。
して天然イルメナイト鉱石を酸化してもよい。酸化工程
を使用する場合、天然鉱石は、存在する実質的に全ての
鉄が第二鉄の原子価状態に転化するまで、通常、酸素含
有気体の存在下で６００℃〜１０００℃の範囲の温度に
加熱される。酸化された鉱石はそれから、存在する鉄の
少なくとも９２重量％、好ましくは、少なくとも９５重
量％が第一鉄の状態になるまで、実質的に前述した通り
の方法によって還元される。鉱石の温浸容易性は鉱石が
酸化とその後の還元の過程を受けたときに改良される。
【００１１】還元後に鉱石はその粒径を減少させかつ硫
酸による温浸を助けるために一般に微粉砕される。
酸による温浸を助けるために一般に微粉砕される。
【００１２】イルメナイト鉱石は、鉱石と硫酸を混合
し、そして通常９５℃〜１２０℃の範囲の温度で加熱
し、ついには発熱反応が始まることによって、温浸され
る。一般には、気体を温浸混合物中に通して空気混合過
程を与える。使用される酸は一般に８０〜９４重量％Ｈ
2 ＳＯ4 の範囲の濃度を有し、そして酸／鉱石の比は好
ましくは重量で１．４／１から２．０／１までである。
温浸混合物の温度は発熱反応の結果上昇し、そして一般
には１８０℃〜２２０℃の範囲の値に達する。反応の生
成物は多孔質の温浸ケークであり、それは次いで水、又
は２５重量％以下のＨ2 ＳＯ4 を含有する希硫酸を添加
することによって溶解されて硫酸チタンの溶液を生成す
る。
し、そして通常９５℃〜１２０℃の範囲の温度で加熱
し、ついには発熱反応が始まることによって、温浸され
る。一般には、気体を温浸混合物中に通して空気混合過
程を与える。使用される酸は一般に８０〜９４重量％Ｈ
2 ＳＯ4 の範囲の濃度を有し、そして酸／鉱石の比は好
ましくは重量で１．４／１から２．０／１までである。
温浸混合物の温度は発熱反応の結果上昇し、そして一般
には１８０℃〜２２０℃の範囲の値に達する。反応の生
成物は多孔質の温浸ケークであり、それは次いで水、又
は２５重量％以下のＨ2 ＳＯ4 を含有する希硫酸を添加
することによって溶解されて硫酸チタンの溶液を生成す
る。
【００１３】イルメナイト鉱石の温浸による硫酸チタン
溶液の製造はバッチ式でもよいし又は連続式でもよい。
溶液の製造はバッチ式でもよいし又は連続式でもよい。
【００１４】本発明の方法はこの硫酸チタンの溶液が、
類似の従来の方法よりも、第二鉄イオンから第一鉄イオ
ンへの還元が少なくて済むことを特徴とする。還元を行
う便利な方法は或る量のスクラップ鉄を添加することで
ある。本発明の方法によれば、温浸されるイルメナイト
鉱石の重量に関して計算して４．０重量％未満のスクラ
ップ鉄が添加される。好ましくは、イルメナイト鉱石に
関して２．０重量％未満のスクラップ鉄が使用される。
最も好ましくは、還元工程は行われないが、しばしば、
或る程度の酸化が温浸中に起こるので或る程度の還元剤
の添加は必要である。
類似の従来の方法よりも、第二鉄イオンから第一鉄イオ
ンへの還元が少なくて済むことを特徴とする。還元を行
う便利な方法は或る量のスクラップ鉄を添加することで
ある。本発明の方法によれば、温浸されるイルメナイト
鉱石の重量に関して計算して４．０重量％未満のスクラ
ップ鉄が添加される。好ましくは、イルメナイト鉱石に
関して２．０重量％未満のスクラップ鉄が使用される。
最も好ましくは、還元工程は行われないが、しばしば、
或る程度の酸化が温浸中に起こるので或る程度の還元剤
の添加は必要である。
【００１５】本発明は還元剤としてスクラップ鉄に関連
して特徴を説明してきたが、その他の還元剤の使用も本
発明の範囲内である。使用できる代替の還元剤には、金
属亜鉛、アルミニウム、亜硫酸、及びチオ硫酸ナトリウ
ムが包含される。電解的還元法も使用できる。これら代
替法の一つが使用される場合には、硫酸チタンの溶液が
受ける還元の量はイルメナイト鉱石の重量を基準にして
４．０重量％未満のスクラップ鉄の使用に等しい。
して特徴を説明してきたが、その他の還元剤の使用も本
発明の範囲内である。使用できる代替の還元剤には、金
属亜鉛、アルミニウム、亜硫酸、及びチオ硫酸ナトリウ
ムが包含される。電解的還元法も使用できる。これら代
替法の一つが使用される場合には、硫酸チタンの溶液が
受ける還元の量はイルメナイト鉱石の重量を基準にして
４．０重量％未満のスクラップ鉄の使用に等しい。
【００１６】後続の工程中では第一鉄イオンから第二鉄
イオンへの酸化が最小であることを確保することは重要
であり、そして還元工程が使用される場合には溶液中に
少量の３価チタンが確実に生成されるのは正常である。
生成される量は好ましくは、存在するチタンの約４重量
％以下である。
イオンへの酸化が最小であることを確保することは重要
であり、そして還元工程が使用される場合には溶液中に
少量の３価チタンが確実に生成されるのは正常である。
生成される量は好ましくは、存在するチタンの約４重量
％以下である。
【００１７】一般に、硫酸チタンの溶液を清澄にするこ
とが必要であり、そして清澄化工程は還元工程（存在す
る場合）の前又は後どちらでも行うことができる。通
常、ポリ（メタ）アクリル酸やその塩、カゼイン又はグ
ルーのような凝集剤を添加し、そして清澄溶液を分離す
る前に凝集固体が沈降するにまかせる。
とが必要であり、そして清澄化工程は還元工程（存在す
る場合）の前又は後どちらでも行うことができる。通
常、ポリ（メタ）アクリル酸やその塩、カゼイン又はグ
ルーのような凝集剤を添加し、そして清澄溶液を分離す
る前に凝集固体が沈降するにまかせる。
【００１８】普通は、含水酸化チタンを沈殿させる前
に、清澄溶液から或る程度の硫酸第一鉄を除去する。硫
酸第一鉄の除去は、酸化チタンの生成が水の添加によっ
て誘発されるブルメンフィールド（Ｂｌｕｍｅｎｆｉｅ
ｌｄ）沈降法が使用される場合には、特に重要である。
好ましくは、ブルメンフィールド法が使用される場合に
は、硫酸チタン中のチタンに対する鉄の比率は、Ｆｅ／
ＴｉＯ2 の重量で表わしたときに０．３／１より小さい
ように調節される。本発明の方法は硫酸チタンの溶液の
還元を最小量で済ませるので、従来の方法よりも低い鉄
／チタン比を一般に生じる。結果として、低い鉄／チタ
ン比の達成がより容易である。
に、清澄溶液から或る程度の硫酸第一鉄を除去する。硫
酸第一鉄の除去は、酸化チタンの生成が水の添加によっ
て誘発されるブルメンフィールド（Ｂｌｕｍｅｎｆｉｅ
ｌｄ）沈降法が使用される場合には、特に重要である。
好ましくは、ブルメンフィールド法が使用される場合に
は、硫酸チタン中のチタンに対する鉄の比率は、Ｆｅ／
ＴｉＯ2 の重量で表わしたときに０．３／１より小さい
ように調節される。本発明の方法は硫酸チタンの溶液の
還元を最小量で済ませるので、従来の方法よりも低い鉄
／チタン比を一般に生じる。結果として、低い鉄／チタ
ン比の達成がより容易である。
【００１９】硫酸第一鉄の結晶化はしばしば、水の蒸発
が有った又は無い硫酸チタンの溶液を５℃〜３５℃の範
囲の温度に、好ましくは、５℃〜１５℃の範囲の温度
に、冷却することによって達成される。冷却は、たとえ
ば、減圧により又は冷却コイルにより達成できる。結晶
化した硫酸第一鉄はデカンテーション、濾過又は遠心分
離のような適する方法によって除去される。
が有った又は無い硫酸チタンの溶液を５℃〜３５℃の範
囲の温度に、好ましくは、５℃〜１５℃の範囲の温度
に、冷却することによって達成される。冷却は、たとえ
ば、減圧により又は冷却コイルにより達成できる。結晶
化した硫酸第一鉄はデカンテーション、濾過又は遠心分
離のような適する方法によって除去される。
【００２０】清澄化し、そして必要ならば硫酸第一鉄を
除去した後に、硫酸チタンの溶液は含水酸化チタンに転
化される。含水酸化チタンの沈殿の前に溶液濃度及び酸
／チタン比が調節されてもよい。一般に、沈殿前に硫酸
チタンは重量で１．７／１から２．５／１までの範囲の
Ｈ2 ＳＯ4 ／ＴｉＯ2 として表わされる酸／チタン比を
有する。好ましくは、酸／チタン比は、重量でＨ2 ＳＯ
4 ／ＴｉＯ2 が１．８／１から２．０／１までの範囲に
ある。通常、存在する硫酸チタンの濃度は１リットル当
り１００〜２５０ｇのＴｉＯ2 に等しい。
除去した後に、硫酸チタンの溶液は含水酸化チタンに転
化される。含水酸化チタンの沈殿の前に溶液濃度及び酸
／チタン比が調節されてもよい。一般に、沈殿前に硫酸
チタンは重量で１．７／１から２．５／１までの範囲の
Ｈ2 ＳＯ4 ／ＴｉＯ2 として表わされる酸／チタン比を
有する。好ましくは、酸／チタン比は、重量でＨ2 ＳＯ
4 ／ＴｉＯ2 が１．８／１から２．０／１までの範囲に
ある。通常、存在する硫酸チタンの濃度は１リットル当
り１００〜２５０ｇのＴｉＯ2 に等しい。
【００２１】硫酸チタンの溶液は任意の適する手法によ
って含水酸化チタンに転化される。代表的な手法はブル
メンフィールド法として知られており、その方法では、
溶液を通常８０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱し、そ
して水を加える。代替の慣用される手法はメクレンバー
グ（Ｍｅｃｋｌｅｎｂｕｒｇ）法として知られており、
その方法では、硫酸チタンの溶液をしばしば８０℃〜１
１０℃の範囲の温度に加熱し、そして前もって調製した
酸化チタン核のスラリを加えて沈殿を誘発させる。
って含水酸化チタンに転化される。代表的な手法はブル
メンフィールド法として知られており、その方法では、
溶液を通常８０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱し、そ
して水を加える。代替の慣用される手法はメクレンバー
グ（Ｍｅｃｋｌｅｎｂｕｒｇ）法として知られており、
その方法では、硫酸チタンの溶液をしばしば８０℃〜１
１０℃の範囲の温度に加熱し、そして前もって調製した
酸化チタン核のスラリを加えて沈殿を誘発させる。
【００２２】沈殿後、含水二酸化チタンは通常の方法に
よって分離され処理される。顔料用二酸化チタンは次の
ようにして製造される: 濾過ケークを浸出し洗浄した後
に、通常、顔料結晶の形成をコントロールするために添
加した、か焼剤の存在下で、か焼して顔料粒子を出現さ
せる。か焼後、その粒子上に、例えば、無機酸化物及び
／又は有機化合物の表面被覆を付着させてもよい。非顔
料用に使用するのに適する二酸化チタンは洗浄した濾過
ケークを乾燥することによって製造できる。
よって分離され処理される。顔料用二酸化チタンは次の
ようにして製造される: 濾過ケークを浸出し洗浄した後
に、通常、顔料結晶の形成をコントロールするために添
加した、か焼剤の存在下で、か焼して顔料粒子を出現さ
せる。か焼後、その粒子上に、例えば、無機酸化物及び
／又は有機化合物の表面被覆を付着させてもよい。非顔
料用に使用するのに適する二酸化チタンは洗浄した濾過
ケークを乾燥することによって製造できる。
【００２３】場合によっては、酸化チタンを沈殿させ分
離した後に、溶液から硫酸第一鉄を上記方法を使用して
分離する。残った酸性溶液は硫酸として使用するために
通常の手段によって再循環されるか又は排出前に例えば
石膏として中和される。
離した後に、溶液から硫酸第一鉄を上記方法を使用して
分離する。残った酸性溶液は硫酸として使用するために
通常の手段によって再循環されるか又は排出前に例えば
石膏として中和される。
【００２４】
【発明の効果】本発明の方法はチタンに対する鉄の比率
が低い硫酸チタンの溶液を製造するので有利である。従
って、存在する装置をより効率的に利用すること、及び
鉄を緑ばん（ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）の形態のような有
用生成物としてより効率的に抽出することを達成するこ
とが可能である。同時に、鉄化合物の形態の副産物の生
成が少ない。従って、本方法は従来の方法よりも経済性
かつ環境許容性がある。
が低い硫酸チタンの溶液を製造するので有利である。従
って、存在する装置をより効率的に利用すること、及び
鉄を緑ばん（ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）の形態のような有
用生成物としてより効率的に抽出することを達成するこ
とが可能である。同時に、鉄化合物の形態の副産物の生
成が少ない。従って、本方法は従来の方法よりも経済性
かつ環境許容性がある。
【００２５】
【実施例】下記の実施例は本発明の例証である。 実施例１ ＴｉＯ2 として計算して５６重量％のチタンと、Ｆe2Ｏ
3 として計算して２３重量％の第二鉄と、ＦｅＯとして
計算して２１重量％の第一鉄を含有する天然イルメナイ
トを、回転炉の中で空気中で８００℃で１時間加熱する
ことによって、酸化した。生成物は存在する鉄の９７．
２重量％を第二鉄の状態で含有していた。それから、こ
の酸化された鉱石を流動床で８００℃で、容量で３．２
％のＣＯと１２．９％のＣＯ2 と８．３％のＨ2 と２
４．０％のＨ2 Ｏを含有し残余が実質的に全て窒素であ
る雰囲気下で１時間加熱した。それから、この還元され
た鉱石を周囲温度に冷却した。還元後には、鉱石中に存
在する鉄の９７．５％は第一鉄の状態にあり、その組成
は重量で５７．２％のＴｉＯ2 、１．２％のＦe2Ｏ3及
び４１．６％のＦｅＯであった。
3 として計算して２３重量％の第二鉄と、ＦｅＯとして
計算して２１重量％の第一鉄を含有する天然イルメナイ
トを、回転炉の中で空気中で８００℃で１時間加熱する
ことによって、酸化した。生成物は存在する鉄の９７．
２重量％を第二鉄の状態で含有していた。それから、こ
の酸化された鉱石を流動床で８００℃で、容量で３．２
％のＣＯと１２．９％のＣＯ2 と８．３％のＨ2 と２
４．０％のＨ2 Ｏを含有し残余が実質的に全て窒素であ
る雰囲気下で１時間加熱した。それから、この還元され
た鉱石を周囲温度に冷却した。還元後には、鉱石中に存
在する鉄の９７．５％は第一鉄の状態にあり、その組成
は重量で５７．２％のＴｉＯ2 、１．２％のＦe2Ｏ3及
び４１．６％のＦｅＯであった。
【００２６】この還元されたイルメナイト鉱石２０トン
と、８９重量％濃度の硫酸を、重量で１．４／１の（Ｈ
2 ＳＯ4 ／鉱石）の酸／鉱石比で混合した。混合物を１
２０℃に加熱し、発熱反応が始まり、そして温度は１９
０℃に上昇した。この反応塊を１９０℃に１時間維持し
た後に、得られたケークを冷却し、そして３２トンの水
及び２０ｍ3 の希硫酸（１リットル当り２６５ｇのＨ2
ＳＯ4 を含有）の中に溶解した。溶解は混合物を６５℃
で５時間維持することにより完了し、完了後には、鉱石
中のチタン値の９６重量％が温浸液の中にあった。温浸
中の第一鉄の或る程度の酸化は避けがたく、そして温浸
液は次のように算出された組成を有していた: ＴｉＯＳＯ4 ２２．０トン Ｆｅ2(ＳＯ4)3 ２．０トン ＦｅＳＯ4 １６．５トン Ｈ2 ＳＯ4 ７．７トン Ｈ2 Ｏ ５４．８トン
と、８９重量％濃度の硫酸を、重量で１．４／１の（Ｈ
2 ＳＯ4 ／鉱石）の酸／鉱石比で混合した。混合物を１
２０℃に加熱し、発熱反応が始まり、そして温度は１９
０℃に上昇した。この反応塊を１９０℃に１時間維持し
た後に、得られたケークを冷却し、そして３２トンの水
及び２０ｍ3 の希硫酸（１リットル当り２６５ｇのＨ2
ＳＯ4 を含有）の中に溶解した。溶解は混合物を６５℃
で５時間維持することにより完了し、完了後には、鉱石
中のチタン値の９６重量％が温浸液の中にあった。温浸
中の第一鉄の或る程度の酸化は避けがたく、そして温浸
液は次のように算出された組成を有していた: ＴｉＯＳＯ4 ２２．０トン Ｆｅ2(ＳＯ4)3 ２．０トン ＦｅＳＯ4 １６．５トン Ｈ2 ＳＯ4 ７．７トン Ｈ2 Ｏ ５４．８トン
【００２７】この温浸液に０．２８トンの金属鉄を加
え、金属鉄は硫酸第二鉄を実質的に全て硫酸第一鉄に還
元し且つ存在するＴｉの２％を３価の酸化状態に還元し
た。
え、金属鉄は硫酸第二鉄を実質的に全て硫酸第一鉄に還
元し且つ存在するＴｉの２％を３価の酸化状態に還元し
た。
【００２８】この液を蒸気で９０℃に加熱し、そして１
リットル当り４５ｇのＴｉＯ2 を含有するＴｉＯ2 核の
分散物２ｍ3 を加え、そして得られた混合物を１０５℃
で３時間煮沸して含水酸化チタンを沈殿させた。含水酸
化チタンを、通常の条件を使用して、濾過によって分離
し、洗浄し、そしてか焼した。
リットル当り４５ｇのＴｉＯ2 を含有するＴｉＯ2 核の
分散物２ｍ3 を加え、そして得られた混合物を１０５℃
で３時間煮沸して含水酸化チタンを沈殿させた。含水酸
化チタンを、通常の条件を使用して、濾過によって分離
し、洗浄し、そしてか焼した。
【００２９】実施例２ 実施例１に使用したのと同様の天然イルメナイトを、実
施例１に与えられたのと同じ条件下で還元した。
施例１に与えられたのと同じ条件下で還元した。
【００３０】この還元されたイルメナイト鉱石２０トン
と、８９重量％濃度の硫酸を、重量で１．４／１の（Ｈ
2 ＳＯ4 ／鉱石）比で混合し、そしてこのバッチ反応器
を窒素の噴射によって攪拌した以外は実施例１に記載さ
れたのと同じやり方で反応させ溶解した。この温浸液は
次のように算出された組成を有していた: ＴｉＯＳＯ4 ２２．０トン Ｆｅ2(ＳＯ4)3 ０．６トン ＦｅＳＯ4 １７．６トン Ｈ2 ＳＯ4 ８．０トン Ｈ2 Ｏ ５４．７トン
と、８９重量％濃度の硫酸を、重量で１．４／１の（Ｈ
2 ＳＯ4 ／鉱石）比で混合し、そしてこのバッチ反応器
を窒素の噴射によって攪拌した以外は実施例１に記載さ
れたのと同じやり方で反応させ溶解した。この温浸液は
次のように算出された組成を有していた: ＴｉＯＳＯ4 ２２．０トン Ｆｅ2(ＳＯ4)3 ０．６トン ＦｅＳＯ4 １７．６トン Ｈ2 ＳＯ4 ８．０トン Ｈ2 Ｏ ５４．７トン
【００３１】この温浸液に０．１１トンの金属鉄を加
え、金属鉄は硫酸第二鉄を実質的に全て硫酸第一鉄に還
元し且つ存在するＴｉの２％を３価の酸化状態に還元し
た。
え、金属鉄は硫酸第二鉄を実質的に全て硫酸第一鉄に還
元し且つ存在するＴｉの２％を３価の酸化状態に還元し
た。
【００３２】この液を蒸気で９０℃に加熱し、そして１
リットル当り４５ｇのＴｉＯ2 を含有するＴｉＯ2 核の
分散物２ｍ3 を加え、そして得られた混合物を１０５℃
で３時間煮沸して含水酸化チタンを沈殿させた。含水酸
化チタンを、通常の条件を使用して、濾過によって分離
し、洗浄し、そしてか焼した。
リットル当り４５ｇのＴｉＯ2 を含有するＴｉＯ2 核の
分散物２ｍ3 を加え、そして得られた混合物を１０５℃
で３時間煮沸して含水酸化チタンを沈殿させた。含水酸
化チタンを、通常の条件を使用して、濾過によって分離
し、洗浄し、そしてか焼した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド イアン ロチェスター イギリス国クリーブランド，ストックトン オン ティーズ，ビショップトン，タウ ン ファーム ハウス (72)発明者 ケネス バーンズ イギリス国ノース ヨークシャー，レイバ ーン，ウォートン，メドウスウィート（番 地なし) (72)発明者 ロジャー，フィリップ ベーコン イギリス国カウンティ ダーハム，ダーリ ントン，ランゴルム クレスセント 39
Claims (8)
- 【請求項１】 イルメナイト鉱石を硫酸によって温浸し
て硫酸チタンの溶液を生成し、必要ならば還元剤を硫酸
チタン溶液に添加し、そして次に硫酸チタン溶液から含
水酸化チタンを沈殿させることを含む、酸化チタンの製
造方法であって、前記イルメナイト鉱石が、鉱石中に存
在する鉄の少なくとも９２重量％が第一鉄の状態にある
ような組成を有しており、そして添加される場合還元剤
が、前記イルメナイト鉱石に関して計算して４．０重量
％未満の金属鉄に同等の量で添加される、前記方法。 - 【請求項２】 イルメナイト鉱石中に存在する鉄の少な
くとも９５重量％が第一鉄の状態にある、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】 還元剤の添加が、存在するチタンの４重
量％以下を３価チタンに還元することを生じさせる、請
求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 天然に存在するイルメナイト鉱石は流動
床反応器、ロータリーキルンまたは多炉床炉で還元され
る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 イルメナイト鉱石が７００℃〜９００℃
の範囲の温度で還元される、請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 天然のイルメナイト鉱石が、硫酸による
温浸の前に、存在する鉄の実質的に全てを第二鉄の状態
に転化するように酸化され次いで還元される、請求項１
〜５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 酸化チタンの生成が水の添加により誘発
され、そして硫酸チタン中のチタンに対する鉄の比率が
重量で０．３／１のＦｅ／ＴｉＯ2 より小さいように調
節される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 硫酸第一鉄の結晶化を誘発するために硫
酸チタンが５℃〜３５℃の範囲の温度に冷却される、請
求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB96077433 | 1996-04-13 | ||
| GBGB9607743.3A GB9607743D0 (en) | 1996-04-13 | 1996-04-13 | Production of titanium oxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1095618A true JPH1095618A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=10792068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9093628A Pending JPH1095618A (ja) | 1996-04-13 | 1997-04-11 | 酸化チタンの製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6090354A (ja) |
| EP (1) | EP0801030A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1095618A (ja) |
| CN (1) | CN1167085A (ja) |
| CZ (1) | CZ291224B6 (ja) |
| GB (1) | GB9607743D0 (ja) |
| PL (1) | PL319451A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527698A (ja) * | 2003-06-16 | 2006-12-07 | ザ ユニヴァーシティ オヴ リーズ | 反応性金属酸化物の抽出方法 |
| WO2007091342A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Niigata University | 硝酸溶液を経由した酸化チタン合成法 |
| KR100918938B1 (ko) * | 2007-11-30 | 2009-09-28 | (주)젠텍 | 저차산화티탄 흑색 안료 및 흑색광택안료의 제조 방법 |
| JP2013503803A (ja) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | シャ，リーリン | 濃縮チタン塩酸抽出残渣、その使用およびチタン顔料の調製方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6471743B1 (en) * | 1999-02-19 | 2002-10-29 | Mbx Systems, Inc. | Methods for leaching of ores |
| US7008602B2 (en) * | 2002-04-19 | 2006-03-07 | Millennium Inorganic Chemicals, Inc. | Beneficiation of titaniferous ore with sulfuric acid |
| BRPI0508889A (pt) * | 2004-03-18 | 2007-09-11 | Bhp Billiton Innovation Pty | processo para produzir titánia a partir de um material titanìfero sólido que contém ferro |
| CN103086425B (zh) * | 2011-11-07 | 2015-08-19 | 攀枝花鼎星钛业有限公司 | 采用低总钛、高铁钛比钛液生产钛白粉的方法 |
| US10287176B2 (en) | 2014-07-08 | 2019-05-14 | Avertana Limited | Extraction of products from titanium-bearing minerals |
| CN106186056A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 广西金茂钛业有限公司 | 一种生产钛白粉工艺中钛铁矿的连续酸解的方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA377396A (en) * | 1938-11-01 | Joseph Krchma Ignace | Titanium compound preparation | |
| CA898529A (en) * | 1972-04-25 | Benilite Corporation Of America | Beneficiation of ilmenite | |
| US2344288A (en) * | 1942-02-12 | 1944-03-14 | Nat Lead Co | Method for solubilizing titaniferous ores |
| GB1026691A (en) * | 1961-04-21 | 1966-04-20 | Laporte Titanium Ltd | Improvements in or relating to the treatment of titanium bearing ores |
| AU416143B2 (en) * | 1967-05-01 | 1969-11-06 | COMMONWEALTH SCIENTIFIC AND INDUSTRIAL RESEARCH ORGANIZATION and MURPHYORES INCORPORATED PTY. LTD | A process forthe beneficiation of titaniferous ores |
| US3877929A (en) * | 1969-07-31 | 1975-04-15 | Jack Whitehead | Process for reducing iron content of titaniferous material |
| GB1282504A (en) * | 1969-07-31 | 1972-07-19 | British Titan Ltd | Purification process for an iron-containing titaniferous material |
| GB1282508A (en) * | 1969-07-31 | 1972-07-19 | British Titan Ltd | Beneficiation process for iron-containing titaniferous materials |
| GB1312765A (en) * | 1971-03-12 | 1973-04-04 | British Titan Ltd | Benefication process for iron-containing titaniferous material |
| US4089675A (en) * | 1976-10-05 | 1978-05-16 | American Cyanamid Company | Combination beneficiation ilmenite digestion liquor reduction process |
| FI70563C (fi) * | 1979-08-10 | 1986-09-24 | Nl Industries Inc | Foerfarande foer framstaellning av titandioksid genom anvaendning av reduktionsmedel |
| US4288415A (en) * | 1979-08-10 | 1981-09-08 | Nl Industries, Inc. | Process for manufacturing titanium compounds using a reducing agent |
| US4781911A (en) * | 1987-04-10 | 1988-11-01 | Kemira, Inc. | TiO2 for ceramic frits and glazes |
| US4762552A (en) * | 1987-06-15 | 1988-08-09 | Kerr-Mcgee Chemical Corporation | Improved process for beneficating iron-containing titaniferous ores |
-
1996
- 1996-04-13 GB GBGB9607743.3A patent/GB9607743D0/en active Pending
-
1997
- 1997-03-17 EP EP97301771A patent/EP0801030A3/en not_active Withdrawn
- 1997-03-24 US US08/822,753 patent/US6090354A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-10 CZ CZ19971105A patent/CZ291224B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-04-11 CN CN97110528A patent/CN1167085A/zh active Pending
- 1997-04-11 PL PL97319451A patent/PL319451A1/xx unknown
- 1997-04-11 JP JP9093628A patent/JPH1095618A/ja active Pending
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| JP2012121798A (ja) * | 2003-06-16 | 2012-06-28 | Univ Of Leeds | 反応性金属酸化物の抽出方法 |
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| EP0801030A2 (en) | 1997-10-15 |
| CZ291224B6 (cs) | 2003-01-15 |
| PL319451A1 (en) | 1997-10-27 |
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| CZ110597A3 (en) | 1997-10-15 |
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