RU2643555C1 - Method for obtaining titanium dioxide of rutile modification (versions) - Google Patents
Method for obtaining titanium dioxide of rutile modification (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643555C1 RU2643555C1 RU2017100238A RU2017100238A RU2643555C1 RU 2643555 C1 RU2643555 C1 RU 2643555C1 RU 2017100238 A RU2017100238 A RU 2017100238A RU 2017100238 A RU2017100238 A RU 2017100238A RU 2643555 C1 RU2643555 C1 RU 2643555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- solution
- temperature
- precipitate
- added
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к обработке соединений титана и могут быть использованы в пищевой, фармацевтической и лакокрасочной промышленности, для производства пластики и печатных красок.The invention relates to the processing of titanium compounds and can be used in the food, pharmaceutical and varnish and paint industry, for the production of plastics and printing inks.
Известен способ получения диоксида титана рутильной модификации [SU 929670 А1, МПК5 С09С 1/36, опубл. 23.05.1982], заключающийся в том, что солеобработку суспензии гидротированной двуокиси титана проводят сульфатом калия и фосфорной кислотой или сульфатом калия и сульфатом цинка в присутствии рутилизирующих зародышей, с последующей фильтрацией суспензии и прокаливанием отдельной пасты. На солеобработку дополнительно вводят титаниламмонийсульфат в количестве 2-3% по TiO2 к двуокиси титана в суспензии.A known method of producing titanium dioxide rutile modification [SU 929670 A1, IPC5 C09C 1/36, publ. 05/23/1982], which consists in the fact that the salt treatment of a suspension of hydrated titanium dioxide is carried out with potassium sulfate and phosphoric acid or potassium sulfate and zinc sulfate in the presence of rutilizing nuclei, followed by filtration of the suspension and calcination of a separate paste. For salt treatment, titanylammonium sulfate is additionally added in an amount of 2-3% by TiO 2 to titanium dioxide in suspension.
Недостатком указанного способа является большое количество технологических операций, связанных с осаждением и промывкой осадка, а рутилизирующие добавки используют применительно к конечному осадку.The disadvantage of this method is the large number of technological operations associated with the deposition and washing of the precipitate, and rutilizing additives are used in relation to the final precipitate.
Известен способ получения диоксида титана рутильной модификации [RU 2061657 С1, МПК6 C01G 23/07, опубл. 10.06.1996], который включает в себя предварительное сжигание в горелке горючего и кислородсодержащего газов, подачу тетрахлорида титана и воды в реакционную зону, проведение процесса термогидролиза с получением диоксида титана. Предварительно перед подачей в реакционную зону жидкий тетрахлорид титана и воду диспергируют. Процесс сжигания в горелке производят при объемном соотношении природный газ: воздух, 1:(11-20), а процесс термогидролиза проводят при массовом отношении тетрахлорида титана к суммарному количеству водяных паров в реакционной зоне 0,3-3,0 при температуре в реакционной зоне 500-1500°С.A known method of producing titanium dioxide rutile modification [RU 2061657 C1, IPC6 C01G 23/07, publ. 06/10/1996], which includes the preliminary burning of combustible and oxygen-containing gases in the burner, the supply of titanium tetrachloride and water to the reaction zone, the process of thermohydrolysis to produce titanium dioxide. Prior to feeding into the reaction zone, liquid titanium tetrachloride and water are dispersed. The combustion process in the burner is carried out at a volume ratio of natural gas: air, 1: (11-20), and the process of thermohydrolysis is carried out with a mass ratio of titanium tetrachloride to the total amount of water vapor in the reaction zone of 0.3-3.0 at a temperature in the reaction zone 500-1500 ° C.
Недостатком этого способа является высокая температура термообработки.The disadvantage of this method is the high heat treatment temperature.
Известен способ получения пигментного диоксида титана рутильной модификации [SU 1611905 А1, МПК 5 С09С 1/36, опубл. 07.12.1990], выбранный в качестве прототипа, включающий гидролиз сернокислого раствора титана, обработку полученной при этом суспензии гидратированного диоксида титана соединениями калия, магния, или оксидом алюминия, или оксидом цинка в присутствии рутилирующих зародышей и прокалку продукта (при использовании оксида алюминия прокалку ведут в течение 2 ч при 900°С). В качеств соединений магния используют оксид магния, обожженный при 700-900°С, который вводят в суспензию перед прокалкой в количестве 0,15-0,25% по отношению к диоксиду титана. Далее проводят поверхностную обработку или SiO2, или Al2O3, или ZnO с последующей промывкой, фильтрацией сушкой и измельчением.A known method of producing pigment titanium dioxide rutile modification [SU 1611905 A1, IPC 5 C09C 1/36, publ. 12/07/1990], selected as a prototype, including hydrolysis of a titanium sulfate solution, processing the resulting suspension of hydrated titanium dioxide with potassium, magnesium, or aluminum oxide or zinc oxide in the presence of rutile nuclei and calcining the product (using aluminum oxide, calcination for 2 hours at 900 ° C). The magnesium compounds used are magnesium oxide, calcined at 700-900 ° C, which is introduced into the suspension before calcination in an amount of 0.15-0.25% with respect to titanium dioxide. Next, surface treatment is carried out with either SiO 2 , or Al 2 O 3 , or ZnO, followed by washing, filtration, drying and grinding.
Недостатками указанного способа являются высокая температура прокалки продукта и большое количество технологических операций.The disadvantages of this method are the high temperature calcination of the product and a large number of technological operations.
Предложенное изобретение позволяет получить пигментный диоксид титана рутильной модификации из аморфного диоксида титана.The proposed invention allows to obtain pigment titanium dioxide rutile modification of amorphous titanium dioxide.
Способ получения пигментного диоксида титана рутильной модификации так же, как в прототипе, включает обработку гидратированного диоксида титана в присутствии рутилизирующей добавки - оксида цинка, с дальнейшей промывкой продукта, фильтрацией и прокалкой.The method for producing pigment titanium dioxide of rutile modification, as in the prototype, includes processing hydrated titanium dioxide in the presence of a rutilizing additive - zinc oxide, with further washing of the product, filtration and calcination.
Согласно изобретению используют аморфный диоксид титана, полученный путем осаждения раствора фтораммонийных комплексных солей титана с последующей сушкой осадка, который растворяют в дистиллированной воде и к полученной суспензии приливают соляную кислоту до pH=2. Добавляют в качестве рутилизирующей добавки или оксид цинка, или металлический цинк. Одновременно подогревают раствор до температуры 40°С и перемешивают в течении не более 3 часов, удаляют не прореагировавший металл и приливают 25% раствор аммиачной воды до pH=8. Осадок отделяют от раствора, промывают дистиллированной водой, фильтруют и прокаливают при температуре 800-850°С в течение не менее 5 часов.According to the invention, amorphous titanium dioxide is used, obtained by precipitation of a solution of fluoroammonium complex salts of titanium, followed by drying of the precipitate, which is dissolved in distilled water and hydrochloric acid is added to the resulting suspension to pH = 2. Zinc oxide or zinc metal is added as a rutilizing agent. At the same time, the solution is heated to a temperature of 40 ° C and stirred for no more than 3 hours, the unreacted metal is removed and a 25% solution of ammonia water is added to pH = 8. The precipitate is separated from the solution, washed with distilled water, filtered and calcined at a temperature of 800-850 ° C for at least 5 hours.
Во втором варианте способ получения пигментного диоксида титана рутильной модификации так же, как в прототипе, включает обработку гидратированного диоксида титана в присутствии рутилизирующей добавки - оксида алюминия, с последующей промывкой, фильтрацией и прокалкой.In the second embodiment, the method for producing pigment titanium dioxide of rutile modification, as in the prototype, includes processing hydrated titanium dioxide in the presence of a rutilizing additive - alumina, followed by washing, filtering and calcining.
В отличие от прототипа используют аморфный диоксид титана, полученный путем осаждения раствора фтораммонийных комплексных солей титана с последующей сушкой осадка, который растворяют в дистиллированной воде, и к полученной суспензии приливают соляную кислоту до pH=2. Добавляют в качестве рутилизирующей добавки или оксид алюминия, или металлический алюминий. Одновременно подогревают раствор до температуры 40°С и перемешивают в течении не более 3 часов, удаляют не прореагировавший металл и приливают 25% раствор аммиачной воды до pH=8. Образовавшийся осадок отделяют от раствора, промывают дистиллированной водой и прокаливают при температуре 800-850°С в течение не менее 5 часов.In contrast to the prototype, amorphous titanium dioxide is used, obtained by precipitation of a solution of fluoroammonium complex salts of titanium, followed by drying of the precipitate, which is dissolved in distilled water, and hydrochloric acid is added to the resulting suspension to pH = 2. As a rutilizing agent, either aluminum oxide or aluminum metal is added. At the same time, the solution is heated to a temperature of 40 ° C and stirred for no more than 3 hours, the unreacted metal is removed and a 25% solution of ammonia water is poured to pH = 8. The precipitate formed is separated from the solution, washed with distilled water and calcined at a temperature of 800-850 ° C for at least 5 hours.
По сравнению с прототипом снижена температура прокалки продукта, и для получения пигментного диоксида титана рутильной модификации требуется меньшее количество технологических операций.Compared with the prototype, the calcination temperature of the product is reduced, and to obtain pigment titanium dioxide rutile modification requires fewer technological operations.
На фиг. 1 представлена рентгенограмма образца аморфного диоксида титана.In FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of an amorphous titanium dioxide sample.
На фиг. 2 показана рентгенограмма образца 1, полученного предложенным способом при добавлении рутилизирующей добавки - металлического цинка.In FIG. 2 shows an X-ray diffraction pattern of
На фиг. 3 показана рентгенограмма образца 2, полученного предложенным способом при добавлении рутилизирующей добавки - металлического алюминия.In FIG. 3 shows an X-ray diffraction pattern of
На фиг. 4 показана рентгенограмма образца 3, полученного предложенным способом при добавлении рутилизирующей добавки - оксида цинка.In FIG. 4 shows an X-ray diffraction pattern of
На фиг. 5 показана рентгенограмма образца 4, полученного предложенным способом при добавлении рутилизирующей добавки - оксида алюминия.In FIG. 5 shows an X-ray diffraction pattern of
На фиг. 6 показана рентгенограмма для диоксида титана рутильной модификации, используемая в качестве эталона, при сравнении результатов.In FIG. Figure 6 shows an x-ray for rutile titanium dioxide used as a reference when comparing the results.
В таблице 1 представлены результаты получения диоксида титана рутильной модификации.Table 1 presents the results of the preparation of rutile titanium dioxide modification.
Для осуществления способа получения диоксида титана рутильной модификации использовали аморфный диоксида титана, полученный путем осаждения раствора фтораммонийных комплексных солей титана с последующей сушкой осадка при температуре 200°С в течение 5 часов [RU 2365647 С1].To implement the method for producing rutile titanium dioxide, amorphous titanium dioxide was used, obtained by precipitation of a solution of fluorine ammonium complex salts of titanium, followed by drying of the precipitate at a temperature of 200 ° C for 5 hours [RU 2365647 C1].
Навеску аморфного диоксида титана массой 11 г перенесли в химический стакан, растворили в дистиллированной в воде из расчета 200 г/л по TiO2, прилили соляную кислоту до pH=2 и добавили рутилизирующую добавку (или Zn, или Al, или Al2O3, или ZnO). Используя мешалку с подогревом, одновременно подогрели раствор до температуры 40°С и перемешивали в течение 3-х часов. По истечении времени реагирования из раствора удалили не прореагировавший металл и прилили 25% раствор аммиачной воды до pH=8. Образовавшийся осадок отделили от раствора с помощью фильтрации и промыли дистиллированной водой. Термообработку полученного осадка провели в муфельной печи при температуре 800-850°С в течение 5 часов.A sample of amorphous titanium dioxide weighing 11 g was transferred to a beaker, dissolved in distilled in water at a rate of 200 g / l according to TiO 2 , hydrochloric acid was added to pH = 2, and a rutilization additive (either Zn, or Al, or Al 2 O 3 was added , or ZnO). Using a heated stirrer, the solution was simultaneously heated to a temperature of 40 ° C and stirred for 3 hours. After the reaction time, the unreacted metal was removed from the solution and a 25% solution of ammonia water was added to pH = 8. The precipitate formed was separated from the solution by filtration and washed with distilled water. Heat treatment of the obtained precipitate was carried out in a muffle furnace at a temperature of 800-850 ° C for 5 hours.
В зависимости от вида рутилизирующей добавки количество ее определяется в интервале 1-8% в пересчете на количество соответствующего оксида в образце TiO2 (таблица 1).Depending on the type of rutilizing additive, its amount is determined in the range of 1-8% in terms of the amount of the corresponding oxide in the TiO 2 sample (table 1).
Структуру кристаллической решетки полученных образцов по опыту №1-4 определили с помощью рентгенофазового анализа на рентгеновском дифрактометре XRD-7000S фирмы Shimadzu. В результате термообработки происходит перекристаллизация анатазной формы (фиг. 1) в рутильную (фиг. 2-5).The crystal lattice structure of the obtained samples from experiment No. 1-4 was determined using x-ray phase analysis on an XRD-7000S X-ray diffractometer (Shimadzu). As a result of heat treatment, the anatase form (Fig. 1) recrystallizes to rutile (Fig. 2-5).
Как видно из сравнения рентгенограмм на фиг. 6, предложенный способ позволяет получить пигментный диоксид титана с содержанием 97% рутильной формы кристаллической решетки из аморфного диоксида титана.As can be seen from the comparison of the radiographs in FIG. 6, the proposed method allows to obtain pigment titanium dioxide with a content of 97% of the rutile form of the crystal lattice from amorphous titanium dioxide.
Полученный пигментный диоксид титана представляет собой порошок, который может быть использован в лакокрасочной промышленности.The resulting pigment titanium dioxide is a powder that can be used in the paint industry.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100238A RU2643555C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method for obtaining titanium dioxide of rutile modification (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100238A RU2643555C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method for obtaining titanium dioxide of rutile modification (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643555C1 true RU2643555C1 (en) | 2018-02-02 |
Family
ID=61173645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100238A RU2643555C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method for obtaining titanium dioxide of rutile modification (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643555C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114349042A (en) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 中国科学技术大学 | Rutile phase doped metal oxide, stable defect-free rutile phase metal oxide and preparation method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2326182A (en) * | 1940-11-27 | 1943-08-10 | Sherwin Williams Co | Titanium pigment composition and process of making the same |
US4239548A (en) * | 1978-12-21 | 1980-12-16 | Tioxide Group Limited | Titanium dioxide pigment |
SU947163A1 (en) * | 1980-08-08 | 1982-07-30 | Предприятие П/Я Г-4855 | Process for producing rutile form of titanium dioxide pigment |
SU1611905A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-12-07 | Предприятие П/Я В-2023 | Method of producing pigment titanium dioxide of rutyl modification |
RU2113407C1 (en) * | 1996-06-19 | 1998-06-20 | Волгоградский инженерный центр по новым материалам и технологиям "Ресурс" | Method of producing titanium dioxide pigment from titanium-containing wastes |
WO2008088312A2 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Processes for the hydrothermal production of titanium dioxide |
-
2017
- 2017-01-09 RU RU2017100238A patent/RU2643555C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2326182A (en) * | 1940-11-27 | 1943-08-10 | Sherwin Williams Co | Titanium pigment composition and process of making the same |
US4239548A (en) * | 1978-12-21 | 1980-12-16 | Tioxide Group Limited | Titanium dioxide pigment |
SU947163A1 (en) * | 1980-08-08 | 1982-07-30 | Предприятие П/Я Г-4855 | Process for producing rutile form of titanium dioxide pigment |
SU1611905A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-12-07 | Предприятие П/Я В-2023 | Method of producing pigment titanium dioxide of rutyl modification |
RU2113407C1 (en) * | 1996-06-19 | 1998-06-20 | Волгоградский инженерный центр по новым материалам и технологиям "Ресурс" | Method of producing titanium dioxide pigment from titanium-containing wastes |
WO2008088312A2 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Processes for the hydrothermal production of titanium dioxide |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114349042A (en) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 中国科学技术大学 | Rutile phase doped metal oxide, stable defect-free rutile phase metal oxide and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2178798B1 (en) | Method of preparing a well-dispersable microcrystalline titanium dioxide product | |
US7763232B2 (en) | Methods for production of titanium oxide particles, and particles and preparations produced thereby | |
JPH04214030A (en) | Manufacture of titanium dioxide | |
KR20100014340A (en) | Processes for the hydrothermal production of titanium dioxide | |
Frolova et al. | Synthesis of pigments in Fe2O3-Al2O3-CoO by co-precipitation method | |
JP4436910B2 (en) | Photocatalyst containing titanium oxide, its production method and use | |
RU2643555C1 (en) | Method for obtaining titanium dioxide of rutile modification (versions) | |
JPH0524844A (en) | Production of hydrated zirconia sol and zirconia powder | |
US8268203B2 (en) | Method for producing microcrystalline titanium oxide | |
CN105727922B (en) | A kind of Li adulterates SrTiO3The preparation method and product of ten octahedron nanometer particles | |
JP2008150232A (en) | Metatitanic acid slurry for raw material of photocatalyst titanium oxide and method for producing the slurry | |
JP6970174B2 (en) | The method for producing titanium dioxide and the resulting titanium dioxide | |
JPS5935843B2 (en) | Method of producing chromium oxide from chromite | |
JPH1111948A (en) | Stable anatase type titanium dioxide | |
RU2317947C1 (en) | Method of preparing photocatalytic titanium dioxide | |
CN105565356A (en) | Method for preparing metal oxide micro-nano powder | |
RU2618879C1 (en) | Method of obtaining nanodispersed titanium dioxide powder with rutile structure | |
RU2709093C1 (en) | Titanium oxide synthesis method | |
RU2348582C1 (en) | Method of obtaining modified titanium dioxide | |
US2516604A (en) | Method of preparing nucleating agent and use of same in hydrolyzing titanium salt solutions in production of titanium oxide product | |
JP7106770B2 (en) | Highly heat-resistant anatase-type titanium oxide and method for producing the same | |
JP2004256341A (en) | Production method of rutile-type, rod-shaped titanium dioxide | |
KR100385903B1 (en) | Method for making titanium dioxide powder | |
RU2575026C1 (en) | Method of producing crystalline titanium dioxide in anatase structural modification | |
Li et al. | Preparation and lithium intercalation behavior of TiO2 in aqueous solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200110 |