Procedimiento al sulfato.

Un proceso al sulfato para producir dióxido de titanio a partir de un material titanífero

(tal como un material titanífero que contiene hierro tal como ilmenita) que incluye pasos de digestión y/o lixiviación que forman una solución de proceso que incluye una solución ácida de sulfato de titanilo (TiOSO4) y sulfato de hierro (FeSO4) a partir del material titanífero sólido e hidrólisis y otros pasos que forman dióxido de titanio a partir del sulfato de titanilo en la solución de proceso, y se caracteriza por separar una fase sólida residual de la solución de proceso procedente de los pasos de digestión y/o lixiviación; introducir SO2 gaseoso en las soluciones de proceso separadas; pasar la solución de proceso a través de una columna de carbono activado; reducir la concentración de iones férricos en la solución de proceso y producir ácido y suministrar el ácido a otras operaciones unitarias en el proceso; y borbotear nitrógeno o aire en la solución de proceso a fin de eliminar el dióxido de azufre que no ha reaccionado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU2007/001320.

Solicitante: BHP BILLITON INNOVATION PTY LTD.

Nacionalidad solicitante: Australia.

Dirección: 180 LONSDALE STREET MELBOURNE, VICTORIA 3000 AUSTRALIA.

Inventor/es: ROCHE,ERIC,GIRVAN, STUART,ALAN,DAVID, GRAZIER,PHILIP,E.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de... > Extracción de compuestos metálicos por vía húmeda... > C22B3/08 (Acido sulfúrico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de... > Extracción de compuestos metálicos por vía húmeda... > C22B3/44 (por procedimientos químicos (C22B 3/26, C22B 3/42 tienen prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de... > Obtención de metales refractarios > C22B34/12 (Obtención de titanio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de... > Extracción de compuestos metálicos por vía húmeda... > C22B3/46 (por sustitución, p. ej. cementación)

PDF original: ES-2524019_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento al sulfato La presente invención se refiere a un proceso para producir dióxido de titanio a partir de un material titanífero.

El término material "titanífero" debe entenderse en esta memoria con el significado de cualquier material que contenga titanio, incluyendo por ejemplo minerales, concentrados de minerales, y escorias titaníferas.

La presente invención se refiere particularmente al proceso al sulfato para producir dióxido de titanio a partir de un material titanífero.

La presente invención se refiere al proceso convencional al sulfato y a un proceso al sulfato desarrollado por la solicitante.

El proceso convencional al sulfato para producir dióxido de titanio a partir de un material titanífero (tal como un material titanífero que contiene hierro tal como ilmenita -FeTiO3 o Fe O·TiO2) del tipo que incluye los pasos de:

(a) digerir material titanífero sólido con ácido sulfúrico concentrado

(b) disolver el material titanífero digerido producido en el paso (b) y formar una solución de proceso que incluye una solución ácida de sulfato de titanilo (TiOSO4) y sulfato de hierro (FeO4) ;

(c) tratar la solución de proceso con chatarra de hierro para reducir el ion férrico en solución a iones ferrosos 25 y reducir con ello la concentración de ion férrico en la solución de proceso;

(d) hidrolizar el sulfato de titanilo en la solución de proceso y formar una fase sólida que contiene óxidos de titanio hidratados y una fase líquida;

(e) separar la fase sólida que contiene óxidos de titanio hidratados y la fase líquida; y

(f) calcinar la fase sólida del paso (g) y formar dióxido de titanio.

El proceso convencional al sulfato puede incluir un paso de eliminación de sulfato de hierro de la solución de 35 proceso antes del paso de hidrólisis (d) .

La solicitud internacional WO-A-2005/038060 (PCT/AU2004/001421) a nombre de la solicitante describe una invención del proceso al sulfato realizada por la solicitante.

En términos generales, la solicitud internacional PCT/AU2004/001421 describe y reivindica un proceso al sulfato para producir dióxido de titanio a partir de un material titanífero (tal como un material titanífero que contiene hierro tal como ilmenita) del tipo que incluye los pasos de:

(a) lixiviar material titanífero sólido con una solución de lixiviación que contiene ácido sulfúrico y formar una 45 solución de proceso que incluye una solución ácida de sulfato de titanilo (TiOSO4) y sulfato de hierro (FeSO4) ;

(b) separar la solución de proceso y una fase sólida residual del paso de lixiviación (a) ;

(c) precipitar sulfato de titanilo de la solución de proceso del paso (b) ;

(d) separar el sulfato de titanilo precipitado de la solución de proceso;

(e) tratar el sulfato de titanilo precipitado y producir una solución que contiene sulfato de titanilo; 55

(f) hidrolizar el sulfato de titanilo en la solución y formar una fase sólida que contiene óxidos de titanio hidratados y una fase líquida;

(g) separar la fase sólida que contiene óxidos de titanio hidratados y la fase líquida; y

(h) calcinar la fase sólida del paso (e) y formar dióxido de titanio.

Adicionalmente, el proceso al sulfato descrito y reivindicado en la solicitud internacional PCT/AU2004/001421 incluye un paso (i) de separación del sulfato de hierro de la solución de proceso del paso (b) y/o la solución de 65 proceso empobrecida del paso (d) .

El término "óxidos de titanio hidratados" debe entenderse en esta memoria que incluye, a modo de ejemplo, compuestos que tienen la fórmula TiO2·2H2O y TiO2·H2O.

Adicionalmente, el término "óxidos de titanio hidratados" debe entenderse en esta memoria que incluye compuestos 5 que se describen en la literatura técnica como hidróxido de titanio (Ti (OH) 4) .

Las concentraciones de metales mencionadas en lo sucesivo debe entenderse en esta memoria que se determinan por ICP (todos los metales) o por titulación (en los casos de Ti y Fe -ferroso y férrico) .

La solicitante ha llevado a cabo trabajo de investigación adicional sobre el proceso al sulfato descrito y reivindicado en la solicitud internacional PCT/AU2004/001421 desde la fecha de prioridad de 17 de octubre de 2003 de la solicitud internacional y ha identificado varias características que no se dan a conocer en la solicitud internacional y que son importantes, por separado y en combinación, a fin de hacer funcionar el proceso eficazmente.

Las solicitudes internacionales WO-A-2006/105611 (PCT/AU2006/000468) , WO-A-2006/105612 (PCT/AU2006000469) , WO-A-2006/105613 (PCT/AU2006/000470) , y WO-A-2006/105614 (PCT/AU2006/000471) a nombre de la solicitante describen y reivindican invenciones que se refieren a varias de estas características.

La presente invención es una invención que se refiere a otra de estas características.

La presente invención está basada en el entendimiento de que es muy ventajoso tratar la solución de proceso del paso de lixiviación (a) para reducir la concentración de, y con preferencia eliminar totalmente, el ion férrico de la solución de proceso aguas arriba del paso de precipitación del sulfato de titanilo (c) .

Antes de llegar al entendimiento anterior, la solicitante había supuesto que el ion férrico en la solución de proceso no precipitarían con el sulfato de titanilo en el paso de precipitación del sulfato de titanilo (c) o que, en el caso los iones precipitaran de hecho, el precipitado se encontraría en una forma soluble y podría eliminarse fácilmente por lavado y no permanecería con el sulfato de titanilo precipitado. La solicitante encontró en el trabajo de investigación que, de hecho, los iones férricos precipitan en una forma que no se disuelve fácilmente y tiende a ser arrastrada con el sulfato de titanilo a los pasos subsiguientes del proceso, teniendo un efecto adverso sobre estos pasos del proceso y sobre la calidad final del producto.

La solicitante se ha dado cuenta también de que la disminución de la concentración de ion férrico en la solución de proceso procedente del paso de disolución (b) de la ilmenita en el proceso convencional al sulfato por el uso de SO2

gaseoso como reemplazamiento parcial o total de la chatarra de hierro, aporta ventajas considerables al proceso.

Conforme a ello, en términos amplios, la presente invención proporciona un proceso al sulfato conforme a la reivindicación 1. Se define también en esta memoria un proceso al sulfato para producción de dióxido de titanio a partir de un material titanífero (tal como un material titanífero que contiene hierro tal como ilmenita) que incluye pasos de digestión y/o lixiviación que forman una solución de proceso que incluye una solución ácida de sulfato de titanilo (TiOSO4) y sulfato de hierro (FeSO4) a partir del material titanífero sólido y la hidrólisis y otros pasos que forman dióxido de titanio a partir del sulfato de titanilo en la solución de proceso, y se caracteriza por un paso de tratamiento del ion férrico consistente en tratar la solución de proceso de los pasos de digestión y/o de lixiviación con SO2 gaseoso y un catalizador y reducir la concentración de ion férrico de la solución de proceso y producir ácido y 45 se caracteriza adicionalmente por suministrar el ácido a otras operaciones unitarias en el proceso.

En el contexto del proceso convencional al sulfato, como se describe arriba, preferiblemente el paso de tratamiento del ion férrico se lleva a cabo antes del paso de hidrólisis del proceso.

En el contexto del proceso al sulfato de la solicitante, en términos amplios, el proceso incluye los pasos de:

(a) lixiviar material titanífero sólido con una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso al sulfato para producir dióxido de titanio a partir de un material titanífero (tal como un material titanífero que contiene hierro tal como ilmenita) que incluye pasos de digestión y/o lixiviación que forman una 5 solución de proceso que incluye una solución ácida de sulfato de titanilo (TiOSO4) y sulfato de hierro (FeSO4) a partir del material titanífero sólido e hidrólisis y otros pasos que forman dióxido de titanio a partir del sulfato de titanilo en la solución de proceso, y se caracteriza por separar una fase sólida residual de la solución de proceso procedente de los pasos de digestión y/o lixiviación; introducir SO2 gaseoso en las soluciones de proceso separadas; pasar la solución de proceso a través de una columna de carbono activado; reducir la concentración de iones férricos en la solución de proceso y producir ácido y suministrar el ácido a otras operaciones unitarias en el proceso; y borbotear nitrógeno o aire en la solución de proceso a fin de eliminar el dióxido de azufre que no ha reaccionado.

2. El proceso definido en la reivindicación 1 incluye los pasos de: 15

(a) lixiviar material titanífero sólido con una solución de lixiviación que contiene ácido sulfúrico y formar la solución de proceso que incluye la solución ácida de sulfato de titanilo (TiOSO4) y sulfato de hierro (FeSO4) ;

(b) separar la solución de proceso y una fase sólida residual del paso de lixiviación (a) ; 20

(c) precipitar sulfato de titanilo de la solución de proceso del paso (b) ;

(d) separar el sulfato de titanilo precipitado de la solución de proceso;

(e) tratar el sulfato de titanilo precipitado y producir una solución que contiene sulfato de titanilo;

(f) hidrolizar el sulfato de titanilo en la solución y formar una fase sólida que contiene óxidos de titanio hidratado y una fase líquida;

(g) separar la fase sólida que contiene óxidos de titanio hidratados y la fase líquida; y (h) calcinar la fase sólida del paso (g) y formar dióxido de titanio, y en el que el paso de tratamiento del ion férrico reduce la concentración de ion férrico de la solución de proceso 35 aguas arriba del paso de precipitación del sulfato de titanilo (c) .

3. El proceso definido en la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el que el paso de tratamiento del ion férrico reduce la concentración de ion férrico en la solución de proceso hasta hacerla inferior a 5 g/L.

4. El proceso definido en la reivindicación 2, en el que el paso de tratamiento del ion férrico reduce la concentración de ion férrico en la solución de proceso en un grado tal que la concentración de hierro en la solución de sulfato de titanilo derivada del sulfato de titanilo precipitado (e) es menor que 5 g/L.

5. El proceso definido en la reivindicación 2, en el que el paso de tratamiento del ion férrico incluye tratar la 45 solución de proceso con uno cualquiera o más de iones Ti3+, SO2 gaseoso, H2 gaseoso, polvo de Zn, polvo de Al, y hierro tal como chatarra de hierro y reducir los iones férricos a iones ferrosos.

6. El proceso definido en la reivindicación 1 ó 2, que incluye suministrar (i) una parte de la solución de proceso que se ha tratado con SO2 gaseoso en el paso de pretratamiento de los iones férricos (y por consiguiente tiene una 50 concentración menor de ion férrico) y (ii) la solución de proceso como alimentación para el paso de tratamiento del ion férrico.

7. El proceso definido en la reivindicación 1 ó 2, en el que el paso de tratamiento del ion férrico incluye los pasos de dispersar SO2 en la solución de proceso para cargar la solución de proceso con una cantidad 55 estequiométrica de SO2 para reacción con los iones férricos y reducción de los iones férricos a iones ferrosos, hacer pasar la solución a través de una columna de carbono activado, y borbotear con nitrógeno o aire la solución para eliminar cualquier cantidad de SO2 que no haya reaccionado.

8. El proceso definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que el paso de tratamiento del ion 60 férrico incluye tratar la solución de proceso primeramente con SO2 gaseoso y hacer pasar después de ello la solución de proceso a través de hierro tal como chatarra de hierro.

9. El proceso definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores incluye adicionalmente un paso de precipitación de sulfato de hierro para precipitar sulfato de hierro de la solución de proceso. 65